磨削工藝緒論磨削加工的發(fā)展

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1、ProspectofGrindingTechnology磨削技術的發(fā)展栗正新教授河南工業(yè)大學材料學院2012.4Thefigurebelowillustratesatypicalflatsurfacegrindingmachine.1磨削技術要素磨床、磨具、夾具、磨削參數(shù)和被加工材料外圓磨床1磨削技術要素磨床、磨具、夾具、磨削參數(shù)和被加工材料分類：按砂輪線速度Vs磨削分為:普通磨削(Vs<45m/s)、高速磨削(45≤Vs<150m/s)、超高速磨削(Vs≥150m/s)。按磨削精度將磨削分為:普通磨削、精密磨削(加工精度1μm～0.1

2、μm、表面粗糙度Ra0.2μm～0.1μm)、超精密磨削(加工精度<0.1μm，表面粗糙度Ra≤0.025μm)。按磨削效率將磨削分為:普通磨削、高效磨削。高效磨削包括高速磨削、超高速磨削、緩進給磨削、高效深切磨削(HEDG)、砂帶磨削、快速短行程磨削、高速重負荷磨削1磨削技術發(fā)展概述特點：加工精度高由于磨削具有其它加工方法無法比擬的特點，如砂輪上參與切削的磨粒多，切削刃多且?guī)缀涡螤畈煌粌H在較小的局部產生加工應力；磨具對斷續(xù)切削、工件硬度的變化不很敏感；砂輪可實現(xiàn)在線修銳等，因而可使加工件獲得很高的加工精度。加工效率高如緩進給深磨，一

3、次磨削深度可達到0～25mm，如將砂輪修整成所需形狀，一次便可磨出所需的工件形狀。而當Vs進一步提高后，其加工效率則更高。1磨削技術發(fā)展概述特點：適應性強工程材料不斷發(fā)展許多材料(如陶瓷材料、玻璃材料等)在工業(yè)中的應用不斷擴大，有些材料只能采用磨削加工，需要有新的磨削技術及磨削工藝與之相適應。磨削工具種類多各種各樣的磨料磨具種類繁多。人造金剛石砂輪、CBN砂輪的出現(xiàn)，擴大了磨削加工的應用范圍。1磨削技術發(fā)展概述發(fā)展趨勢：高速加工效率高高速高效磨削、超高速磨削在歐洲、美國和日本等一些工業(yè)發(fā)達國家發(fā)展很快，如德國的Aachen大學、Brem

4、m大學、美國的Connecticut大學等，有的在實驗室完成了Vs為250m/s、350m/s、400m/s的實驗。據(jù)報道，德國Aachen大學正在進行目標為500m/s的磨削實驗研究。在實用磨削方面，日本已有Vs=200m/s的磨床在工業(yè)中應用。我國70年代末期便進行了80m/s、120m/s的磨削工藝實驗；前幾年，開展250m/s的磨削研究(但至今尚未見到這方面的報道)，所以說有些高速磨削技術還只是實驗而已，尚未走出實驗室，技術還遠沒有成熟，特別是超高速磨削的研究還開展得很少。在實際應用中，砂輪線速度Vs一般還是45～60m/s。1

5、磨削技術發(fā)展概述發(fā)展趨勢：高效重負荷磨削砂帶磨削1磨削技術發(fā)展概述發(fā)展趨勢：高精國內外都采用超精密磨削、精密修整、微細磨料磨具進行亞微米級以下切深磨削的研究，以獲得亞微米級的尺寸精度。微細磨料磨削用于超精密鏡面磨削的樹脂結合劑砂輪的金剛石磨粒平均直徑可小至4μm。日本用激光在研磨過的人造單晶金剛石上切出大量等高性一致的微小切刃，對硬脆材料進行精密磨削加工。超硬材料微粉砂輪超精密磨削主要用于磨削難加工材料，精度可達0.025μm。1磨削技術發(fā)展概述發(fā)展趨勢：高精日本開發(fā)了電解在線修整(ELID)超精密鏡面磨削技術，使得用超細微(或超微粉)

6、超硬磨料制造砂輪成為可能，可實現(xiàn)硬脆材料的高精度、高效率的超精密磨削。作平面研磨運動的雙端面精密磨削技術，其加工精度、切除率都比研磨高得多，且可獲得很高的平面度。電泳磨削技術也是一種新的超精密及納米磨削技術?？傊?，磨削技術發(fā)展很快，在機械加工中起著非常重要的作用。目前，磨削技術的發(fā)展趨勢是：發(fā)展超硬磨料磨具，研究精密及超精密磨削、高速高效磨削機理并開發(fā)其新的磨削工藝技術，研制高精度、高剛性的自動化磨床。1磨削技術發(fā)展概述2.1磨削機理及磨削工藝的研究通過對磨削機理和磨削工藝的研究，揭示各種磨削過程、磨削現(xiàn)象的本質，找出其變化規(guī)律，例如，

7、磨削力、磨削功率、磨削熱及磨削溫度的分布、切屑的形成過程、磨削燒傷、磨削表面完整性等的影響因素和條件；不同工件材料(特別是難加工材料和特殊功能材料)和磨削條件的最佳磨削參數(shù)；磨具的磨損，新型磨具材料的磨削性能等，只有通過磨削機理和磨削工藝的研究，才能確定最佳的磨削范圍，獲取最佳的磨削參數(shù)。2磨削的關鍵技術研究2.1磨削機理及磨削工藝的研究對普通磨削而言，在磨削機理和磨削工藝方面已開展了廣泛而深入的研究。在精密及超精密磨削、高速高效磨削的磨削機理和磨削工藝方面，針對不同的工程材料(如陶瓷和玻璃)國內外開展了一些研究，研究的重點有：①磨削過

8、程、磨削現(xiàn)象(如磨削力、磨削溫度、磨削燒傷及裂紋等)的研究；②磨削工藝參數(shù)優(yōu)化的研究；③不同材料(常用材料)的磨削機理的研究；④磨削過程的計算機模擬與仿真的研究。2磨削的關鍵技術研究2.2高速、高精度主軸單