磨削工艺学
磨削的工艺特点及应用范围
磨削的工艺特点及应用范围磨削是一种通过将磨料与工件接触并相对运动，以去除工件表面的材料来达到加工目的的工艺。
它是机械加工中常用的一种精密加工工艺，具有以下几个特点和应用范围。
首先，磨削具有高精度的特点。
由于磨削采用磨料的物理磨损作用，能够在工件表面形成较高的精度和光洁度。
这使得磨削可以在高要求的部件上进行加工，如模具、精密仪器零部件等。
其次，磨削具有高表面质量的优势。
由于磨削可产生微细破碎和位移切削，所以能够在工件表面形成比较光滑及均匀的表面。
磨削加工可将工件表面粗糙度控制在很低的范围内，以满足高精度零部件的要求。
第三，磨削可以加工各种材料。
由于磨料多种多样，几乎可以加工所有的工程材料，如钢、铸铁、有色金属、陶瓷、石材等。
而且磨削还可以加工硬度高、韧性好的材料，如硬质合金、高速钢等。
因此，磨削具有广泛的应用范围。
第四，磨削是一种高效率的加工方法。
尽管磨削是一种相对慢速的金属切削方式，但具有高的切削效率。
这是由于磨削通过很薄的材料去除率来实现加工，而它的单位材料去除率比其他加工方法要高得多。
此外，磨削可以实现连续加工，大大提高了生产效率。
第五，磨削可以加工各种形状的工件，如平面、曲面、孔等。
通过不同形状的磨具和磨料，可以加工出各种不同形状和精度要求的工件。
并且，由于磨削是一种柔性的加工方法，它可以根据加工需要进行不同的修整，以满足不同的要求。
最后，磨削还可以改善材料的机械性能和表面质量。
通过磨削可以降低材料的表面硬度和残余应力，从而提高材料的疲劳寿命和抗腐蚀性能。
此外，磨削还可以消除工件的加工硬化层，提高工件的尺寸精度和表面质量。
总之，磨削是一种高精度、高效率、多功能的加工方法。
它在航空航天、汽车、机床制造、电子仪器、模具制造等领域广泛应用。
在未来，随着科学技术的不断发展，磨削将更加趋向智能化，更好地满足不同领域对于精密加工的需求。
磨削加工技术解读
五、磨床
磨床是用磨料磨具(砂轮,砂带,油石和研 磨料)为工具进行切削加工的机床。广泛用 于零件的精加工,尤其是淬硬钢件,高硬度 特殊材料及非金属材料(如陶瓷)的精加工。
磨床种类很多,其主要类型有:外圆磨床, 内圆磨床,平面磨床,工具磨床，刀具和刃 具磨床及各种专门化磨床.如曲轴磨床、凸 轮磨床、齿轮磨床、螺纹磨床等。。此外 还有珩磨机,研磨机和超精加工机床等。
磨料
磨粒 微粉<63μm
磨粒粒度号越大越细， 微粉粒度号越小越细。
2. 砂轮的特性及选择
3）磨料粒度
取决于加工表面的粗糙度的要求
选择原则：
加工表面粗糙度值越大 →选用越粗的磨料 加工表面粗糙度值越小 →选用越细的磨料 砂轮速度高或与工件接触面大时用粗磨料 磨软材料用粗磨料，磨硬材料用细磨料
2. 砂轮的特性及选用
（。2）磨削加工范围广 各种表面：内外圆表面、圆锥面、平面、齿面、螺旋面 各种材料：普通塑性材料、铸件等脆材、淬硬钢、硬质
合金、宝石等高硬度难切削材料。
（3）磨削速度高、耗能多，切削效率低，磨削温度 高，工件表面易产生烧伤、残余应力等缺陷。
（4）砂轮有一定的自锐性。
磨削加工
• 磨削是一种精加工方法。 • 可加工高硬度材料。 • 可加工各种表面。
磨外圆砂轮的旋转运动N砂；磨内孔砂轮的旋转 运动N内；工件旋转运动N周；工件纵向往复运动F 纵；砂轮横向进给运动f横（往复纵磨时是周期的间 歇运动；切入磨削时 是连续进给运动）。此外，机 床还有两个辅助运动：砂轮架的横向快速进退运动； 尾架套筒的伸缩移动。
头架
工作台
内圆磨具 砂轮架 横向进给机构 尾座
1、外圆磨床
主要用于磨削内,外圆柱和圆锥表面,也能磨阶梯轴 的轴肩和端面,可获得IT6-IT7及精度Ra在1.25-0.08μm之间。
