精密与超精密加工技术第三章精密磨削和超精密磨削

1、精密与超精密加工技术第三章 精密磨削与超精密磨削1.精密和超精密磨削概述2.精密磨削3.超硬磨料砂轮磨削4.超精密磨削5.精密和超精密砂带磨削本章内容3.1 精密和超精密磨削概述 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。所谓精密和超精密磨料加工精密和超精密磨料加工，就是利用细粒利用细粒度的磨粒和微粉对黑色金属、硬脆材料等进行加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工，以得到高加工精度和低表面粗糙度值。一、精密和超精密磨料加工分类43.1 精密和超

2、精密磨削概述精密和超精精密和超精密磨料加工密磨料加工固结磨固结磨料加工料加工固结磨具砂轮磨削砂轮磨削油石研磨精密珩磨精密超精加工涂覆磨具砂带磨削砂带磨削砂带研磨游离磨料加工精密研磨精密抛光游离磨料加工游离磨料加工5研磨原理图抛光原理图传统方法：研磨和抛光精密和超精密砂轮磨削精密和超精密砂轮磨削精密和超精密砂带磨削精密和超精密砂带磨削固结磨料加工固结磨料加工6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6080，加工精度1m，Ra0.025m；超精密砂轮磨削：砂轮的粒度W40W50，加工精度0

3、.1m，Ra0.0250.008m。精密砂带磨削：砂带粒度W63W28，加工精度1m，Ra0.025;超精密砂带磨削：砂带粒度W28W3，加工精度0.1m，Ra0.0250.008m。粒度是指磨料颗粒尺寸的大小。粒度分为磨粒和微粉两类。对于颗粒尺寸大于 40m的磨料，称为磨粒。用筛选法分级，粒度号以磨粒通过的筛网上每英寸长度内的孔眼数来表示。如60 # 的磨粒表示其大小刚好能通过每英寸长度上有60孔眼的筛网。对于颗粒尺寸小于40m的磨料，称为微粉。用显微测量法分级，用W和后面的数字表示粒度号，其W后的数值代表微粉的实际尺寸。如W20表示微粉的实际尺寸为20m。 砂轮磨削砂带磨削7普通磨料碳化物

4、系碳化硼碳化硅刚玉系超硬磨料金刚石天然人造立方氮化硼二、精密和超精密砂轮磨料磨具l 磨料及其选择磨料及其选择83.1 精密和超精密磨削概述l 磨料粒度及其选择磨料粒度及其选择l 结合剂及其选择结合剂及其选择l 组织和浓度及其选择组织和浓度及其选择l 硬度及其选择硬度及其选择l 磨具的强度磨具的强度l 磨具的形状和尺寸及其基体材料磨具的形状和尺寸及其基体材料1. 磨具在形状和尺寸上易于保持，使用寿命高，磨削精度高；2. 磨料本身磨损少，可较长时间保持切削性，修整次数少，易于保持精度；3. 磨削时，一般工件温度较低，可减小内应力、裂纹和烧伤等缺陷；4. 能加工各种高硬的难加工材料，可磨削陶瓷、光学

5、玻璃、宝石、硬质合金以及高硬度合金钢、耐热钢、不锈钢等。超硬磨料优越性超硬磨料优越性磨料磨料显微硬显微硬度（度（HVHV）抗弯抗弯强度强度/MPa/MPa抗压强抗压强度度/Mpa/Mpa热稳定热稳定性性/超硬磨料系金刚石天然8600-10600210-4902000700-800人造300立方氮化硼7300-9000300800-10001250-1350普通磨料系碳化物系碳化硼4150-90003001800700-800碳化硅3100-340015515001300-1400刚玉系1800-245087.275712009二、精密和超精密砂轮磨料磨具3.1 精密和超精密磨削概述普通磨具中磨

6、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，甚至低于25%。将磨料粘合在一起，形成一定的形状，并有一定的强度。常用：树脂结合剂、陶瓷结合剂和金属结合剂分为磨料与微粉。粒度选择根据加工要求、被加工材料、磨料材料决定。被加工表面粗糙度、被加工材料、生产率最重要。多选用180240普通磨料、170 /200 325 /400 超硬磨料的磨粒和各种粒度的微粉。l 磨料及其选择l 磨料粒度及其选择磨料粒度及其选择l 结合剂及其选择结合剂及其选

