切削原理与刀具10

在机械制造业中，磨削是最常用的加工方法之一。磨削可加工外圆、内孔、平面、螺纹、齿轮、花键、导轨和成形面等各种表面。其加工精度可达IT5～IT6级，表面粗糙度一般可达Ra0.08μm。磨削尤其适合于加工难以切削的超硬材料(如淬火钢)。磨削的用途非常广泛。3.1.6磨削磨削的用途：1

3.1.6磨削机理★磨粒切削刃几何形状不确定（通常刃口前角为－60～－85°）★磨粒及切削刃随机分布★磨削厚度小（＜几μm），磨削速度高，磨削点瞬时温度高（达1000℃以上）磨削特点2砂轮

砂轮是磨削加工中最常用的工具。它是由结合剂将磨料颗粒黏结而成的多孔体.3.1.6磨削磨削工具3(1)磨料:即砂轮中的硬质颗粒。

(2)粒度:表示磨料颗粒的尺寸大小。

(3)结合剂:是将磨粒黏合在一起，使砂轮具有必要的形状和强度。

(4)硬度:指磨粒在磨削力的作用下，从砂轮表面脱落的难易程度。

(5)组织:指磨粒在砂轮中占有体积的百分数(即磨粒率)。

3.1.6磨削砂轮的组成要素4563.1.6磨削磨削种类7生产中常用的外圆、内圆和平面磨削，一般具有四个运动：1．主运动2．进给运动

(1)圆周(直线)进给运动

(2)径向进给运动

(3)轴向进给运动3.1.6磨削磨削运动8常用形状有平形(P)、碗形(BW)、碟形(D)等，砂轮的端面上一般都有标志。从管理和选用方便的角度出发，砂轮参数的表示顺序是形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、线速度。如：PSA400100127V(A)60L5B25依次为：形状外径厚度孔径磨料粒度硬度组织结合剂最高工作线速度(m／s)3.1.6磨削磨砂轮的形状、代号和标志9

3.1.6磨削机理磨屑形成过程★弹性变形：磨粒在工件表面滑擦而过，不能切入工件★塑性变形：磨粒切入工件，材料向两边隆起，工件表面出现刻痕（犁沟），但无磨屑产生★切削：磨削深度、磨削点温度和应力达到一定数值，形成磨屑，沿磨粒前刀面流出具体到每个磨粒，不一定三个阶段均有图3-14磨屑形成过程a）平面示意图b）截面示意图10111．磨削力的特殊性2．磨削温度的特殊性磨削热对加工过程的影响主要表现在如下几个方面：

(1)工件表面烧伤

(2)工件表面产生残余应力，甚至开裂

(3)工件热变形，薄片零件变形更大3．磨削过程的特殊性3.1.6磨削磨削的特殊性12工件的磨削质量是指尺寸精度、形状误差和表面质量，其保证措施如下：1．尺寸精度和形状误差的保证措施为获得高精度的磨削尺寸，必须采用循环磨削(称为无火花磨削法)——将磨削分为三个阶段。(1)初磨阶段实际磨削深度小于磨床刻度盘显示值，这是由于工艺系统弹性变形造成的。(2)稳定阶段实际磨削深度等于磨床刻度盘显示值。此时，工艺系统变形减小，趋于稳定。(3)清磨阶段完全不进给再磨一段时间。3.1.6磨削磨削质量13(1)尽可能选大直径砂轮，提高磨削速度。(2)重新平衡，重新修整砂轮。(3)调整头架主轴和工件装夹，提高磨削工艺系统的刚性。(4)调整主轴电动机转子，再次达到动平衡。(5)增大磨削液的浇注量，合理安装喷嘴位置。(6)正确选择砂轮，粒度再粗些，硬度再软些，保证砂轮无堵塞，切削刃锋利。(7)适当减小进给量，或分粗、精磨削。3.1.6磨削

表面质量的保证措施141．砂轮磨损

(1)磨粒变钝，磨削力增大，磨削温度升高，但表面粗糙度值变小。

(2)磨粒溃落。

(3)表面堵塞。2．砂轮修整常用单晶金刚石修整器修整砂轮。修整时，应根据具体的磨削条件，选择不同的修整用量，以满足相应的磨削要求。3.1.6磨削磨砂轮的磨损与修整

15一、高速磨削

磨削速度υc>50m／s的磨削称为高速磨削。据有关资料介绍，我国高速磨床的磨削速度可达80—120m／s，发达国家的磨削速度可达200m／s以上。高速磨削对磨床的要求主要有如下几个方面：

(1)砂轮电动机功率要比一般电动机功率大一倍左右；

(2)砂轮径向和轴向跳动要小，轴承负荷能力要高，高速旋转的部件要经过仔细平衡，砂轮的防护罩必须坚固可靠；

(3)机床动、静刚度要好。3.1.6磨削先进磨削法简介16超精密磨削与镜面磨削磨削后，表面粗糙度值Rа在0．01～0．04μm之间的磨削方法称为超精密磨削；Rа小于O．01μm的磨削方法称为镜面磨削。超精密磨削与镜面磨削对磨床与砂轮主要有如下要求：

(1)磨床主轴的回转精度要高，轴线漂移量应在1～2μm之内；

(2)磨床刚性要好，各部件经过静、动平衡，工作台低速进给平稳而无爬行，并与振源隔绝；

(3)砂轮以棕刚玉、白刚玉或微晶刚玉为原料，粒度号为60～80，并用金刚石笔精细修整。

3.1.6磨削17强力磨削强力磨削是20世纪70年代发展起来的一种高效磨削。这种磨削方法是采用非常大的磨削深度

，而磨床工作台进给速度却非常小，砂轮在一次进给中几乎将全部磨削余量切除，故金属切除率大，实现了以磨代铣、粗精结合的综合加工。强力磨削对磨