磨削加工基础知识
磨削加工基础知识磨削加工是一种高精度的加工方法，具有高效、精度高、表面质量好等优点，被广泛应用于机械制造、航空航天、光学、电子、仪器仪表、医疗器械等领域。
磨削加工的基础知识对于理解磨削加工的工艺特点和实现高精度、高效加工具有重要意义。
第一、磨削加工的原理与工艺特点磨削加工是利用磨削工具对工件进行高速旋转运动和相对移动，通过对工件表面的撞击和摩擦作用，使工件表面物质逐渐脱落，同时形成较高的表面质量。
磨削工具是一个至关重要的部分，其轮廓、材料、粒度、硬度等参数会直接影响磨削效果。
同时，磨削加工具有高效、高精度、表面质量好的特点。
磨削加工时，磨削工具旋转高速，加工效率非常高。
同时，由于磨削加工的切削深度非常小，可以实现高精度加工。
此外，通过加工工艺优化，还可以获得高精度的工件表面质量。
第二、磨削加工的工具与磨削方法磨削工具是磨削加工的核心之一。
常用的磨削工具有磨石、磨轮、砂布轮、抛光布轮等，它们由不同的材料和制造工艺制成，具有不同的加工能力。
常见的磨削方法有平面磨削、圆柱磨削、内圆磨削、外圆磨削、表面磨削等。
通过选择合适的磨削工具和磨削方法，可以实现不同形状和精度要求的工件加工。
第三、磨削加工的加工参数在进行磨削加工时，需要设置一系列加工参数，包括磨削工具的转速、磨削深度、进给量、磨削液的类型和流量等。
这些参数直接影响着工件的加工效果和工具的使用寿命。
例如，在选择磨削工具的时候，需要考虑工件的材料、精度和表面质量要求等因素，选择合适的材料、形状、粒度磨削工具。
在设置磨削深度和进给量时，需要根据工件材料是否易碎、磨削强度等因素进行综合考虑。
第四、磨削加工的提高磨削加工的加工精度和表面质量程度是衡量磨削加工质量的重要指标。
为了提高磨削加工的质量和效率，可以从以下方面进行优化。
首先是磨削工具的性能提升，如开发新型材料、制造工艺等。
其次是加工参数的优化，通过对加工深度、进给量和磨削液的改进，可以进一步提高加工效果和工具的使用寿命。
机床加工工艺学第四版教学课件第五章磨削
８—下工作台 ９—床身 １０—横向进给手轮 １１ —纵向进给手轮 １２—换向撞块
2.常用磨床的型号
M7120型平面磨床
１—磨头 ２—滑板 ３、８、１０— 手轮 ４—砂轮修整器 ５—立柱 ６—撞块 ７—工作台 ９—床身
四、磨床的结构组成
二、平面磨削方式 1.圆周磨削 2.端面磨削
（1）选用粒度较粗、硬度较低， 组织疏松的砂轮。
（2）供应充分的切削液，并经常 保持切削液的清洁。
（3）采用镶块砂轮，改善磨削条 件。
镶块砂轮
１—楔块 ２—螺钉 ３—砂瓦 ４—平衡块 ５—法兰盘
三、平面磨削方法 1.横向磨削法 2.深度磨削法 3.阶梯磨削法 4.平行面的磨削方法
五、磨削的基本运动
2.磨内圆时的运动
磨内圆也叫磨孔，是用磨削方法加工工件的孔。磨内圆时的运动与磨外 圆时相同，只是砂轮的旋转方向相反，如图 5-1b 所示。
五、磨削的基本运动
3.平面磨削时的运动
平面磨削也叫磨平面，是用磨削的方法加工工件的平面。平面磨 削时，砂轮的旋转为主运动，工作台往复直线运动为纵向进给运 动；砂轮沿轴向的运动为横向进给运动；砂轮在垂直于工件表面 方向的运动为垂直进给运动，如图 5-1c 所示。
5.组织
砂轮的组织是指磨粒、结合剂和气孔三者体积的比 例关系，用来表示结构紧密和疏密程度。砂轮的组织 用组织号表示。
砂轮的组织号
二、砂轮的形状及用途
砂轮的形状、代号及用途
三、砂轮的平衡与修整 1.砂轮的静平衡
引起砂轮不平衡的原因主要有以下两方面： （1）由于砂轮的制造误差，如砂轮密度不均匀、 几何形状不对称或内外圆不同轴等引起的砂轮自身不 平衡。 （2）砂轮在法兰盘上安装时所产生的不平衡量。
