第2章精密磨削加工.ppt

精密和超精密加工技术 杨红涛 2008年8月 2.1 概述 2.2 精密磨削加工机理 2.3精密磨削加工的机床及应用 2.4 超精密磨削简介 二、超硬磨料砂轮修整 软钢磨削整形法 单滚轮法 双滚轮法 2.3.5 超硬磨料砂轮磨削 二、超硬磨料砂轮修整 滚压挤轧法 用碳化硅、刚玉、硬质合金或钢铁等制成修整轮，与超硬磨料砂轮在一定压力下进行自由对滚，使结合剂破裂形成容屑空间，并使超硬磨粒表面崩碎形成微刃。加入碳化硅、刚玉等游离磨料，依靠游离磨料挤轧作用进行修锐。 2.3.5 超硬磨料砂轮磨削 二、超硬磨料砂轮修整 喷射法 碳化硅和刚玉 2.3.5 超硬磨料砂轮磨削 二、超硬磨料砂轮修整 电加工法 电解修整法 利用电化学个腐 蚀作用蚀除金属结合 剂，多用于金属结合 剂砂轮的修锐，非金 属结合剂砂轮无效。 2.3.5 超硬磨料砂轮磨削 二、超硬磨料砂轮修整 电火花修整法 电火花放电加工，适用于各种金属结合剂砂轮。若在结合剂中加入石墨粉，可用于树脂、陶瓷结合剂砂轮。既可整形，又可修锐。 2.3.5 超硬磨料砂轮磨削 二、超硬磨料砂轮修整 超声波振动修整法 用受激振动的 簧片或超声波 振动头驱动的 幅板作为修整 器，并在砂轮 和修整器间放 入游离磨料撞 击砂轮的结合 剂，使超硬磨 粒突出结合剂。 2.3.5 超硬磨料砂轮磨削 三、超硬磨料砂轮磨床 超精密磨削对磨床的要求： 1）要求磨床的精度较高，砂轮主轴回转精度其径向跳动应0.01mm，端面圆跳动0.005mm。 2）比普通磨床刚度提高50％左右。 3）进给系统精度高、进给速度均匀准确，纵向进给速度最小可达0.3m/min，横向进给最小可达0.001～0.002mm/单行程。 4）各运动件和主轴回转部分、进给运动导轨部分有可靠的密封。 5）有比较完善的磨削液处理系统。 6）采取相应的防振、隔振措施。 2.3.5 超硬磨料砂轮磨削 四、超硬磨料砂轮磨削工艺 磨削用量 磨削速度 人造金刚石砂轮的磨削速度为12～30m/s，立方氮化硼砂轮的磨削速度为45～60m/s. 磨削深度 工件速度 一般为10～20m/min 纵向进给速度 一般在0.45～1.5m/min 磨削深度为0.002～0.01mm 2.3.5 超硬磨料砂轮磨削 四、超硬磨料砂轮磨削工艺 磨削液 磨削液的作用 磨削液的种类和组成 降低磨削温度，减少磨削力，改善磨削表面质量，提高磨削效率和砂轮寿命。 润滑、冷却、清洗性能，尚有渗透性、防锈性、防腐性、防火性、切削性和极压性等 油性液：成分是矿物油，如机油、轻质柴油、煤油，加入脂肪油和添加剂。 水溶性液：成分是水，如乳化液、无机盐水溶液和化学合成液等。 金刚石砂轮磨削时常用油性液和水溶性液，立方氮化硼砂轮磨削时用油性液。 2.3.5 超硬磨料砂轮磨削 五、超硬磨料砂轮的平衡 静平衡 动平衡 力矩平衡，用于窄砂轮的平衡，是在一个平面上的平衡。 （1）机外静平衡架上平衡 （2）机上动态平衡 （3）机外动态平衡 力偶平衡，用于宽砂轮和多砂轮轴的平衡，是在一个有一 定长度的体上进行力偶平衡。 一般在动平衡机上进行。 2.3.5 超硬磨料砂轮磨削 第2.4节 超精密磨削加工简介 2.4.1、超精密磨削和镜面磨削 超精密磨削的加工精度达到或高于0.1μm，表面粗糙度低于0.025μm，是一种亚微米级的加工方法；对于钢、铁材料和陶瓷、玻璃等硬脆材料是一种重要的加工方法。镜面磨削加工表面粗糙度达到0.02～0.01μm，属于精密和超精密磨削范畴。 超精密磨削的特点： 1）超精密磨床是超精密磨削的关键 2）超精密磨削是一种超微量去除加工 3）超精密磨削是一个高精度、高稳定 性的系统工程 2.4.2、超精密磨削机理 磨削加工过程 单颗粒磨削 1）磨粒是一颗具有弹性支承（结合 剂）的和大负前角切削刃的弹性体。 2）磨粒切削刃的切入深度是从零开 始逐渐增加，到达最大值再逐渐减 少，最后到零。 3）磨粒磨削时在工件的接触过程中， 开始是弹性区，继而塑性区、切削区、 塑性区，最后是弹性区。 4）超精密磨削时有微切削作用、塑性 流动和弹性破坏作用，同时还有滑擦 作用。 第2.4节 超精密磨削加工简介 磨削加工过程 磨削加工是无数磨粒的连续磨削。加工的实质是工件被磨削的 表层，在无数磨粒瞬间的挤压，摩擦作用下产生变形，而后转为磨 屑，并形成光洁表面的过程。磨削过程可分为：三个阶段，砂轮表 面的磨粒与工件材料接触，发生弹性变形，磨粒继续切入工件（切 削深度增加），工件材料进入塑性阶段，材料晶粒发生滑移。塑性 变形不断增大，当力达到工件的强度极限时，被磨削层材料产生挤 裂，即进入切削阶段，最后被