精密加工技術(shù)第四講

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第四章 精密磨削技術(shù),一、磨削基礎(chǔ)知識,1.磨削加工的基本概念,:,磨削是在磨床上用砂輪或其他磨具以較高的線速度,對工件表面進行切削加工的方法。它是機械零件精密加工的主要方法之一。,2.常用磨床的種類和加工范圍,:,磨床的種類,磨床的種類很多,有外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、導(dǎo)軌磨床、工具磨床、專業(yè)化磨床、砂帶磨床及其他磨床。,2.常用磨床的種類和加工范圍,:,第四章 精密磨削技術(shù),(1)外圓磨床,外圓磨床,可磨削工件的,外圓柱面,和,外圓錐面,第四章 精密磨削技術(shù),(1)外圓磨床,萬能外圓磨床,萬能外圓磨

2、床還可磨削,內(nèi)圓柱面,、內(nèi)圓錐面及端平面。,第四章 精密磨削技術(shù),(2)內(nèi)圓磨床,第四章 精密磨削技術(shù),(3)平圓磨床,第四章 精密磨削技術(shù),(4)導(dǎo)軌磨床,第四章 精密磨削技術(shù),二、,磨削過程機理,砂輪是把磨料和結(jié)合劑按比例經(jīng)混合、攪拌、壓坯、干燥、焙燒而制成的多孔體。,第四章 精密磨削技術(shù),二、,磨削過程機理,磨粒切削刃幾何形狀不確定,磨粒及切削刃隨機分布磨削厚度小(幾,m),磨削速度高,磨削點瞬時溫度高(達1000以上),磨粒微小切削刃不規(guī)則,磨削過程復(fù)雜磨粒形狀、大小各異,一般都有鈍圓半徑,磨粒以較大的負前角,(通常刃口前角為-60-85),進行切削。,第四章 精密磨削技術(shù),二、,磨削

3、過程機理,1)磨粒微小切削刃不規(guī)則,磨削過程復(fù)雜,2)磨粒形狀、大小各異,一般,都有鈍圓半徑,磨粒以較大,的負前角進行切削。,3)切削刃排列不規(guī)則,隨機,分布狀態(tài)。,第四章 精密磨削技術(shù),磨削過程大致分為三個階段:,1.滑擦階段,工件表層產(chǎn)生彈,性變形和熱應(yīng)力,2.刻劃階段,產(chǎn)生塑性變形溝痕,隆起現(xiàn)象和熱應(yīng)力,3.切削階段,切削厚度、切應(yīng)力,和溫度達一定值,,材料明顯滑移形成切屑。,第四章 精密磨削技術(shù),磨削加工的特點,1.磨削過程復(fù)雜,單位磨削力很大,磨粒形狀及分布不合理,切削厚度小,擠壓摩擦嚴重,,單位能耗大。,2.磨削速度高、磨削溫度高,3550 m/s,擠壓摩擦嚴重,單位能耗大,砂輪導(dǎo)

4、熱性,差,瞬時高溫可達8001000,要用切削液。,3.砂輪有自銳性,部分地恢復(fù)砂輪的切削能力,仍需對砂輪進行修整。,第四章 精密磨削技術(shù),磨削加工的特點,4.可加工高硬度材料,除加工一般材料外,可加工淬硬鋼、耐熱鋼、硬質(zhì)合金,等,但不宜精加工韌性較大的有色金屬。,5.加工工藝范圍廣泛,可加工外圓面、內(nèi)孔、平面、螺紋、齒形等成形面,,不僅用于精加工,也可用于粗加工、毛坯去皮加工。,第四章 精密磨削技術(shù),三、精密磨削機理,精密磨削:加工精度為10.1,m,,表面粗糙度為Ra 0.20.025,m的磨削方法,,機床主軸,推力軸承,導(dǎo)軌,第四章 精密磨削技術(shù),三、精密磨削機理,砂輪,精密磨削,主要靠

