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第十四章磨削与砂轮磨削运动砂轮磨削过程磨削表面质量先进磨削方法石材人造金刚石磨具刀具刃磨与重磨简介第十四章磨削与砂轮本章要求1、了解磨削运动、磨削原理、磨削3阶段以及砂轮的磨损形式与修整；2、掌握砂轮的组成要素、形状、尺寸和标志；3、了解磨削表面质量的指标、影响因素以及一般改进措施；4、了解先进磨削方法和人造金刚石磨具特点。——应用范围很广，目前，磨削主要用于精加工和超精加工。按加工精度不同可分为：1）普通磨削：Ra0.8～0.2μm；2）精密磨削：Ra0.8～0.2μm；3）超精密磨削：Ra0.8～0.2μm。第十四章磨削与砂轮第一节磨削运动1、工件旋转进给运动2、工件相对砂轮的轴向进给运动3、砂轮径向进给运动第二节砂轮1、磨料2、粒度3、结合剂4、硬度5、组织一、砂轮的组成要素砂轮的构造1-砂轮2-结合剂3-磨粒4-磨屑5-气孔6-工件第二节砂轮二、砂轮的形状、尺寸和标志第二节砂轮二、砂轮的形状、尺寸和标志表14-2常用砂轮的形状、代号及主要用途代号名称断面形状形状尺寸标记主要用途1平面砂轮1—D×T×H磨外圆、内孔、平面及刃磨刀具2筒形砂轮2—D×T—W端磨平面4双斜边砂轮4—D×T/U×H磨齿轮及螺纹6杯形砂轮6—D×T×H-W，E端磨平面，刃磨刀具后刀面第二节砂轮表14-2常用砂轮的形状、代号及主要用途（续）代号名称断面形状形状尺寸标记主要用途11碗形砂轮11—D/J×T×H—W，E，K端磨平面，刃磨刀具后刀面12a碟形一号砂轮12a—D/J×T/U×H—W，E，K刃磨刀具前刀面41薄偏砂轮41—D×T×H切断及磨槽注：↓所指表示基本工作页面第二节砂轮三、SG砂轮与TG砂轮四、人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮1、人造金刚石砂轮2、立方氮化硼砂轮金刚石砂轮的构造1-磨料层2-过渡层3-基体第三节磨削过程一、砂轮的形貌砂轮上磨粒的形状a）外形b）典型磨粒断面第三节磨削过程二、磨削过程分析1）砂轮开始接触工件时：由于工艺系统的弹性变形，实际背吃刀量比磨床刻度盘显示的径向进给量小。2）初磨阶段：工艺系统弹性变形达到一定程度，继续径向进给，实际背吃刀量基本等于径向进给量。3）稳定阶段：磨去主要加工余量后，可以减少径向进给量或完全不进给再磨一段时间。实际背吃刀量大于径向进给量。4）清磨（光磨）阶段：为了提高磨削精度和表面质量。第三节磨削过程二、磨削过程分析磨粒的切削过程：第三节磨削过程二、磨削过程分析磨削时磨粒的切削层和工件表面的微观形状1-某次磨削所得的表面2-后一次磨削所得表面3-某磨粒所切削的材料断面积——工件表面粗糙度由砂轮的形貌和磨削用量决定。磨削优点：精度高，表面粗糙度小。磨削缺点：切除单位体积切屑所消耗的功率大；磨削表面变形、烧伤、应力比较大。第三节磨削过程三、磨削厚度分析1、理想平均磨削厚度)/1/1(60wrcwDDDfmvvhav第三节磨削过程三、磨削厚度分析2、当量平均磨削厚度BvffvhcarwDav60第三节磨削过程四、磨削力第三节磨削过程五、磨削阶段1、初磨阶段（Ⅰ）2、稳定阶段（Ⅱ）3、清磨阶段（Ⅲ）——开始磨削时采用较大径向进给量以提高生产率；最后阶段采用无径向进给磨削以提高工件质量。第三节磨削过程六、恒压力磨削与恒功率磨削1、恒压力磨削2、恒功率磨削影响因素——磨削速度、进给量等。七、磨削温度——磨削区域的平均温度。第三节磨削过程八、砂轮的磨损与修整1、磨粒的磨损2、磨粒的破碎3、砂轮表面阻塞4、砂轮轮廓失真——发现砂轮失去磨削能力时：修整砂轮！磨粒的磨损、破碎和脱落第四节磨削表面质量一、表面粗糙度1、影响因素2、磨削振动磨削时磨粒的切削层和工件表面的微观形状1-某次磨削所得的表面2-后一次磨削所得表面3-某磨粒所切削的材料断面积第四节磨削表面质量二、表面烧伤a）磨削温度与烧伤颜色b）烧伤颜色与表面变形层深度烧伤的程度：轻重其颜色依次分为“浅黄-黄-褐-紫-青”深色者为严重烧伤，肉眼可分辨，浅色者为轻度烧伤，须经酸洗后才能显现。第四节磨削表面质量二、表面烧伤磨削淬硬钢时表面烧伤层硬度变化避免烧伤措施：1）合理选用砂轮；2）合理选用磨削量；3）充分冷却；4）改进磨床结构，精确控制砂轮的切入量。第四节磨削表面质量三、表面残余应力表面残余应力的原因：（1）金属组织相变引起的体积变化磨削时，磨削温度使表层组织，体积膨胀，于是里层产生残余拉应力，表层产生残余压应力。