研磨工艺技术
研磨工艺技术研磨工艺技术，又称为研磨加工技术，是一种对物体表面进行磨削、抛光等处理的工艺。
研磨工艺技术在很多行业中得到广泛应用，如机械制造、电子、建筑等。
本文将从研磨工艺技术的原理、工艺流程和常用方法等方面进行阐述。
研磨工艺技术的原理主要基于磨料颗粒对物体表面的切削作用。
通过在磨料和物体表面的接触面上施加一定的压力，使磨料颗粒与物体表面发生相对运动，并对其进行切削，从而达到抛光或磨削的效果。
同时，在研磨过程中，还需通过冷却液或润滑油等添加剂的作用，来冷却和润滑磨削区域，提高研磨效率和质量。
研磨工艺技术的工艺流程一般包括准备工作、研磨过程和后处理等环节。
准备工作主要包括确定研磨目标、选择研磨方法和工艺参数，以及对研磨设备和工具进行检查和调整。
研磨过程中，需要根据物体的尺寸、形状和表面粗糙度等要求，选择合适的研磨方法和研磨工具，并根据需要进行多次研磨，逐渐减小磨粒的粒径，最终达到所需的表面精度和光洁度。
后处理阶段主要是对研磨后的物体进行清洗、脱脂和防锈等处理，以保证表面质量和使用寿命。
常用的研磨方法有手工研磨、机械研磨和化学机械研磨等。
手工研磨是一种传统的方法，通常适用于小型物体或表面形状复杂的物体。
机械研磨是一种常见的自动化研磨方法，通过机械设备进行研磨，可以提高研磨的效率和精度。
化学机械研磨则结合了化学和机械的特点，通过磨料和化学试剂的共同作用，实现对物体表面的研磨和抛光，适用于一些对表面粗糙度要求较高的物体。
总之，研磨工艺技术是一项重要的加工技术，可以有效地改善物体的表面质量和性能。
通过合理选择研磨方法和工艺参数，结合适当的处理措施，可以实现对不同物体的研磨需求。
然而，研磨过程中也要注意控制研磨力、温度和研磨液的使用，以防止物体表面的变形、热损伤和腐蚀等问题。
随着科技的不断发展，研磨工艺技术也将不断更新和改进，为各行各业的发展提供更好的支持。
机械制造工艺之磨削概述
通过调整砂轮转速、切削深度和进给速度等参数，优化磨削力的 大小和方向，提高加工质量和效率。
砂轮磨损与再生
1 2 3
砂轮磨损
在磨削过程中，砂轮与工件之间的摩擦会导致砂 轮磨损，影响磨削效果和加工精度。
再生技术
为了减少砂轮磨损，采用金刚石或立方氮化硼等 超硬材料对砂轮进行修整和再生，恢复砂轮的磨 削性能。
热影响
冷却技术
为了控制磨削热，采用切削液、喷雾 冷却和油雾冷却等技术，降低工件表 面温度，减少热影响。
磨削热会导致工件表面烧伤、裂纹和 变形等问题，影响工件质量和精度。
磨削力影响及优化
磨削力产生
在磨削过程中，砂轮与工件之间的相互作用力产生磨削力。
磨削力影响
磨削力的大小和方向对工件表面质量、加工精度和砂轮磨损有重 要影响。
磨削的应用领域
01
02
03
机械制造
磨削广泛应用于机械制造 领域，如汽车、航空、能 源、轨道交通等。
精密加工
由于磨削加工精度高，因 此也广泛应用于精密加工 领域，如光学、钟表、医 疗器械等。
难加工材料
对于硬脆、高强度、高精 度要求的难加工材料，磨 削是一种有效的加工方法 。
02
磨削工艺流程
磨料与磨具选择
再生方法
包括在线修整、离线修整和超声波振动修整等方 法，根据不同的加工需求选择合适的再生方法。
06
案例分析
航空发动机叶片磨削工艺
总结词
高精度、高效率
详细描述
航空发动机叶片磨削工艺是机械制造中的重 要环节，要求高精度和高效率。采用先进的 磨削设备和工艺技术，确保叶片的几何形状 、尺寸和表面质量达到设计要求，同时提高 生产效率，降低制造成本。
简述磨削加工
磨削加工1. 磨削加工的概述磨削加工是一种通过研磨工具对工件表面进行切削的加工方法。