7、择l 组织和浓度及其选择组织和浓度及其选择l 硬度及其选择l 磨具的强度l 磨具的形状和尺寸及其基体材料10二、精密和超精密砂轮磨料磨具3.1 精密和超精密磨削概述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。超硬模具一般由磨料层、过渡层和基体三部分组成；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。l 磨料及其选择l 磨料粒度及其选择l 结合剂及其选择l 组织和浓度及其选择l 硬度及其选择硬度及其选择l 磨具的强度磨具的强度l

8、 磨具的形状和尺寸及其基体材料磨具的形状和尺寸及其基体材料涂涂覆覆磨磨具具工工作作条条件件基基底底材材料料形形状状耐耐水水干干磨磨复复合合纸纸棉棉布布化化纤纤布布塑塑料料膜膜盘盘状状页页状状卷卷状状环环状状带带状状三、精密和超精密涂覆磨具l 涂覆磨具及分类涂覆磨具及分类常用：砂纸、砂布、砂带、砂盘、砂布页轮和砂布套113.1 精密和超精密磨削概述l 涂覆磨料及粒度涂覆磨料及粒度l 粘接剂粘接剂l 涂覆方法涂覆方法12三、精密和超精密涂覆磨具3.1 精密和超精密磨削概述l 涂覆磨具及分类l 涂覆磨料及粒度涂覆磨料及粒度l 粘接剂粘接剂l 涂覆方法棕刚玉、白刚玉、铬刚玉、锆刚玉黑色碳化硅、绿色碳化

9、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。可分为：粘结膜、底胶、覆胶动物胶：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。重力落砂法重力落砂法涂覆法涂覆法静电植砂法静电植砂法13三、精密和超精密涂覆磨具3.1 精密和超精密磨削概述l 涂覆磨具及分类l 涂覆磨料及粒度l 粘接剂l 涂覆方法涂覆方法3.2 精密磨削l 微刃的微切削作用l 微刃的等高切削作用 l 微刃的滑挤、摩擦、抛光作用14精磨磨削：

10、加工精度为10.1m、表面粗糙度达到Ra0.20.025m的磨削方法，又称为小粗糙度磨削。多用于机床主轴、轴承、滚动导轨、量规等精密加工。一、精密磨削机理靠砂轮的精密修整，使磨粒具有微刃性和等高性，磨削后，被加工表面留下大量极微细的磨削痕迹，残留高度小，加上无火花磨削阶段的作用，获得高精度和小表面粗糙度表面。二、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；其中单晶刚玉最好，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。 砂轮选择见附表3-5所示。153

11、.2 精密磨削三、精密磨削时砂轮的修整砂轮的修整用量有修整速度、修整深度、修整次数和光修次数。修整速度（纵向进给量）为1015mm/min，修整深度为2.5m/单行程，精修次数23次，光修次数1次单行程。163.2 精密磨削砂轮修整是精密磨削的关键之一，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。四、精密磨床 精密磨削要在精密磨床上进行。精密磨床应满足的要求： 1、高几何精度高几何精度：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。控制：主轴的径向跳动1m，轴向圆跳动2-3m。 2、低速进给运动的稳定性低速进给运动

12、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：安装后采用便携式动平衡仪表。 3）精密磨床最好安装在防振地基上或加上防振垫。173.2 精密磨削一般为50100mm/min或0.060.5mm/r。过高会使表面粗糙度增大，产生烧伤、螺旋形等缺陷，反而不好。五、精密磨削用量l 砂轮速度砂轮速度一般在1530m/s。过高，则切削作用增强抛光作用减弱，对表面粗糙度不利，磨削热增加，机床容易振动，反而不好。一般在612m/min。过高则

13、振动，过低则烧伤和螺旋形，都不好。l 工件速度工件速度l 工件纵向进给量工件纵向进给量l 横向进给量（吃刀量）横向进给量（吃刀量）一般取0.62.5m/单行程（不超微刃高度）l 横向进给次数横向进给次数一般约23次（单行程）（磨削余量2-5m）l 光磨（无火花磨削）光磨（无火花磨削）光磨次数的确定主要是让磨床有关部件的弹性变形得以充分恢复，磨粒的微刃性的微切削、摩擦、抛光等作用得以充分发挥。粗粒度砂轮精细修整后，光磨次数采用58次;细粒度砂轮精细修整后，光磨次数采用1025次。3.2 精密磨削金刚石砂轮、CBN砂轮193.3 超硬磨料砂轮磨削一、超硬磨料砂轮磨削特点 1）可用来加工各种高硬度、

