第三章精密磨削加工.ppt

3.1 精密和超精密磨削概述 3.2 精密磨削 3.3 超硬磨料砂轮磨削 3.4 超精密磨削 3.5 精密和超精密砂带磨削 第4节 超精密磨削 一、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 第4节 超精密磨削 二、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4节 超精密磨削 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，最后被切离。当磨削切入量达到最大值后， 逐渐减少，最后到零，同时经历塑性区和弹性区。 二、超精密磨削机理 第4节 超精密磨削 三、超精密磨床 超精密磨床的特点 （1）高精度 尺寸精度：正负0.25～正负0.5 圆度：0.25～0.1μm 圆柱度：25000：0.25～5000：1μm 表面粗糙度：0.006～0.01μm （2）高刚度 刚度值一般应在200N/μm以上 （3）高稳定性 （4）微进给装置 使砂轮获得行程为2～50μm，位移精度为0.02～0.2μm，分辨率达 0.01～0.1μm。 （5）计算机数控 第4节 超精密磨削 三、超精密磨床 超精密磨床的结构 超精密磨床在结构上的发展趋势： （1）主轴轴承由动压向动静压和 静压发展，由液体 静压向空气静 压发展。 （2）多采用空气静压导轨，也有 采用精密研磨配制 的镶钢滑动导轨。 （3）床身、工作台等逐渐采用稳 定性好的天然或人 造花岗岩。 （4）整个机床采用对称结构、密 封结构、淋浴结构 等热稳定性措施。 第4节 超精密磨削 三、超精密磨床 超精密磨削工艺 砂轮线速度：1860m/min 工件线速度：4～10m/min 工作台纵向进给速度;50～100mm/min 磨削深度：0.5～1μm 磨削横进给次数：2～4次 无火花磨削次数：3～5次 磨削用量：2～5μm 第5节 精密和超精密砂带磨削 砂带磨削方式 闭式砂带磨削 开式砂带磨削 采用无接头或有接头的环形砂带，通过张紧轮撑紧，由电动机通过接触轮带动砂带高速回转，工件回转，砂带头架或工作台纵向及横向进给运动，从而对工件进行磨削。 采用成卷砂带，由电动机经减速机构通过卷带轮带动砂带作极缓慢的移动，砂带绕过接触轮并以一定的工作压力与工件被加工表面接触，工件回转，砂带头架或工作台纵向及横向进给，从而对工件进行磨削。砂带在磨削过程中的连续缓慢移动，切削区不断出现新砂粒，磨削质量高且稳定，磨削效果好 一、砂带磨削方式、特点和应用 闭式砂 带磨削 砂带磨削分类： 按砂带与工件接触形式 分为接触轮式、支承板 （轮）式、自由浮动接 触式和自由接触式。 按加工表面类型分为外 圆、内圆、平面、成形 表面等。 开式砂 带磨削 第5节 精密和超精密砂带磨削 一、砂带磨削方式、特点和应用 砂带磨削特点 1）砂带与工件是柔性接触，磨粒载荷小而均匀，砂带磨削 工件表面质量高，表面粗糙度可达0.05～0.01μm， 又称“弹性”磨削。 2）静电植砂法是磨粒具有方向性，力、热作用小，有较好 的切削性，有效地减小了工件变形和表面烧伤。工件的 尺寸精度可达5～0.5μm，平面度可达1μm。又有“冷态” 磨削之称。 3）砂带磨削效率高，无需修整。 4）砂带制作简单方便，无烧结、动平衡等问题，价格也便 宜，砂带磨削设备结构简单。 5）砂带磨削有广阔的工艺性和应用范围、很强的适应性。 第5节 精密和超精