第十四章磨削及砂轮

注：↓所指 表示基本工 作页面。
三、SG砂轮与TG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
金刚石砂轮的构造 1-磨料层 2-过渡层 3-基体
一、砂轮的形貌
砂轮上磨粒的形状 a）外形 b）典型磨粒断面
二、磨削过程分析
1）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。 2）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。 3）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。实际背吃刀量大于径 向进给量。 4）清磨（光磨）阶段： 为了提高磨削精度和表面质量。
三、磨削厚度分析
1、理想平均磨削厚度
hDav vw f r (1/ D 1/ Dw ) 60vc m
2、当量平均磨削厚度
hDav
vw f r f a 60vc B
四、磨削力
五、磨削阶段
1、初磨阶段（Ⅰ） 2、稳定阶段（Ⅱ） 3、清磨阶段（Ⅲ）
——开始磨削时采 用较大径向进给量以 提高生产率；最后阶 段采用无径向进给磨 削以提高工件质量。
二、砂轮的形状、尺寸和标志
表14-2 常用砂轮的形状、代号及主要用途
代号 1 名称 平面砂轮 断面形状 形状尺寸标记 1—D×T×H 主要用途 磨外圆、内孔、 平面及刃磨刀 具 端磨平面
2
筒形砂轮
2—D×T—W
4
双斜边砂轮
4—D×T/U×H
磨齿轮及螺纹
6
杯形砂轮
6—D×T×H-W， E
端磨平面，刃 磨刀具后刀 面
二、磨削过程分析
磨粒的切削过程：
二、磨削过程分析
——工件表面粗 糙度由砂轮的形貌 和磨削用量决定。 磨削优点： 精度高，表面粗 糙度小。 磨削缺点： 切除单位体积切 屑所消耗的功率大； 磨削时磨粒的切削层和工件表面的微观形状 磨削表面变形、烧伤、 1-某次磨削所得的表面 2-后一次磨削所得表面 应力比较大。 3-某磨粒所切削的材料断面积
5、组织
砂轮的组织是指组成砂轮的磨粒、结合剂、气孔三部分体积的比例关系。 通常以磨粒所占砂轮体积的百分比来分级。砂轮有三种组织状态：紧密、 中等、疏松；细分成 0-14号间，共15级。组织号越小，磨粒所占比例越 大，砂轮越紧密；反之，组织号越大，磨粒比例越小，砂轮越疏松。
4、硬度
砂轮的硬度是指砂轮表面上的磨粒在磨削力作用下脱 落的难易程度。砂轮的硬度软，表示砂轮的磨粒容易脱落， 砂轮的硬度硬，表示磨粒较难脱落。砂轮的硬度和磨料的 硬度是两个不同的概念。同一种磨料可以做成不同硬度的 砂轮，它主要决定于结合剂的性能、数量以及砂轮制造的 工艺。 一般来说磨削硬材料时，选用软砂轮；磨削软材料时， 选用硬砂轮。这是因为：硬材料，易使磨粒磨钝，需用较软 的砂轮以使磨钝的磨粒及时脱落，使砂轮保持有锋利的磨粒 。磨软材料时，为了充分发挥磨粒的切削作用，应选硬一些 的砂轮。
本章要求
（1）掌握磨削运动及砂轮的组成要素； （2）掌握磨削的过程； （3）掌握磨削表面质量、影响因素及其改善措施。
——应用范围很广，目前，磨削主要用于精加工和超 精加工。 按加工精度不同可分为： 1）普通磨削：Ra 0.8～0.2μm； 2）精密磨削：Ra 0.8～0.2μm； 3）超精密磨削：Ra 0.8～0.2μm。 1、工件旋转进给运动 2、工件相对砂轮的轴向 进给运动 3、砂轮径向进给运动
一、砂轮的组成要素
砂轮是用结合剂将 磨粒固结成一定形状 的多孔体。
1-砂轮 2-结合剂 3-磨粒 4-磨屑 5-气孔 6-工件
1、磨料 担负磨削时的主要切削工作。 磨料有天然磨料和人造磨料两大类。 磨削硬材料时，选硬度高的磨料。 2、粒度——磨粒的大小。 粗磨料（筛分发区别）：粒度号是以能通过的筛网上1 英寸长度上的筛孔数。粒度号越大，则磨粒越细。 如：60 # 的磨粒表示其大小刚好能通过每英寸长 超硬磨具度上 有60孔眼的筛网。 微粉（沉降法区别）：粒度号是以磨粒的实际尺寸表 示。粒度号越大，微粉颗粒越粗。如W20表示微粉的实际尺 寸为20μm。 3、结合剂 砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀能力主要决 定于结合剂的性能。
•磨削过程的特点概括起来主要有以下几点：
1.磨削速度高，因此被磨削的金属变形速度很快，在磨 削区内短时间大量地发热，温度很高，易使工件加工表 面层发生变化。 2.磨削过程复杂。磨削所用刀具为砂轮，砂轮可以看作 为许多刀齿随机分布的多齿刀具，使磨削过程复杂化。 3.冷作硬化严重。磨粒多数是在负前角情况下切削，且 带有较大的钝圆半径，使工件表层金属经强烈的挤压变 形，冷作硬化严重。 4.单个磨粒的切削厚度很小，可以得到较高的加工精度 和较低的表面粗糙度。 磨粒的自砺作用。磨钝的磨粒在磨削力作用下会产生开裂 和脱落，使新的锐利刀刃参加切削，有利于磨削加工。
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
二、表面烧伤
烧伤的程度：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。
a）磨削温度与烧伤颜色 b）烧伤颜色与表面变形层深度
六、恒压力磨削与恒功率磨削
1、恒压力磨削
2、恒功率磨削
七、磨削温度
——磨削区域的平均温度。 影响因素——磨削速度、进给量等。
八、砂轮的磨损与修整
1、磨粒的磨损 2、磨粒的破碎 3、砂轮表面阻塞 4、砂轮轮廓失真
磨粒的磨损、破碎和脱落
——发现砂轮失去磨削能力时：修整砂轮！
一、
表面粗糙度
1、影响因素 2、磨削振动
表14-2 常用砂轮的形状、代号及主要用途（续）
代号 11 名称 碗形砂轮 断面形状 形状尺寸标记 11— D/J×T×H—W， E， K 主要用途 端磨平面， 刃磨刀具后 刀面
12a
碟形一号砂轮
12a— 刃磨刀具前 D/J×T/U×H—W， 刀面 E，薄偏砂轮
二、表面烧伤
避免烧伤措施： 1）合理选用砂轮； 2）合理选用磨削量； 3）充分冷却； 4）改进磨床结构， 精确控制砂轮的切入 量。