14、高脆性金属材料和非金属材料，如硬质合金、陶瓷、玻璃、半导体、石材、有色金属及其合金、耐热合金钢等。立方氮化硼砂轮磨削时，热稳定性好，化学惰性强，不易与铁素元素产生亲和作用和化学反应，加工黑色金属时，有较高的耐磨性。 2）磨削能力强，耐磨性好，耐用度高，易于控制加工尺寸及实现加工自动化。 3）磨削力小，磨削温度低，加工表面质量好，无烧伤、裂纹和组织变化。如金刚石砂轮的磨削力只有绿色碳化硅砂轮的1/4-1/5。 4）磨削效率高。加工硬质合金及非金属硬脆材料时，金刚石砂轮效率较高；加工耐热钢、钛合金等时，CBN砂轮效率更高。 5）加工成本低。磨具寿命长、工时短、效率高。203.3 超硬磨料砂轮磨削整

15、形整形对砂轮进行微量切削，使砂轮达到所要求的一定精度的几何形状，并使磨料尖端细微破碎，形成锋利的磨削刃。要求高效率和高砂轮几何形状。修锐修锐去除磨粒间的结合剂，使磨粒间有一定的容屑空间，并使磨刃突出于结合剂之外，形成切削刃。要求好的磨削性能。二、超硬磨料砂轮修整 超硬磨料砂轮的修整是超硬磨料砂轮使用中的重要问题和技术难题，直接影响被磨工件的加工质量、生产率和成本。 修整通常包括整形整形和修锐修锐两个过程。213.3 超硬磨料砂轮磨削l 车削法车削法用单粒天然金刚石笔、聚晶金刚石笔，修整片等车削金刚石砂轮达到修整目的。修整精度和效率较高，但修整后的砂轮表面平滑，切削能力低。22修整方法修整方法的

16、分类安装在刀架上的金刚石刀具通常在垂直和水平两个方向各倾斜约515；金刚石与砂轮的接触点应低于砂轮轴线0.52mm，修整时金刚石并作均匀的低速进给移动。要求磨削后的表面粗糙度越小，则进给速度应越低，如要达到Ra0.160.04m的表面粗糙度，修整进给速度应低于50mm/min。修整总量一般为单面0.1mm左右，往复修整多次。粗修的切深每次为0.010.03mm，精修则小于0.01mm。二、超硬磨料砂轮修整3.3 超硬磨料砂轮磨削l 磨削法磨削法l 软钢磨削整形法软钢磨削整形法l 金刚石滚轮修整法金刚石滚轮修整法l 滚压挤轧法滚压挤轧法l 喷射法喷射法l 电加工法电加工法l 超声波振动修整法超声

17、波振动修整法电解修锐法 电火花修整法气压喷砂法 液压喷砂法用普通磨料砂轮或砂块与超硬磨料砂轮对磨进行修整，普通磨料磨粒被破碎，切削超硬磨料砂轮上的树脂、陶瓷、金属结合剂，致使超硬磨粒就会脱落。该方法效率和质量都较好，但普通砂轮、砂块磨损迅速，是目前最为广泛采用的修整法。l 磨削法磨削法23杯形砂轮修整器二、超硬磨料砂轮修整3.3 超硬磨料砂轮磨削l 软钢磨削整形法软钢磨削整形法单滚轮法双滚轮法用超硬磨料砂轮磨削软钢，利用磨削时形成的长切屑来刮除结合剂。该法效率低，质量不稳定。24二、超硬磨料砂轮修整3.3 超硬磨料砂轮磨削l 金刚石滚轮修整法金刚石滚轮修整法采用电镀或粉末冶金等方法把大量金刚石

18、颗粒镶嵌在钢质滚轮表面制成的金刚石滚轮，以一定转速旋转(藉以降低滚轮与砂轮的相对速度)，对高速旋转的砂轮表面产生磨削和辗压作用，使砂轮获得与滚轮型面吻合的锋利工作表面。金刚石滚轮制造复杂、造价高，但经久耐用、修整效率高，适于在大批量生产中修整磨削特殊成形表面(如螺纹、齿轮和涡轮叶片榫齿等)的砂轮。25二、超硬磨料砂轮修整3.3 超硬磨料砂轮磨削l 滚压挤轧法滚压挤轧法用碳化硅、刚玉、硬质合金或钢铁等制成修整轮，与超硬磨料砂轮在一定压力下进行自由对滚自由对滚，使结合剂破裂形成容屑空间，并使超硬磨粒表面崩碎形成微刃。加入碳化硅、刚玉等游离磨料，依靠游离磨料挤轧作用进行修锐。26二、超硬磨料砂轮修整

