磨削技术理论与应用课件.ppt

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1、磨削技术理论与应用原所先东北大学先进制造与自动化技术研究所1绪论1.1磨粒加工基本概念（1）磨粒加工（AbrasiveProcess）：磨粒加工是以硬质矿物质（磨料）颗粒作为切削工具进行材料去除的加工过程的统称。（2）磨粒加工工具：固结磨具（砂轮、砂瓦、油石）涂覆磨具（砂带、砂布、砂纸、砂页轮）游离磨料（3）磨粒加工工艺方法砂轮、砂瓦、——磨削（Grinding）砂带、砂页轮油石——珩磨（Honing）、超精加工（SuperMachining）砂布、砂纸——抛光（Polishing）游离磨料——研磨（Lapping）抛光（Polishing）喷射加工（JetMachining）光饰加工（

2、Finishing）（4）磨粒加工的特点1）磨料，尤其是金刚石和立方氮化硼（CBN）具有非常高的硬度，可以加工各种高硬度材料。尤其是光学玻璃、陶瓷、半导体材料等硬脆材料在高科技产业广泛应用的今天，磨粒加工成为非常重要的加工手段。2）因磨粒和切屑尺寸细小，参加切削的磨粒众多，磨粒加工可容易地获得高精度和低表面粗糙度表面，是精密加工主要手段。特别是应用极微细磨粒可以获得纳米级切刃半径，可实现极薄微细切削和获得无缺陷表面，使它又是超精密加工主要手段，在现代航空航天、精密机械和仪器、电子信息、尖端武器、小型和微型机械等高科技领域获得重要应用。3）随着超硬磨料、数控磨削、新磨削液和修整技术、多传感

3、器智能控制、高速/超高速磨削、高效率磨削等先进技术的广泛应用，磨粒加工成为一种集高精度和高效率于一体的、半永久性工具的、过程稳定的、粗精加工集成的加工方法，在高质量稳定性大批量生产，如汽车、工具、机床等行业获得广泛应用，其短工艺流程推动了加工工艺变革，使其在机械制造领域具有更加重要的地位。4）磨粒加工工艺适应性极强。它方法众多，应用范围广，可对金属、陶瓷、玻璃、石材、耐火材料、混凝土、骨骼、复合材料等各种材料进行加工；可对平面、圆柱表面、球面、渐开线齿面、螺旋表面、自由曲面等各种表面实现荒、粗、精和超精加工各种精度加工。磨粒加工机床是种类最多，目前已超过3000种，被广泛应用于机械制造、

4、轻工、建筑、耐火材料等多种行业。（5）磨粒加工在机械制造中的地位工业发达国家的磨床在金属切削机床总数中已占25%以上。我国1998年的磨床拥有量也占到机床总拥有量的13%左右。1997年欧洲机床展览会期间的调查表明，25%的被调查企业认为磨削是他们应用的最主要加工技术，磨床的占有比例高达42%。（6）磨粒加工技术的研究特点1）切刃几何参数的随机性、时变性2）切削过程的断续性、瞬时性、复杂性3）切削过程影响参数的多样性4）观察研究的困难性5）磨削研究以实验研究为主6）磨削机理仍远未成为精确和完善的理论7）是区别于切削的独立学科分支1.2磨粒加工技术理论主要研究内容材料切除过程的实现与描述伴

5、随材料切除过程的物理和化学现象磨粒加工过程影响参数及控制磨粒加工工具研究磨粒加工装备研究先进磨粒加工技术及其工程应用磨料磨削液被磨材料空气砂轮特性及修整磨削力及力比材料可磨削加工性磨削液及注液法机床特性及调整磨削工艺参数磨削过程磨削热及温度比磨除率磨削表面质量磨削振动1.3磨削方式砂轮工件(a)卧轴往复平磨(b)卧轴切入平磨砂轮工件砂轮工件(c)立轴转台平磨砂轮工件(d)外圆往复磨削砂轮工件(e)外圆切入磨削砂轮工件(f)内圆往复磨削(g)外圆切入磨削砂轮工件砂轮工件导轮工件砂轮轮导(h)无心纵磨砂轮工件导轮工件砂轮砂轮工件工件砂轮导轮(j)无心切入磨1.4磨削加工的发展历史（1）

6、史前时期，磨砺石器；（2）青铜器时期和铁器时期，用于磨砺刀剑，磨刀石；（3）古埃及时期，首先使用原始砂轮；（4）中世纪至工业革命时期，早期磨床的概念出现于达.芬奇的绘画中，由水力驱动表面固定磨料的木制带幅轮子；（5）19世纪初期，为了手工磨削宝石，印度出现了人工制造的砂轮；（6）1820年代美国诺顿公司生产陶瓷结合剂砂轮（7）1850年美国和法国出现了橡胶结合剂砂轮；（8）1880年树脂胶结合剂砂轮由印度传入西方；（9）1923年，树脂结合剂砂轮出现；（10）1930年，树脂结合剂天然金刚石砂轮；（11）1940年，陶瓷、金属结合剂金刚石砂轮；（12）1955年，合成人造金刚石（13）1

7、957年，人工合成立方氮化硼机械制造技术发展大事年表年代制造工艺与设备管理技术发明人1642机械计算机帕斯卡（法国）1752穿孔卡控制的织机布乔恩（英国）1.5磨粒加工技术理论研究队伍和组织东北大学(郑焕文)华中科技(陈日曜,诸兴华)西北工大(华定安,)湖南大学(付杰才,李力均)南京航空(张幼桢)广西大学(曹硕生)郑州三磨所(严文浩)上海纺织大学(徐载熊)天津大学(于思远,林彬)1.6本课程使用教材《磨削技术的理论与应用》Grind