第十二章 砂轮与磨削.ppt

1、金属切削原理与刀具,JINSHU QIEXIAO YUANLI YU DAOJU,王启仲 主编,一、砂轮的特性要素 1.磨料 （1）氧化物系： 刚玉类：棕刚玉（A）、 白刚玉（WA）、铬刚玉（PA） （2）碳化物系： 黑碳化硅（C）、 绿碳化硅（GA） （3）立方氮化硼： 立方氮化硼（CBN） （4）人造金刚石： 人造金刚石（MBD等）,图12-1 砂轮的构造 1-砂轮 2-结合剂 3-磨粒 4-磨屑 5-气孔 6-工件,一 砂 轮,2.粒度 筛选法：区分较大的磨粒。 粒度号越大，磨粒的实际尺寸越小 沉积法：区分微细磨粒 3.结合剂 把磨粒固结成磨具的材料成为结合剂。 4.硬度 磨粒在外力作用

2、下从磨具表面脱落的难易程度成为硬度。 5.组织 组织表示砂轮中磨料、结合剂和气孔间的体积比例。,一 砂 轮,表12-1 砂轮组成要素、代号、性能和适用范围,一 砂 轮,一 砂 轮,二、砂轮的形状、尺寸和标志,表12-2 常用砂轮的形状、代号及主要用途,一 砂 轮,表12-2 常用砂轮的形状、代号及主要用途（续）,注：所指表示基本工作页面,一 砂 轮,三、3G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,图12-2 金刚石砂轮的构造 1-磨料层 2-过渡层 3-基体,二 磨削过程与砂轮的磨损,一、磨削过程 砂轮开始接触工件时： 由于工艺系统的弹性变形，实际 背

3、吃刀量比磨床刻度盘显示的径向进给量小。 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。 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。,图12-3 磨削过程中磨粒的切削、刻划和抛光作用 a）切削作用 b）刻划作用 c）抛光作用,清磨（光磨）阶段： 为了提高磨削精度和表面质量。,二、砂轮的磨损与修整 1.磨粒的磨损 2.磨粒的破碎 3.砂轮表面堵塞 4.砂轮轮廓失真,图12-4 修整砂轮常用的工具 a）大颗粒金刚石笔 b）多粒碎金刚石笔 c）金刚石滚轮,二 磨削过程与砂轮的磨损,三 磨削表面质量,

4、一、表面粗糙度,图12-5 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,三 磨削表面质量,二、表面烧伤 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。 避免烧伤措施： 可合理选用砂轮、磨削用 量、充分冷却、精确控制砂轮 的切入量等方法。,磨削烧伤颜色,三、表层残余应力 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，

5、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。,三 磨削表面质量,四 先进磨削方法,一、高速磨削 高速磨削是指砂轮线速度大于45m/s的磨削。 特点 1）切削厚度不变，大大提高磨削生产率。 2）生产率不变， 磨削厚度减少，磨粒负荷减轻，砂轮寿 命提高，磨削表面粗糙度值减小；减小，工件精度可提 高。 必须采取的措施 1）使用高速砂轮。 2）使用高速磨床。 3）采用自动上料与自动监测装置等以减少辅助时间。,二、深切缓进磨

6、削 特点 1）磨削弧面大，切削磨粒多，生产率比普遍磨削高 35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。 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）,四 先进磨削方法,三、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 F60F80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

7、、形状、位置精度和表面粗糙度 都有较高要求。,四 先进磨削方法,四、砂带磨削,图12-8 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,四 先进磨削方法,砂带磨削特点 1）砂带上磨粒颗颗锋利，砂带磨削面积大，生产率比铣削和砂轮磨削都高的多。它除了可没金属外，还可以磨木材、皮革、橡胶、石材和陶瓷等。 2）磨削温度低，砂带有弹性、磨粒可退让，工件不会烧伤和变形，加工质量好。 3）砂带柔软，能贴住成形表面磨削，适合磨削复杂的形面。 4）砂带磨床结构简单，功率消耗少，但占用空间大，噪声大。 5）不能磨削小直径深孔、不通孔、柱坑孔、阶梯外圆和齿轮等。 6）砂带消耗量很大。,四 先进磨削方法,1.简述磨削加工的主要特点? 2.砂轮有哪些组成要素? 3.如何选择砂轮硬度? 4.什么是砂轮组织号?它对砂轮性能有什么影响 5.磨