5、,砂輪,的精細修整,使磨粒具有,微刃性,和,等高性,,磨削后,被加工表面留下大量極微細的磨削痕跡,殘留高度極小。獲得高精度和低表面粗糙度。,第四章 精密磨削技術(shù),微刃的,微切削,作用,微刃的,等高切削,作用,微刃的,滑擠、摩擦、拋光,作用,三、精密磨削機理,第四章 精密磨削技術(shù),四、精密磨削砂輪選擇,精密磨削使所用砂輪的選擇以,易產(chǎn)生,和,保持,微刃,及其,等高性,為原則。,(1)砂輪的,磨粒材料,普通磨料,碳化物系,碳化硼,碳化硅,剛玉系,超硬磨料,金剛石,天然,人造,立方氮化硼,韌性高,容易保持微刃性,及,等高性,CBN,CBN砂輪,高硬度、高韌性。,耐高溫、熱穩(wěn)定性好。,化學(xué)惰性強。,導(dǎo)

6、熱性好。,第四章 精密磨削技術(shù),四、精密磨削砂輪選擇,研磨、超精加工、鏡面磨削,107 53.5,W10W5,研磨、超精磨削,2014 1410,W20W14,珩磨、研磨,4028 2820,W40W28,微粉,半精磨、精磨、珩磨,160125 5040,100280,粗磨,半精磨、精磨,400315 200160,4680,荒磨、打毛刺,20001600 500400,1236,磨,粒,應(yīng)用范圍,顆粒尺寸(,m,),粒度號,類別,(2)砂輪的,粒度,可選擇粗粒度和細粒度兩類。,第四章 精密磨削技術(shù),四、精密磨削砂輪選擇,(2)砂輪的,粒度,可選擇粗粒度和細粒度兩類。,第四章 精密磨削技術(shù),(

7、3)結(jié)合劑:砂輪的結(jié)合劑將磨粒粘合起來,使砂輪具有一定的強度、硬度、氣孔和抗腐蝕、抗潮濕等性能。,適用于金剛石砂輪,強度最高,導(dǎo)電性好,磨耗少,自銳性差,M,金屬,適用于切斷、開槽,強度較,B,高,更富有彈性,氣孔率小,耐熱性差,R,橡膠,適用于高速磨削、切斷、開槽等,強度較,V,高,彈性好,耐熱性差,B,樹脂,最常用,適用于各類磨削加工,耐熱、耐蝕,氣孔率大,易保持廓形,彈性差,V,陶瓷,適用范圍,性能,代號,結(jié)合劑,第四章 精密磨削技術(shù),(4)砂輪的硬度:指磨粒在外力作用下,從其表面脫落的難易程度。,砂輪硬度的選用原則是:,工件材料越硬,應(yīng)選用越軟的砂輪。,這是因為硬材料使磨粒磨損,需用較

8、軟的砂輪以使磨鈍的磨粒及時脫落。,工件材料越軟,砂輪的硬度應(yīng)越硬,,以使磨粒脫落慢些,發(fā)揮其磨削作用。,磨削有色金屬、橡膠、樹脂等,軟材料,時,要用,較軟的砂輪,,以便使堵塞處的磨粒較易脫落,露出鋒銳的新磨粒。,半精磨與粗磨相比,需用較軟的砂輪;但,精磨,和成形磨削時,為了較長時間保持砂輪輪廓,需用較硬的砂輪。,第四章 精密磨削技術(shù),五、砂輪修整,1,低于中心0.51.5mm,2,向上傾斜1015度,金剛石受力小,砂輪的修整用量有:,修整導(dǎo)程,、,修整深度,、,修整次數(shù),和,光修次數(shù),。修整導(dǎo)程(縱向進給量)為1015mm/min,修整深度為2.5,m/單行程,精修次數(shù)23次,光修次數(shù)1次單行