19、3.3 超硬磨料砂轮磨削l 喷射法喷射法气压喷砂法气压喷砂法：将碳化硅、刚玉磨料从高速喷嘴喷射到转动的砂轮表面，从而去除部分结合剂，使超硬磨料突出。=515，t=30s。修锐效果较好。液 压 喷 砂 法液 压 喷 砂 法 ： 用 高 压 泵 打 出 流 量 为20L/min、压力150Pa的冷却液，利用低压吸入碳化硅或刚玉等磨料形成混合液高速喷射带转动的砂轮上。10，h尽量小些。修锐时间短，砂轮精度高、锋利。27二、超硬磨料砂轮修整3.3 超硬磨料砂轮磨削l 电加工法电加工法电解修锐法电解修锐法：利用电化学腐蚀作用蚀除金属结合剂，多用于金属结合剂砂轮的修锐，非金属结合剂砂轮无效。不用于整形。2

20、8二、超硬磨料砂轮修整3.3 超硬磨料砂轮磨削电火花修整法：电火花修整法：电火花放电加工，适用于各种金属结合剂砂轮。若在结合剂中加入石墨粉，可用于树脂、陶瓷结合剂砂轮。修整时可用电火花线切割方式和电火花成形方式。优点：优点：既可整形，又可修锐，效率较高，质量可与磨削法相当。l 超声波振动修整法超声波振动修整法用受激振动的簧片或超声波振动头驱动的幅板作为修整器，并在砂轮和修整器间放入游离磨料撞击砂轮的结合剂，使超硬磨粒突出结合剂。特点特点：修锐效果较好，用于整形较少。29二、超硬磨料砂轮修整3.3 超硬磨料砂轮磨削三、超硬磨料砂轮磨床 超精密磨削对磨床的要求：1）要求磨床的精度较高精度较高，砂轮

21、主轴回转精度其径向跳动应0.01mm，端面圆跳动0.005mm。主轴多采用动压轴承或动静压轴承。 2）刚度刚度比普通磨床提高高50左右。3）进给系统精度高、进给速度均匀准确进给系统精度高、进给速度均匀准确，纵向进给速度最小可达0.3m/min，横向进给（磨削深度）最小可达0.0010.002mm/单行程。4）各运动件和主轴回转部分、进给运动导轨部分有可靠的密封可靠的密封。5）有比较完善的磨削液处理系统完善的磨削液处理系统。6）采取相应的防振、隔振措施防振、隔振措施。30 机械零件和构件抵抗变形的能力。在弹性范围内，刚度是零件载荷与位移成正比的比例系数，即引起单位位移所需的力。它的倒数称为柔度，

22、即单位力引起的位移。k=P/ （牛顿/米）3.3 超硬磨料砂轮磨削四、超硬磨料砂轮磨削工艺l 磨削用量选择磨削用量选择磨削速度磨削速度磨削深度磨削深度工件速度工件速度纵向进给速度纵向进给速度313.3 超硬磨料砂轮磨削人造金刚石砂轮的磨削速度不宜过大，一般为1230m/s；立方氮化硼砂轮的磨削速度为4560m/s。磨削深度一般为0.0020.01mm。一般为1020m/min。过大会增加磨损和振动噪音一般在0.451.5m/min。取值影响表面粗糙度（正比关系）l 磨削液选择磨削液选择l 磨削液选择磨削液选择磨削液的作用磨削液的作用磨削液的种类和组成磨削液的种类和组成323.3 超硬磨料砂轮磨

23、削四、超硬磨料砂轮磨削工艺降低磨削温度，减少磨削力，改善磨削表面质量，提高磨削效率和砂轮寿命。要求具有润滑、冷却、清洗性能，以及渗透性、防锈性、防腐性、防火性、切削性和极压性极压性等。1、油性液：成分是矿物油，如机油、轻质柴油、煤油，加入脂肪油和添加剂。润滑性能好。2、水溶性液：成分是水，如乳化液、无机盐水溶液和化学合成液等。冷却性能好。 金刚石砂轮磨削时常用油性液和水溶性液，立方氮化硼砂轮磨削时用油性液。五、超硬磨料砂轮的平衡l 静平衡静平衡l 动平衡动平衡 力矩平衡，用于窄砂轮的平衡，是在一个平面上的平衡。（1）机外静平衡架上平衡（2）机上动态平衡（3）机外动态平衡力偶平衡，用于宽砂轮和多

