2014 - 08 - 精密磨削

精密磨削技术 镜面磨削效果 镜面效果 虹面与镜面效果对比 1精密超精密磨削的定义和机理 2用什么样的磨料磨具 3精密磨削的磨床有什么要求 2020 4 6 目录 精密磨削概述 金刚石切削铁碳合金时 切削所产生的局部高温使得金刚石中碳原子很容易扩散到铁素体中 造成金刚石的碳化磨损 扩散磨损 金刚石微量切削陶瓷 玻璃时 切应力很大 临界剪切能量密度也很大 切削刀处的高温和高应力会使金刚石产生较大的机械磨损 金刚石刀具主要是对铝 铜及其合金等材料进行超精密切削 而对于黑色金属 硬脆材料的精密与超精密加工 则主要是应用精密和超精密磨料加工 精密磨削概述 所谓精密磨料加工 就是利用细粒度的磨粒和微粉对黑色金属 硬脆材料等进行加工 以得到高加工精度和低表面粗糙度值 精密磨削是指加工误差小于1 0 1um 表面粗糙度达到0 2 0 025um的磨削方法 2020 4 6 微刃的微切削作用微刃的等高切削作用微刃的滑挤 摩擦 抛光作用 精密磨削机理 精密磨削机理 2020 4 6 精密磨削分类 2020 4 6 精密磨削分类 将磨料或微粉与结合剂粘合在一起 形成一定的形状并具有一定强度 再采用烧结 粘接 涂敷等方法形成砂轮 砂条 油石 砂带等磨具 精密砂轮磨削 砂轮的粒度60 80 加工精度1 m Ra0 025 m 精密砂带磨削 砂带粒度W63 W28 加工精度1 m Ra0 025 2020 4 6 精密加工分类 磨料或微粉不是固结在一起 而是成游离状态 传统方法 研磨和抛光新方法 磁性研磨 弹性发射加工 液体动力抛光 液中研抛 磁流体抛光 挤压研抛 喷射加工等 精密砂轮磨料磨具 磨料及其选择 精密砂轮磨料磨具 多选用180 240 普通磨料 170 200 325 400超硬磨料的磨粒和各种粒度的微粉 将磨料粘合在一起 形成一定的形状 并有一定的强度 树脂结合剂 陶瓷结合剂和金属结合剂 普通磨具中磨料的含量用组织表示 超硬磨具中磨料的含量用浓度表示 成形磨削 沟槽磨削 宽接触面平面磨削选用高质量浓度 半精磨 精磨选用细粒度 中质量浓度 高精度 低表面粗糙度值的精密磨削和超精密磨削选用细粒度 低质量浓度 2020 4 6 精密砂轮磨料磨具 普通磨具硬度低表示磨粒易脱落 超硬磨具无硬度项指标 高速回转时 抵抗因离心力的作用而自身破碎的能力 根据机床规格和加工情况选择磨具的形状和尺寸 基体材料与结合剂有关 金属结合剂磨具多采用铁或铜合金 树脂结合剂磨具采用铝及合金或电木 陶瓷结合剂磨具多采用陶瓷 2020 4 6 涂覆磨具分类 2020 4 6 精密涂覆磨具 2020 4 6 棕刚玉 白刚玉 铬刚玉 锆刚玉黑色碳化硅 绿色碳化硅 氧化铁 人造金刚石等 涂覆磨料的粒度无论磨粒还是微粉 都用P字粒度号表示 又称胶 作用是将砂粒牢固地粘接在基底上 动物胶 皮胶 明胶 骨胶等 用于轻切削的干磨和油磨 树脂 醇酸树脂 胺基树脂 尿醛树脂 酚醛树脂等 用于难磨材料或复杂形面的磨削或抛光 高分子化合物 聚醋酸乙稀酯 用于精密磨削 精密涂覆磨具 2020 4 6 重力落砂法 涂覆法 静电植砂法 精密涂覆磨具 2020 4 6 精密磨削砂轮选择 精密磨削使所用砂轮的选择以易产生和保持微刃及其等高性为原则 磨削钢件及铸铁件时 采用刚玉磨料较好 单晶刚玉最好 白刚玉 铬刚玉应用最普遍 砂轮的粒度可选择粗粒度和细粒度两类 结合剂选择树脂较好 加入石墨填料加强摩擦抛光作用 精密磨削时砂轮的修整 砂轮修整是精密磨削的关键 有单粒金刚石修整 金刚石粉末烧结型修整器修整和金刚石超声波修整等 2020 4 6 精密磨削时砂轮的修整 砂轮的修整用量有修整导程 修整深度 修整次数和光修次数 修整导程 纵向进给量 为10 15mm min 修整深度为2 5 m 单行程 精修次数2 3次 光修次数1次单行程 2020 4 6 精密磨床 精密磨床应满足的要求 1 高几何精度 主要有砂轮主轴回转精度和导轨平直度 以保证工件的几何形状精度要求 主轴轴承一般采用动压和动静压组合轴承 2 低速进给运动的稳定性 要求无爬行和冲击现象 能平稳工作 特殊设计液压系统 采取排除空气 低流量节流阀 工作台导轨压力润滑 3 减少振动1 电动机的转子应进行动平衡 电动机与砂轮架之间进行隔振 2 砂轮要进行动平衡 3 精密磨床最好安装在防振地基上 磨削用量 一般在15 30m s 一般在6 12m min 一般为50 100mm min或0 06 0 5mm r 一般取0 6 2 5 m 单行程 一般约2 3次 单行程 粗粒度砂轮精细修整后 光磨次数采用5 8次细粒度砂轮精细修整后 光磨次数采用10 25次 2020 4 6 超硬磨料砂轮磨削 超硬磨料砂轮目前主要指金刚石砂轮和CBN砂轮 主要用来加工难加工材料 高硬度 高脆性材料 硬质合金 陶瓷 玻璃等 超硬磨料砂轮磨削 共同特点 1可用来加工各种高硬度 高脆性金属和非金属材料 金刚石700 800度 CBN1250 1350度 热稳定性好 较强化学惰性 2磨削能力强 耐磨性好 耐用度高 易控制加工尺寸 3磨削力小 金刚石磨削是碳化硅砂轮的1 5 1 4 4磨削效率高 5加工成本低 主要是寿命长 效率高 工时少 综合成本低 2020 4 6 超精密磨削 超精密磨削是指加工精度达到或高于0 1um 表面粗糙度低于0 025um的磨削 是一种亚微米级加工方法 镜面磨削一般指表面粗糙度达到0 02 0 01um 使被加工表面光泽如镜的磨削方法 在加工精度上的要求不明确 2020 4 6 超精密磨削机理 机理 1超微量切除 高温 高压和高剪切应力 一般用金刚石和立方氮化硼等超硬磨料砂轮 普通磨粒很快磨损或崩裂 以随机方式长出新切削刃 可连续 但精度和粗糙度不好 磨削加工过程单颗粒磨削 微切削作用 塑性流动和弹性破坏作用 还有滑擦作用 连续磨削 弹性让刀量 无切深磨削状态 无火花 超精密磨床的特点 1高精度尺寸精度正负0 5 0 25um 表面粗糙度0 01 0 006um 2高刚度减少弹性让刀量 提高磨削系统能够刚度 3高稳定性温度控制 工作环境4配有微进给装置行程5 20um 位移精度0 2 0 02um 分辨率达0 1 0 01um 精密丝杠 弹性支撑 电热