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第4章 磨削理论 4.1 磨削加工的概念 4.2 磨削运动和磨削要素 附录 接触弧长、等效直径的公式的推导 4.3 磨削过程 4.4 磨削力及磨削功率 4.5 磨削温度 4.6 砂轮的磨损、耐用度与修整 本章思考题 二、磨削温度 1.磨削温度的种类 2.磨粒切削温度及其与切削用量的关系 把磨粒切削工件当作一把刀具切削工件，可以测出磨粒切削刃附近的温度分布，即切屑下部及磨粒磨损平面下的工件表面的温度分布。如图4-12所示。 图4-11 磨削温度的来源 图4-12 磨粒切削刃附近工件表面温度分析 Ⅰ—由于切屑形成及刻划引起的温度变化；Ⅱ—磨粒与工件摩擦时引起的温度变化；Ⅰ+Ⅱ—两者的叠加 切削刃A点下的瞬时温度可达1400℃左右。 磨削温度的分布规律： （1）切削刃上的瞬时温度可达1400℃左右； （2）单颗粒磨粒的切削温度常常达到金属的熔点； （3）对于一定的金属材料，其磨屑形成的温度为一常数。 磨粒磨削点的温度与磨削用量的关系： 接触面温度与磨削用量的关系： 工件表面单位面积上的能量输入（能通量）： （能通量表征的是工件受热影响区域的深度。） 三、磨削温度对工件表面的影响 1. 磨削烧伤：磨削时磨削热引起工件表面温度过高，使加工表面组织（金相组织）发生变化，从而使加工表面的硬度和塑性发生变化，在加工表层瞬间发生的氧化变色现象。即工件表层产生氧化膜的回火颜色。 影响磨削烧伤的因素： 不同的变质层厚度，呈现不同的烧伤颜色。 工件速度增加，工件产生烧伤较晚，砂轮耐用度高。 磨粒颗粒较细，工件产生烧伤较早，砂轮耐用度低；反之。 磨削钢料时，烧伤产生于磨粒磨损达到一定限度时，研究表明，砂轮上磨损面积超过总工作面积的4%时，就会出现烧伤。 磨削烧伤对加工表面的影响； 工件表面烧伤的表征是磨削力增加、砂轮磨损率增加和加工 表面质量降低。 当钢件表面温度超过相变温度（奥氏体化温度A1）时，就会形成奥氏体，随后工件较深处较冷的基体淬硬而得到马氏体硬层，称为二次淬火烧伤， 减少磨削烧伤的主要途径： 减小磨削深度 选用较软砂轮 减小砂轮与工件的接触面积与时间 选用大气孔砂轮和开槽砂轮，便于冷却液的渗入。 磨削烧伤的预报与控制： 利用磨削烧伤时的临界状态预报烧伤的发生，由磨削条件对磨削烧伤的影响实验可知：当砂轮速度和接触弧长的乘积达到某一临界值就会发生磨削烧伤，该临界状态为： ≥ 上式中，临界常数Cb是由工件种材料和砂轮种类决定的，粒度越细，硬度越高，该临界常数越小，不发生烧伤的的条件范围窄，易发生烧伤。 2. 残余应力、磨削裂纹 金属在机械加工和热处理过程中受到外力和内力的作用，当停止这些过程后，仍然存留并平衡在物体内部的内应力称为残余应力。 磨削残余应力产生的原因： （1）塑性变形的影响：磨粒在工件表面向前移动时，该部分产生塑性变形与塑性流动，磨粒移动过后，工件表面产生的塑性变形使沿表面方向收缩，垂直方向伸长，呈现所谓的“压粗效应”，其结果形成拉应力。 （2）挤光作用的影响：使加工表面产生压应力。 （3）热应力的影响：切削时，由于强烈的塑性变形和摩擦，使已加工表层的温度比里层高，形成不均匀的温度分布。表层金属膨胀与收缩都受里层金属的阻碍，从而产生热应力。 当以加工表面的表层金属高于相变温度后，则表层组织可能发生相变，由于各种金相组织的不同，从而产生残余应力。 4.6.1 砂轮磨损的形式 磨粒顶部磨平变钝——磨粒与工件的摩擦，磨粒磨损。 扩散磨损与粘接磨损。 砂轮糊塞——磨屑嵌入砂轮孔穴而造成堵塞。 磨粒显微碎裂——磨粒小部分分裂。 磨粒破碎——磨粒大部分分裂，形成新磨刃。 磨粒脱落——结合剂破碎。 砂轮在与工件接触瞬间磨粒才受磨削力及高温的作用，因此磨粒是在交变作用的机械载荷和热载荷的作用下产生磨损。 现代切削加工技术 机械工程学院 (School of mechanical engineering) 内容提要： 4.1 磨削加工的概念 4.2 磨削运动与磨削要素 4.3 磨削过程 4.4 磨削力及磨削功率 4.5 磨削温度 4.6 砂轮的磨损与修整 本章思考题 一、磨削加工的定义 磨削加工是磨粒加工方法的一种，广义的磨削加工是指采用固定磨粒工具进行的加工，狭义的切削加工是指使用高速旋转的平行砂轮，以微小的切削厚度进行精加工的一种方法。随着超硬磨料和其他新磨料的出现及磨削制造技术的提高，磨削加工的能力和范围正在扩大，各种新磨削工艺的应用，磨削不仅是一种精密加工方法，而且是一种高效的加工方法。 1.砂轮磨粒切削刃是非常硬的矿物质 2.磨粒切削刃的前角是负前角 3.砂轮是由很多非常细小的切削刃组成的多刃刀具 4.磨粒切削的速度非常快 5.磨粒切削刃具有自锐作用 6.磨削易于对砂轮进行修行修锐 7.在断续切