第4章磨削基本原理.ppt

磨粒的形状大至有以下几种： 1）、圆锥形或角锥形 2）、球形 3）、尖端球形的圆锥 4）、尖端平面的圆锥 磨屑的种类： 1）、带状切屑（正常磨削） 2）、挤裂切屑（脆性工件） 3）、剪切型切屑（磨钝后） 4）、积屑瘤（磨削软材料时砂轮被堵塞） 5）、熔融切屑（磨削硬材料时砂轮被堵塞） 一、磨削力 磨削力主要有切削力和摩擦力两部分组成。 一般情况下，FnFtFa。其中Fn/Ft是磨削加工中的一个重要数据。它可以间接地说明砂轮工作表面磨粒的锋利程度。 二、磨削中的振动 1、自由振动 指靠系统自身的弹性恢复力维持的振动。如外界突然的一个冲击力。其频率等于振动系统的固有频率。 2、强迫振动 在外部激振力的持续作用下，系统被迫产生的振动。其频率等于外界激振力的频率。 3、自激振动 有系统自身产生的交变力所维持的振动。其频率等于自身的固有频率。 磨削时的径向力很大，会使系统发生较大的弹性变形。刚开始切削时，由于弹性变形的缘故，实际的背吃刀量小于横向进给量。 在继续横向进给其弹性变形达到一定程度后，实际背吃刀量基本等于横向进给量。 在磨削最后阶段，尽管没有进给，但是工件的弹性变形恢复，此时背吃刀量大于径向进给量。 区分磨削区温度、磨粒磨削点温度和工件温升。 由于磨削热传入工件而引起的整个工件温度升高。 磨粒磨削点的温度瞬时可达1000℃以上。 砂轮磨削区的温度只有几百摄氏度。 整个工件的温升却不到几十摄氏度。 * * * * 第4章　磨削基本原理 * 第4章 磨削基本原理 磨削：是以砂轮或其它磨具对工件进行精加工和超精加工的切削加工方法。 主要用于零件的精加工和超精加工，磨削后加工精度可达IT6~IT4，表面粗糙度值Ra可达0.02~1.25μm ，常用于一般刀具难以切削的高硬度材料加工。 第一节 工件光滑表面的形成 磨削过程 磨粒在砂轮工作表面上是随机分布的； 每一颗磨粒的形状和大小都是不规则的。 耕梨(刻划)阶段－法向力增加，产生塑性变形，耕梨出沟槽并产生隆起。 切削阶段－产生剪切滑移形成切屑。 三个阶段同时存在。 三个阶段 滑擦阶段－磨料工件在表面滑擦，产生弹性变形，主要是摩擦作用，产生大量热，温度升高。 砂轮表面的磨粒很多，砂轮的速度又比工件速度高很多，因而工件加工表面的任意一小块都受到很多磨粒的切削、刻划和摩擦抛光。结果形成了工件的光滑表面。 切削中产生的隆起余量增加了磨削表面的粗糙度，且隆起余量与磨削速度有密切关系—随着磨削速度提高而成正比下降，当速度达到一定值时，隆起残余可趋近于零。这是由于塑性变形的传播速度小于磨削速度，而使磨粒负面侧面的材料来不及变形的缘故。因此，高速切削能减小表面粗糙度。 第四章 磨削 光滑表面的形成 第二节 磨削力及其对加工的影响 我们一般把磨削力分解成三个相互垂直的分力： Fn即Fx Ft即Fy Fa即Fz 在初磨阶段，磨削力由小至大变化较大； 进入稳定阶段，工艺系统的弹性变形达到一定程度，此时磨削力较为稳定； 光磨阶段实际磨削深度近趋于零，此时磨削力渐小。 磨削力及振动对加工的影响 所以要想或得较高的加工精度，在磨削最终阶段，要增加光磨时间。 第三节 磨削热及其对加工的影响 金属切削时绝大部分能量转化为热能，这些热能传散在切屑、刀具、工件上。其中车削、铣削等普通切削方式，热量都是被切屑带走，而对与磨削来说由于切削的金属层非常薄所以大约60%~90%的热量都传入工件，这些热量来不及导入工件更深处所以在局部形成高温，并在表层形成极大的温度梯度。 当这些局部温度达到一定临界值时，就会在工件表面形成热损伤（如表面氧化、烧伤、残余应力、裂纹等），也影响工件尺寸精度。所以控制磨削热非常关紧。 加工方法 切屑 工件 刀具 车削 50~80% 10~40% 5% 铣削 70% 30% 5% 钻、镗削 30% 50% 15% 磨削 4% 80% 12% 磨削温度对工件表面质量的影响 表现在 工件表面烧伤 加工表面的残余应力 四个方面 表面粗糙度 裂纹