新精密和超精密加工技术第2版 教学课件 袁哲俊 哈尔滨工大 主编 第3章精密磨削和超精密磨削

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1、第3章精密磨削和超精密磨削3.1概述3.2精密磨削3.3超硬磨料砂轮磨削3.4超精密磨削3.5精密和超精密砂带磨削2015-6-19第1节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，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。2015-6-19第1节概述一、精密和超精密磨料加工方法分类精密和超精密磨料加工固结磨游离磨料加工料加工固结磨具涂覆磨具

2、精密研磨精密抛光精密砂精密超精密油石研磨精密珩磨砂带研抛轮磨削精加工砂带磨削2015-6-19第1节概述一、精密和超精密加工磨料分类将磨料或微粉与结合剂粘合在一起，形成一定的形状并固结磨料加工具有一定强度，再采用烧结、粘接、涂敷等方法形成砂轮、砂条、油石、砂精密和超精密砂轮磨削带等磨具。精密砂轮磨削：砂轮的粒度60＃～80＃，加工精度1μm，Ra0.025μm；超精密砂轮磨削：砂轮的粒度W40～W50，得加工精度0.1μm，Ra0.025～0.008μ精密和超精密砂带磨削m。精密砂带磨削：砂带粒度W63～W

3、28，加工精度1μm，Ra0.025;超精密砂带磨削：砂带粒度W28～W3，加工2015-6-19精度0.1μm，Ra0.025～0.008μm。砂轮粒度2015-6-192015-6-19第1节概述一、精密和超精密加工分类磨料或微粉不是固结在一起，游离磨料加工而是成游离状态。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。2015-6-19第1节概述二、精密和超精密砂轮磨料磨具磨料及其选择普通磨料超硬磨料碳化物系金刚石碳化硼天然碳化硅人造刚玉系

4、立方氮化硼2015-6-19第1节概述二、精密和超精密砂轮磨料磨具磨料粒度及其选择多选用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。结合剂及其选择将磨料粘合在一起，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组织和浓度及其选择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2015-6-19超精密磨削选用

5、细粒度、低质量浓度。第1节概述二、精密和超精密砂轮磨料磨具硬度及其选择普通磨具硬度低表示磨粒易脱落。超硬磨具无硬度项指标。磨具的强度高速回转时，抵抗因离心力的作用而自身破碎的能力。磨具的形状和尺寸及其基体材料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。2015-6-19第1节概述三、精密和超精密涂覆磨具涂覆磨具分类2015-6-19第1节概述三、精密和超精密涂覆磨具2015-6-19第1节概述三

6、、精密和超精密涂覆磨具涂覆磨料及粒度棕刚玉、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。粘接剂又称胶，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。（溶于水）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。（易溶于有机溶剂）高分子化合物：聚醋酸乙稀酯。用于精密磨削。（粘接性能好、耐湿、有弹性，成本高）2015-6-19第1节概述三、精密和超精密涂覆磨具涂覆方

7、法重力落砂法涂覆法一般砂纸、纱一般塑料膜材料的基底砂布均用此法带都用此法。精密和超精密加工中所用的涂覆磨具多用涂覆法制作。静电植砂法沙粒尖端朝上，砂带切2015-6-19削性强，等高性好，加工质量好。第2节精密磨削一、精密磨削机理精密磨削主要靠砂轮的精细修整，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，残留高度极小，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。磨削机理归纳为如下几点：1.微刃的微切削作用用较小的修整速度和修整深度精细修整砂轮，使磨粒微细破碎而产生微刃2.

8、微刃的等高切削作用分布在砂轮表层的同一深度上的微刃数量多、等高性好，使加工表面的残留高度极小。3.微刃的滑挤、摩擦、抛光作用锋利的微刃随时间钝化，等高性得到改善。磨削区的高温使金属软化，钝化微刃的滑擦和挤压将工件表面凸峰辗平，表面粗糙度数值减小。2015-6-19第2节精密磨削二、精密磨削砂轮选择精密磨削时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（韧性较高、能保持微刃性和