第九章 磨削与砂轮(讲稿)

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1、第九章磨削与砂轮课时安排：4学时教学课型：理论课实验课□习题课□实践课□教学目的：  通过本章的学习，要求学生掌握砂轮特性（砂轮组成要素以及砂轮的类型）并能够根据具体生产情况正确选择砂轮，掌握磨削力和温度的影响因素及掌握磨削运动的组成及磨削特性其控制措施，了解先进的磨削方法。教学的重点难点：重点：根据具体的加工工艺和材料会选用砂轮的类型、磨削特性难点：根据具体的加工工艺和材料会选用砂轮的类型教学方式、手段、媒介：讲授为主，采用多媒体辅助教学。主要的内容1、磨削运动2、砂轮3、磨削过程4、磨削质量5、先进

2、磨削方法第九章磨削与砂轮引言：磨削加工是一种历史悠久的加工方法，同时又是一种最有发展前途的加工方法。因为它既能加工普通材料又能加工超硬材料，既能作粗加工又能作精加工及超精加工，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。目前磨削加工精度可达IT4～IT7，表面粗糙度为1.25μm～0.01μm，磨削加工对毛坯余量要求很小，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。此外，磨削加工生产效率高，容易实现生产过程自动化。因此磨削加工在机械制造工业中的地位日显重要

3、。本章主要介绍砂轮特性和形貌图、磨削运动和要素、磨削力和温度的影响因素及其控制，并简介了先进的磨削方法。磨削加工的基本规律，重点分析砂粒的切削厚度及磨削表面质量。§9-1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。掌握砂轮的特性，合理选择砂轮，是提高磨削质量和磨削效率、控制磨削加工成本的重要措施。一、砂轮的组成要素1、磨料磨料即砂轮中的硬质颗粒。磨料分为天然磨料和人造磨料两大类。一般天然磨料含杂质多，质地不匀，天然金刚石虽好，但价格昂贵。所以目前主要采用人造磨料。常用人造磨

4、料可分为氧化物系、碳化物系和超硬磨料系三大类。氧化物系主要成分为Al2O3；碳化物系主要以碳化硅、碳化硼为基体，根据其纯度或添加的金属元素不同又可分为不同品种；超硬磨料系中主要有人造金刚石和立方氮化硼。各种常用磨料的名称、代号、性能和用途见下表。2、粒度粒度表示磨料颗粒的大小。粒度有两种表示方法。旧的表示方法是沿用英制单位，按大小把磨粒分为一般磨粒和微细磨粒两大类。一般磨粒(制砂轮用)用筛分法来确定粒度号，粒度号就是磨粒刚好可通过的筛网每英寸(25.4mm)长度的孔眼数。单位为“目”。如40#的磨粒，表

5、示粒度为40目的磨粒。所用的粒度号越大，磨粒的实际尺寸越小。有时还用45/50表示，意思是所筛选的磨粒能通过45目的筛网，通不过50目的筛网。微细磨粒(又称微粉，供研磨用)的磨粒尺寸小于63μm，其粒度号的表示是在显微镜下测得的该颗粒最大尺寸的微米数前加W，如W10，W7等。数值越大，微粉颗粒尺寸越大。我国在新标准中采用米制单位，磨粒的大小统一以磨粒最大尺寸方向上的尺寸来表示。粒度对磨削生产率和加工表面粗糙度影响很大。一般来说，粗磨用粗粒度，精磨用细粒度。当工件材料软、塑性和磨削面积大时，为避免堵塞砂轮

6、，采用粗粒度。3、结合剂结合剂的作用是将磨粒黏合在一起，使砂轮具有必要的形状和强度。结合剂的性能对砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性及耐热性有突出的影响，并对磨削表面质量有一定影响。结合剂有以下4种。(1)陶瓷(V)。耐热、耐蚀、耐潮、气孔率大、保持廓形好，是最常用的结合剂。但其性脆，韧性及弹性较差，不能承受侧面弯扭力，宜用于切断砂轮。(2)树脂(B)。强度高、弹性好，很适用于切断、开槽等高速磨削。但其耐热性、耐蚀性差、气孔率小，易糊塞、磨损快、易失去廓形。(3)橡胶(R)。比树脂有更好的弹性和硬度，可制造

7、0.1mm的薄砂轮，用于切断、开槽、无心磨的导轮。(4)金属(M)。抗张力强度高，型面保持性好，有一定韧性，但自锐性差，主要用于制造金刚石砂轮，粗、精磨硬质合金，以及磨削与切断光学玻璃、宝石、陶瓷和半导体等材料。4、硬度砂轮的硬度是指在磨削力的作用下，磨粒从砂轮表面脱落的难易程度。也反映磨粒与结合剂的黏固程度。砂轮硬，磨粒较难脱落；砂轮软，磨粒容易脱落。所以砂轮硬度主要由结合剂的强度决定，与磨粒本身硬度无关。砂轮硬度对磨削质量和生产率有很大影响。选用砂轮时，砂轮硬度选择要得当，若砂轮选得太硬，会使磨钝了

8、的磨粒不能及时脱落，因而产生大量磨削热，造成工件烧伤；若选得太软，会使磨料脱落得太快而不能充分发挥其切削作用。在磨削过程中，当磨粒钝化后能及时从基体上自行脱落，露出新的锋利的磨粒担负切削工作，使磨削过程正常进行。这样，不但砂轮磨耗小，而且切削效率高，加工表面质量好。5、组织砂轮的组织是指磨粒在砂轮中占有体积的百分数(即磨粒率)。它反映了磨粒、结合剂、气孔三者之间的比例关系。磨粒在砂轮总体积中所占的比例大，气孔小，即组织号小，则砂轮的组织紧密