9、程。,砂輪的,單粒金剛石修整,磨削液的作用,磨削液的種類和組成,(1)降低磨削溫度,減少磨削力,改善磨削表面質(zhì)量,提高磨削效率和砂輪壽命。,(2)潤滑、冷卻、清洗性能,,(3)有滲透性、防銹性、防腐性、防火性、切削性和極壓性等,(1)油基磨削液:成分是礦物油,如機油、輕質(zhì)柴油、煤油,加入脂肪油和添加劑。,(2)水基磨削液:水中溶解其它物質(zhì),如乳化液、無機鹽水溶液和化學(xué)合成液等。,六、磨削液,乳化液,六、磨削液,礦物油、乳化劑,乳化油(120%)+水+防腐添加劑,水包油-潤滑和冷卻的作用,七、,磨削運動和磨削用量,磨削運動和磨削用量,1、磨削主運動,v,c,=d,o,n,o,/1000,2、工件

10、進給運動,磨削內(nèi)外圓時:工件旋轉(zhuǎn)運動,v,w,;,磨削平面時:工作臺直線運動,tab,。,3、軸向進給量,f,a,4、徑向進給量,f,r,精密磨削采用的切削用量,砂輪速度,一般在1530m/s,一般在612m/min,工作速度,工件縱向進給量,一般為50100mm/min或0.060.5mm/r,橫向進給量(吃刀量),一般取0.62.5m/單行程,橫向進給次數(shù),一般約23次(單行程),光磨(無火花磨削),粗粒度砂輪精細修整后,光磨次數(shù)采用58次,細粒度砂輪精細修整后,光磨次數(shù)采用1025次。,其中:,R,a,表示表面粗糙度(單位:,m,);,s,d,表示砂輪修整導(dǎo)程(單位:,mm,);,a,d

11、,表示砂輪修整深度(單位:,m,),;,v,w,表示工件進給速度(單位:,m,/,s,);,v,s,表示砂輪速度(單位:,m,/,s,);,a,表示磨削深度(單位:,mm,);,x,、,y,、,z,、,表示,模型系數(shù)。,八、磨削表面粗糙度影響因素,影響磨削加工表面粗糙度的因素,粒度,Ra,金剛石筆鋒利,,,修正導(dǎo)程、徑向進給量,Ra,磨粒等高性,Ra,硬度鈍化磨粒脫落,Ra,硬度磨粒脫落,Ra,硬度合適、自勵性好,Ra,太硬、太軟、韌性、導(dǎo)熱性差,Ra,砂輪粒度,工件材料性質(zhì),砂輪修正,磨削用量,砂輪硬度,砂輪,V,Ra,a,p,、,工件,V,塑變,Ra,粗磨,ap,生產(chǎn)率,精磨,ap,Ra(

12、ap,=0,光磨),八、磨削表面粗糙度影響因素,第四章 精密磨削技術(shù),九、精密磨床,精密磨床應(yīng)滿足的要求:,1、高幾何精度:主要有砂輪,主軸回轉(zhuǎn)精度,和,導(dǎo)軌平直度,,以保證工件的幾何形狀精度要求,主軸軸承一般采用動壓和動靜壓組合軸承。,主軸回轉(zhuǎn)精度?,導(dǎo)軌平直度?,第四章 精密磨削技術(shù),九,、精密磨床,2、低速進給運動的穩(wěn)定性:要求無,爬行,和沖擊現(xiàn)象,能平穩(wěn)工作。特殊設(shè)計液壓系統(tǒng),采取排除空氣、低流量節(jié)流閥、工作臺導(dǎo)軌壓力潤滑。,第四章 精密磨削技術(shù),九,、精密磨床,3、振動較小,1)電動機的轉(zhuǎn)子應(yīng)進行動平衡,電動機與砂輪架之間進行隔振;,2)砂輪要進行動平衡;,3)精密磨床基礎(chǔ)安裝在防振地基上。,動平衡:旋轉(zhuǎn)體的質(zhì)量軸線與旋轉(zhuǎn)軸線重合程度,練習,試從精細修整后砂輪,砂粒的微刃性,說明,精密磨削機理。,影響磨削表面粗糙度因素有哪些,它們是如何影響表面粗糙度的?,

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