（2）不均匀的热胀冷缩磨削时，表层与里层呢个温度相差较多。（3）残留的塑性变形磨粒切削、刻划磨削表面后，在磨削速度方向，使工件表面上存在着残余拉应力；在垂直于磨削速度方向，由于磨粒挤压金属所引起的变形受两侧材料的约束，工件表面上存在着残余压应力。第四节磨削表面质量三、表面残余应力因磨削表面塑性变形二产生的残余应力比较有效的措施：采用立方氮化硼砂轮、减小砂轮切入量，采用切削液，增加清磨次数等。第五节先进磨削方法一、深切缓进给磨削（蠕动磨削）深切缓进给磨削实例a）燃气轮机叶片b）三爪自定心卡盘的卡爪第五节先进磨削方法一、深切缓进给磨削（蠕动磨削）1、特点：1）磨削弧面大，切削磨粒多，生产率比普遍磨削高3～5倍。2）不需要无数次撞入工件端部锐边，较长时间保持砂轮的轮廓清晰度。3）磨削力很大，磨削温度很高，共建表面易烧伤，磨床容易振动。2、必须采取的措施：1）要采用顺磨。2）要选用超软的、粒度号小、组织号大的或大气孔砂轮。3）对磨床要求功率大（砂轮电动机功率为0.2～1.0kw/mm砂轮宽）第五节先进磨削方法二、超精密磨削与镜面磨削必须采取的措施：1）要采用高精度磨床。2）超精密磨削使用棕刚玉、白刚玉或微晶刚玉磨料，粒度F60~F80陶瓷结合剂，硬度F、L的砂轮。3）砂轮要用金刚石笔精细修整。4）对前道工序工件的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度都有较高要求。——表面粗糙度在Ra0.05～0.01μm的表面磨削方法第五节先进磨削方法三、砂带磨削砂带磨削的几种形式a)磨外圆b)磨平面c)无心磨d)自由磨削e)砂带成形磨削1-工件2-砂带3-张紧轮4、5、6-导轮7-成形导向板砂带结构1—工件2—底胶3—复胶4—磨粒第五节先进磨削方法三、砂带磨削砂带磨削特点：1）磨粒颗颗锋利且磨削面积大，固生产率高、适用面广（磨木材、皮革、石料、陶瓷等）。2）砂带有弹性，不易造成磨削烧伤和变形，加工质量好。3）能贴住成形表面磨削，可磨削复杂型面。4）砂带磨床结构简单，消耗功率小，但占地面积较大，噪音大。5）不能磨削小孔、深孔，不通孔、齿轮等。6）砂带要经常更换，砂带消耗量大。第六节石材人造金刚石磨具一、石材人造金刚石圆锯片节块式人造金刚石圆锯片a）宽槽形b）窄槽形主要尺寸：名义直径D、名义宽度T和齿数Z。第六节石材人造金刚石磨具二、成型磨轮烧结类人造金刚石成型磨轮第六节石材人造金刚石磨具二、成型磨轮电镀类人造金刚石成型磨轮a）电镀类人造金刚石成型磨轮照片b）磨制大理石花边部分形状窄槽形第六节石材人造金刚石磨具三、抛光磨轮树脂人造金刚石成型磨盘a）树脂结合剂人造金刚石成型磨盘b）树脂填埋金属结合剂人造金刚石成型磨盘第六节石材人造金刚石磨具三、抛光磨轮树脂结合剂人造金刚石抛光轮和磨头a）抛光轮b）磨头第七节刀具刃磨与重磨简介一、切削部分后刀面的重磨圆柱铣刀重磨示意图1、铣刀的重磨0sin2DH第七节刀具刃磨与重磨简介一、切削部分后刀面的重磨铰刀的重磨和研磨示意图a）重磨b）研磨1—研磨套2—外套3—调节螺钉2、铰刀的重磨第七节刀具刃磨与重磨简介一、切削部分后刀面的重磨用砂轮的圆柱面重磨后角2、铰刀的重磨0sin2lunDH第七节刀具刃磨与重磨简介二、切削部分前刀面的重磨铲齿成形铣刀刃磨时砂轮与铣刀的相对位置1、成形铣刀的重磨sin2DA第七节刀具刃磨与重磨简介二、切削部分前刀面的重磨工具磨床上加装附件来刃磨齿轮滚刀2、齿轮滚刀的重磨第七节刀具刃磨与重磨简介三、其它带柄刀具的刃磨和重磨概述用人造金刚石砂轮刃磨硬质合金玉米铣刀的前刀面刃磨重磨钻头后刀面的锥磨法、螺旋磨法、平面磨法。各种专用刃磨重磨工具与机床（如专用群钻刃磨机床）。丝锥重磨。五轴联动CNC磨床刃磨硬质合金带柄刀具思考题：1.简述磨削加工的主要特点。2.砂轮有哪些组成要素?如何选择砂轮硬度?什么是砂轮组织号?它对砂轮性能有什么影响？磨料粒度号是如何制定的?粒度主要根据什么选择？3.磨屑是怎样形成的?磨削过程分哪三个阶段？如何利用这一规律来提高磨削表面质量及生产效率？4.为何要采用恒功率磨削和恒压力磨削？5.磨削温度对工件质量有何影响？如何降低磨削温度？6.什么是超精磨削？它对磨床、砂轮、砂轮修整和磨削工艺有何要求？7.砂带磨削有哪些特点？应用范围如何？8.试述石材人造金刚石磨具的用途，什么叫高速磨削?高速磨削有什么特点？应注意什么问题？