24、砂轮轴的平衡，是在一个有一定长度的体上进行力偶平衡。一般在动平衡机上进行。333.3 超硬磨料砂轮磨削一、超精密磨削和镜面磨削 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。343.4 超精密磨削超精密磨削超精密磨削的加工精度达到或高于0.1m，表面粗糙度低于0.025m，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。镜面磨削镜面磨削加工表面粗糙度达到0.020.01m，属于精密和超精密磨削范畴。二、超精密磨削机理l 超微量切除超微量切除一种极薄切削，磨削深度可能小

25、于晶粒的大小。因此磨削力一定要超过晶体内的原子、分子结合力。磨粒切应力变得非常大，接近被磨削材料的剪切强度极限。磨粒切削刃处受到高温高压作用，要求磨粒材料有很高的高温强度和高温硬度。一般采用人造金刚石、CBN等超硬磨料砂轮。353.4 超精密磨削l 磨削加工过程磨削加工过程单颗粒磨削单颗粒磨削: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。3

26、63.4 超精密磨削二、超精密磨削机理连续磨削：连续磨削： 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。开始时，砂轮表面的磨粒与工件材料接触，发生弹性变形，产生弹性让刀量弹性让刀量；磨粒继续切入工件（切削深度增加），磨削切入量与实际被加工量逐渐相等，磨削系统处于稳定状态；最后，磨削切入量到达给定值，但磨削系统弹性变形逐渐恢复，呈无切深磨削状态，亦无火花磨削状态。 37弹性让刀量：磨削切入量（亦即磨削深度）和实际工件尺寸的减少量的差值。应尽量减少弹性让刀量。l 磨削加工过程磨削加工过程3.4 超精密磨削

27、二、超精密磨削机理三、超精密磨床l 超精密磨床的特点超精密磨床的特点1.高精度 尺寸精度：0.250.5 圆度：0.250.1m 圆柱度：25000：0.255000：1m 表面粗糙度：0.0060.01m2.高刚度 刚度值一般应在200N/m以上。3.高稳定性4.微进给装置 使砂轮获得行程为250m，位移精度为0.020.2m，分辨率达 0.010.1m。5.计算机数控383.4 超精密磨削l 超精密磨床的结构超精密磨床的结构 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导轨，也有采用精密研磨配制的镶钢滑动导

28、轨。（3）床身、工作台床身、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热稳定性措施。393.4 超精密磨削三、超精密磨床四、超精密磨削工艺 砂轮线速度：1860m/min 工件线速度：410m/min 工作台纵向进给速度;50100mm/min 磨削深度：0.51m 磨削横进给次数：24次 无火花磨削次数：35次 磨削用量：25m403.4 超精密磨削五、超硬微粉砂轮超精密磨削41l 磨削机理、特点及应用磨削机理、特点及应用超硬微粉砂轮超精密磨削机理与超精密磨削机理基本相同。特点：（1）粒度很细，可同时获得极小的表面粗糙度和很高的几何尺

29、寸和形状精度。（2）是一种固结磨粒的微量去除加工方法，加工效率高。（3）容屑空间很小，磨削容易堵塞，需要进行在线修整。（4）磨削机床应有微进给装置，设备价格高。应用：加工各种非金属材料和有色金属及其合金材料零件的各种表面加工。3.4 超精密磨削l 金刚石微粉砂轮金刚石微粉砂轮 粒度：W40-W5 采用树脂、陶瓷、金属（如铜、纤维铸铁等）为结合剂 采用烧结法、电铸法、气相沉积法制作。l 超硬微粉砂轮超精密磨削工艺超硬微粉砂轮超精密磨削工艺l 复合结合剂金刚石微粉砂轮超精密磨削复合结合剂金刚石微粉砂轮超精密磨削树脂-金属复合结合剂金刚石微粉砂轮的结构和特点树脂-金属复合结合剂金刚石微粉砂轮制作原理