它通过切削工具与工件之间的相对运动，在切削、研磨和磨痕的共同作用下，将工件表面不平整层次的高点消除，从而得到平整、光滑的表面。
2. 磨削加工的原理磨削加工的原理是力学切削。
在磨削过程中，磨粒对工件表面的切削作用类似于多个微小切削刃对工件表面的切削作用，因此磨削可以看成是由许多微小切削刃共同作用的切削过程。
3. 磨削加工的分类磨削加工根据磨粒的尺寸和磨粒与工件之间的相对运动情况可以分为不同的类型，主要包括：3.1 粗磨粗磨是指在切削速度较低、磨粒尺寸较大的条件下进行的磨削加工，主要目的是迅速去除工件表面的大量金属，使其达到一定的粗糙度，为后续磨削过程提供条件。
3.2 精磨精磨是指在切削速度适中、磨粒尺寸适当的条件下进行的磨削加工，主要目的是进一步消除工件表面的细小凹坑和凸起，提高工件表面的精度和光洁度。
3.3 超精磨超精磨是指在切削速度较高、磨粒尺寸小的条件下进行的磨削加工，主要用于加工高精度、高光洁度的工件，以提高工件表面的质量。
4. 磨削加工的过程磨削加工通常包括以下几个基本工序：4.1 磨削前准备在进行磨削加工之前，需要对磨削工具进行选择和准备，包括选用合适的磨粒、绑定磨料和磨具、选择适当的磨削液等。
4.2 磨削磨削是磨削加工的核心过程，主要包括以下几个步骤：固定工件，调整磨削参数，启动磨削机床，进行磨削操作。
4.3 表面质量检测在磨削加工完成后，需要对工件表面的质量进行检测。
常用的表面质量检测方法有视觉检测、触觉检测和测量仪器检测等。
4.4 后续处理在完成磨削加工后，还需要进行一些后续处理工序，例如清洗工件、除去残留物和保护处理等，以确保工件表面的质量和性能满足要求。
5. 磨削加工的优点和局限性磨削加工具有以下优点：•可加工具有复杂形状的工件•可加工高硬度材料•可获得高精度的加工结果•可提高工件表面的质量和光洁度然而，磨削加工也存在一些局限性：•生产效率低，加工速度较慢•工艺过程较为复杂，需要一定的技术和经验•磨具和磨料的消耗较大，成本较高6. 磨削加工的应用领域磨削加工在各个制造行业中都得到广泛应用，特别是对高精度、高光洁度的工件加工需求较高的领域，例如：•汽车制造业：发动机缸体、曲轴等零部件的加工•刀具制造业：高精度刀具的生产加工•航空航天业：航空发动机叶片、轴承等零部件的加工•电子制造业：半导体芯片、磁头等精密元件的加工7. 磨削加工的未来发展趋势随着制造技术和加工要求的不断提高，磨削加工也在不断发展和改进。
第2章第3节模具零件的成型磨削
金刚石修整砂轮
将金刚石固定在专门设计的修整夹具上对砂轮进 行修正。 砂轮修整的三种方法： 1、角度的修整： 2、圆弧砂轮的修整： 3、非圆弧曲面砂轮的修整：
1）角度的修整 角度修整器是利用正弦原理（sin θ =对边/ 斜边）设计的。 块规尺寸等于对边尺寸，可以通过计算得出。 金刚石刀用来修磨砂轮，
成型磨床的运动
3.砂轮架随磨头架上 下移动（即作垂直 进给运动）—手动。
4.夹具工作台带动万 能夹具作纵向和横 向移动。工件装在 万能夹具上。
成型磨削方法
（二）成形砂轮磨削法
成形砂轮磨削法是将砂轮修整成与工件被磨削表 面完全吻合的形状进行磨削加工，以获得所需要 的成形表面。 其首要任务是砂轮的修整。
（三）轨迹运动磨削法
轨迹法是利用刀具或工件作一定规律的轨 迹运动来进行加工的方法。这种加工方法 一般都需要相应的夹具，钳
2、正弦磁力夹具
3、正弦分中夹具
1 正 弦 精 密 平 口 钳
正弦精密平口钳的最大倾斜角度为45°，为 保证精度，工件在装夹夹具内要正确定位。
3 正 弦 分 中 夹 具
应垫块规的计算
在正弦分中夹具上，工件的安装方法：
1、心轴装夹法
2.
