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1、金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具JINSHU QIEXIAO YUANLI YU DAOJU王启仲王启仲 主编主编一、砂轮的特性要素1.磨料（1）氧化物系：刚玉类：棕刚玉（A）、白刚玉（WA）、铬刚玉（PA）（2）碳化物系：黑碳化硅（C）、绿碳化硅（GA）（3）立方氮化硼：立方氮化硼（CBN）（4）人造金刚石：人造金刚石（MBD等）图12-1 砂轮的构造1-砂轮 2-结合剂 3-磨粒4-磨屑 5-气孔 6-工件 一一 砂砂 轮轮 2.粒度 筛选法：区分较大的磨粒。粒度号越大，磨粒的实际尺寸越小 沉积法：区分微细磨粒3.结合剂 把磨粒固结成磨具的材料成为结合剂。4.硬度 磨粒在外力作用下从磨
2、具表面脱落的难易程度成为硬度。5.组织 组织表示砂轮中磨料、结合剂和气孔间的体积比例。一一 砂砂 轮轮 表12-1 砂轮组成要素、代号、性能和适用范围 一一 砂砂 轮轮 一一 砂砂 轮轮二、砂轮的形状、尺寸和标志表12-2 常用砂轮的形状、代号及主要用途代号名称断面形状形状尺寸标记主要用途1平面砂轮1DTH磨外圆、内孔、平面及刃磨刀具2筒形砂轮2DTW端磨平面4双斜边砂轮4DT/UH磨齿轮及螺纹6杯形砂轮 6DTH-W，E端磨平面，刃磨刀具后刀 面一一 砂砂 轮轮表12-2 常用砂轮的形状、代号及主要用途（续）代号名称断面形状形状尺寸标记主要用途11碗形砂轮11D/JTHW，E，K 端磨平面，
3、刃磨刀具后刀面12a碟形一号砂轮12aD/JT/UHW，E，K刃磨刀具前刀面41薄偏砂轮41DTH切断及磨槽 注：所指表示基本工作页面 一一 砂砂 轮轮三、3G砂轮四、人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮1.人造金刚石砂轮2.立方氮化硼砂轮图12-2 金刚石砂轮的构造1-磨料层 2-过渡层 3-基体二二 磨削过程与砂轮的磨损磨削过程与砂轮的磨损一、磨削过程砂轮开始接触工件时：由于工艺系统的弹性变形，实际 背吃刀量比磨床刻度盘显示的径向进给量小。初磨阶段：工艺系统弹性变形达到一定程度，继续径向进给，实际背吃刀量基本等于径向进给量。稳定阶段：磨去主要加工余量后，可以减少径向进给量或完全不进给再磨一段时间
4、。实际背吃刀量大于径向进给量。图12-3 磨削过程中磨粒的切削、刻划和抛光作用a）切削作用 b）刻划作用 c）抛光作用清磨（光磨）阶段：为了提高磨削精度和表面质量。二、砂轮的磨损与修整 1.磨粒的磨损 2.磨粒的破碎 3.砂轮表面堵塞 4.砂轮轮廓失真图12-4 修整砂轮常用的工具a）大颗粒金刚石笔 b）多粒碎金刚石笔 c）金刚石滚轮二二 磨削过程与砂轮的磨损磨削过程与砂轮的磨损三三 磨削表面质量磨削表面质量一、表面粗糙度图12-5 磨削时磨粒的切削层和工件表面的微观形状1-某次磨削所得的表面 2-后一次磨削所得表面3-某磨粒所切削的材料断面积三三 磨削表面质量磨削表面质量二、表面烧伤烧伤的程
5、度：轻重其颜色依次分为：浅黄-黄-褐-紫-青 深色者为严重烧伤，肉眼可分辨，浅色者为轻度烧伤，须经酸洗后才能显现。避免烧伤措施：可合理选用砂轮、磨削用量、充分冷却、精确控制砂轮的切入量等方法。磨削烧伤颜色三、表层残余应力表面残余应力的原因（1）金属组织相变引起的体积变化 磨削时，磨削温度使表层组织，体积膨胀，于是里层产生残余拉应力，表层产生残余压应力。（2）不均匀的热胀冷缩 磨削时，表层与里层呢个温度相差较多。（3）残留的塑性变形 磨粒切削、刻划磨削表面后，在磨削速度方向，使工件表面上存在着残余拉应力；在垂直于磨削速度方向，由于磨粒挤压金属所引起的变形受两侧材料的约束，工件表面上存在着残余压应
6、力。三三 磨削表面质量磨削表面质量四四 先进磨削方法先进磨削方法一、高速磨削 高速磨削是指砂轮线速度大于45m/s的磨削。特点 1）切削厚度不变，大大提高磨削生产率。2）生产率不变，磨削厚度减少，磨粒负荷减轻，砂轮寿 命提高，磨削表面粗糙度值减小；减小，工件精度可提 高。必须采取的措施 1）使用高速砂轮。2）使用高速磨床。3）采用自动上料与自动监测装置等以减少辅助时间。二、深切缓进磨削特点 1）磨削弧面大，切削磨粒多，生产率比普遍磨削高 35倍。2）不需要无数次撞入工件端部锐边，较长时间保持砂轮的 轮廓清晰度。3）磨削力很大，磨削温度很高，共建表面易烧伤，磨床容 易振动。必须采取的措施 1）要
7、采用顺磨 2）要选用超软的、粒度号小、组织号大的或大气孔砂轮。3）对磨床要求功率大（砂轮电动机功率为0.2 1.0kw/mm砂 轮宽）四四 先进磨削方法先进磨削方法三、超精密磨削与镜面磨削必须采取的措施：1）要采用高精度磨床。2）超精密磨削使用棕刚玉、白刚玉或微晶刚玉磨料，粒度 F60F80陶瓷结合剂，硬度F、L的砂轮。3）砂轮要用金刚石笔精细修整。4）对前道工序工件的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度 都有较高要求。四四 先进磨削方法先进磨削方法四、砂带磨削图12-8 砂带磨削的几种形式a)磨外圆 b)磨平面c)无心磨 d)自由磨削 e)砂带成形磨削1-工件 2-砂带 3-张紧轮 4、5、6-
8、导轮 7-成形导向板 四四 先进磨削方法先进磨削方法砂带磨削特点1）砂带上磨粒颗颗锋利，砂带磨削面积大，生产率比铣削和砂轮磨削都高的多。它除了可没金属外，还可以磨木材、皮革、橡胶、石材和陶瓷等。2）磨削温度低，砂带有弹性、磨粒可退让，工件不会烧伤和变形，加工质量好。3）砂带柔软，能贴住成形表面磨削，适合磨削复杂的形面。4）砂带磨床结构简单，功率消耗少，但占用空间大，噪声大。5）不能磨削小直径深孔、不通孔、柱坑孔、阶梯外圆和齿轮等。6）砂带消耗量很大。四四 先进磨削方法先进磨削方法1.简述磨削加工的主要特点?2.砂轮有哪些组成要素?3.如何选择砂轮硬度?4.什么是砂轮组织号?它对砂轮性能有什么影响5.磨料粒度号是如何制定的?粒度主要根据什么选择？6.磨屑是怎样形成的?磨削过程分哪三个阶段？如何利用这一规律来提高磨削表面质量及生产效率？7.为什么不宜磨削黄铜和铝合金?8.什么叫高速磨削?高速磨削有什么特点？应注意什么问题？