30、树脂-金属复合结合剂金刚石微粉砂轮磨削42五、超硬微粉砂轮超精密磨削3.4 超精密磨削参考超硬磨料精密磨削l 砂带磨削方式砂带磨削方式 闭式砂带磨削闭式砂带磨削 开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。特点特点：效率高、噪声大、易发热，用于粗、半精和精加工。采用成卷砂带成卷砂带，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。特点特点：砂

31、带在磨削过程中的连续缓慢移动，切削区不断出切削区不断出现新砂粒现新砂粒，磨削质量高且稳定，磨削效果好，效率不如闭式，多用于精密和超精密磨削。一、砂带磨削方式、特点和应用补充或部分代替砂轮磨削433.5 精密和超精密砂带磨削按砂带与工件接触形式： 接触轮式 支承板（轮）式 自由浮动接触式 自由接触式按加工表面类型： 外圆（定心磨削、无心磨削） 内圆 平面 成形表面l 砂带磨削其它分类方式砂带磨削其它分类方式44一、砂带磨削方式、特点和应用3.5 精密和超精密砂带磨削l 砂带磨削特点及应用范围砂带磨削特点及应用范围1）砂带与工件是柔性接触，磨粒载荷小而均匀，具有较好的抛光作用，同时又能减振。砂带磨

32、削工件表面质量高，表面粗糙度可达0.050.01m，又称“弹性”磨削。2）静电植砂法使磨粒具有方向性，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。对于开式磨削，工件的尺寸精度可达50.5m，平面度可达1m。又有“冷态”磨削之称。3）砂带磨削效率高，无需修整，磨削比高达300:1甚至400:1，有“高效”磨削之称。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，制造成本低廉，又有“廉价”磨削之称。5）砂带磨削有广阔的工艺性和应用范围、很强的适应性，又有“万能”磨削之称。45磨削比：切除工件重量与磨料磨损重量之比。一、砂带磨削方式、特点和应用3.5

33、精密和超精密砂带磨削砂带研抛加工砂带研抛加工： 开式砂带磨削方式，用细粒度砂粒聚酯薄膜基底砂带。1）接触轮外缘材料为橡胶、塑料时，加工时的抛光作用强；2）接触轮外缘材料为钢铁、铜、胶木时，加工时的研磨作用强；3）接触轮外缘材料为半软半硬时，加工时研磨、抛光兼有；4）砂粒与粘接剂非常薄，形如薄膜，又称为“研磨膜”或“抛光膜”，常用来加工精密磁头、高密度硬磁盘涂层表面等精密元件。缺点：缺点： 砂带磨削不能加工窄退刀槽的阶梯轴、阶梯孔、盲孔、小孔、齿轮等，对形状和位置精度要求高的也不如精密砂轮磨削。46一、砂带磨削方式、特点和应用3.5 精密和超精密砂带磨削二、砂带磨削机理 砂带磨削时，弹性变形区的

34、面积较大，使磨粒承受的载荷大大减小，载荷值也较均匀，且有减振作用。 砂带磨削时材料的塑性变形和摩擦力均较砂轮磨削时减小，力和热的作用降低，工件温度降低。 砂带粒度均匀、等高性好，磨粒尖刃向上，有方向性，且切削刃间隔长，切屑不易堵塞，有较好的切削性。 砂带磨削兼有磨削、研磨和抛光的综合作用，是一种复合加工。砂轮磨削和砂带磨削过程473.5 精密和超精密砂带磨削三、精密砂带磨床和砂带头架l 砂带磨削头架砂带磨削头架 闭式磨削头架闭式磨削头架组成：接触轮（或支撑板）、主动轮、张紧轮、张紧机构、调偏机构、电动机、基座等。483.5 精密和超精密砂带磨削 开式磨削头架开式磨削头架组成：卷带轮、接触轮、砂带轮、电动机、基座等。493.5 精密和超精密砂带磨削三、精密砂带磨床和砂带头架l 砂带磨削头架砂带磨削头架 砂带振动磨削砂带振动磨削 开式砂带磨削和振动叠加的复合加工。1)在开式砂带磨削时，振动可弥补工件不能高速运动时效率下降，使加工效率大大提高。2）振动的叠加可以形成复杂而又不重复的磨削轨迹，形成网状纹，有利于降低表面粗糙度，得到很低的粗糙度值加工表面。3）由于振动的叠加，可采用干式磨削，加工表面不易出现划痕。4）对宽砂带，沿接触轮轴向振动可使砂带不跑偏和磨损均