双顶尖装夹
夹 具 中 心 高 的 测 量
测 量 调 整 器
例 题 凸 模 的 成 型 磨 削
4、万能夹具
万能夹具的主要组成部分
1、工件装夹部 分：夹持工 件。 2、回转部分： 使工件绕夹 具轴线作回 转运动。
2
1
万能夹具的主要组成部分
3、十字划板： 使工件在互 相垂直的两 个方向上移 动，可以调 整工件的回 转中心。 4、分度部分： 控制工件回 转角度的大 小。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、名词解释（本题 10 分每小题2分）
1、比磨削能：磨除工件上单位体积的材料所消耗的能量。
2、磨削比：工件的材料磨除量与砂轮磨损量之比称为磨削比
3、比磨除率：磨具的单位宽度在单位时间内所磨去的工件体积
4、超精加工：超精加工是在良好的润滑冷却和较低的冷却条件下，用细粒度磨石以较高的往复振动频率，对低速旋转的工件进行光整加工。
5、磨削表面层质量：主要是指工件的粗糙度，表面精度及表面层的质量等。
6、二、填空题（本题 10 分每空1分）
1、砂轮速度、工件速度和切入深度是切入式外圆磨削加工方式中的磨削
工艺参数。
2、磨削温度的含义包括：工件的平均温度、接触面温度、磨料切刃温度和切削温度。
3、无心磨削的导轮形状常采用单页回转双曲面。
磨削过程是一个过渡的切削过程，磨粒与工件的干涉过程可以分为弹性滑擦阶段、塑性耕犁阶段以及切削三个阶段。
三、简答题（本题 50 分每小题5分）
1、什么是有效磨粒？砂轮表面上的磨粒成为有效磨粒受哪些条件的影响？5页
2、磨削热分布有何特点？各种磨削热对磨削效果有什么影响？47页
3、磨削过程中能存在的振动形式有哪些？磨削中这些振动形式的振源是？ 41页
4、磨削液的作用是什么？磨削液的类型及其应用场合是什么？57、58、59页
5、什么是砂轮的寿命？影响砂轮寿命的条件有哪些？91页
6、什么是磨削精度？降低磨削精度的原因主要有哪些？70、71页
7、表面粗糙度有哪些表示方法？磨削表面层粗糙度对零件的使用性能影响如何？
74、77页
8、磨料粒度的选择应当考虑的因素有哪些？116、205页
9、什么是磨具硬度？磨具硬度对磨削效果有什么影响？选择磨具硬度的一般原则是什么？ 117页
10、金刚石砂轮为什么要限速使用？128页
四、综合应用题（本题 30 分，每题15分）
1、磨削某工件时砂轮直径Ds=400mm，宽度B=40mm，砂轮速度vs=30m/s，工件为直径d=40mm，长度L=400mm的圆棒，每件工件的磨除余量为 0.5mm，每件工件的磨削时间为t=1min，当磨削100件工件后测得砂轮半径方向的磨损量为δ= 0.3mm 磨削中平均的切向磨削力Ft=28kg。
求：
1、磨削比G（5分）
2、比磨削能u（8分）
3、和比磨除率 Z′（7分）
4、为什么这三个参数能够反映磨具的磨削特性？（10分）
2、简述不锈钢的磨削方案。
方案内容包括不锈钢材料的特点、磨具的选择（磨料种类、磨料粒度、结合剂、硬度、组织等）、磨削参数的选择（主运动速度、工件速度、径向进给量、轴向进给量、磨削余量等）、磨削液选择和砂轮的修整方法。