精密磨削加工

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1、 磨 削 除 可 以 加 工 鑄 鐵 、 碳 鋼 、 合 金 鋼 等 一 般 結(jié)構(gòu) 材 料 外 ， 還 能 加 工 一 般 刀 具 難 以 切 削 的 高 硬度 材 料 ， 但 不 宜 精 加 工 塑 性 較 大 的 有 色 金 屬 工件 。磨 削 加 工 的 精 度 高 ， 表 面 粗 糙 度 值 小 。 精 度 可達(dá) IT5及 IT5以 上 ； 表 面 粗 糙 度 值 Ra為1.250.01m， 鏡 面 磨 削 時(shí) Ra為 0.04 0.01m。磨 削 的 徑 向 磨 削 力 Fy大 ， 且 作 用 在 工 藝 系 統(tǒng) 剛性 較 差 的 方 向 上 。 (故 一 般 要 有 防 止 措 施

2、 )磨 削 的 基 本 特 點(diǎn) 磨 削 溫 度 高 。 磨 削 產(chǎn) 生 的 切 削 熱 多 ， 80 一 90 傳入 工 件 ， 10 15 傳 入 砂 輪 ， l 10 由 磨 屑 帶走 。 砂 輪 的 導(dǎo) 熱 性 很 差 ， 在 磨 削 區(qū) 形 成 瞬 時(shí) 高 溫 。(因 此 :磨 削 時(shí) 采 用 大 量 的 切 削 液 降 低 磨 削 溫 度 |) 砂 輪 有 自 銳 作 用 。 在 磨 削 過 程 中 ， 磨 粒 的 破 碎 將 產(chǎn)生 新 的 較 鋒 利 的 棱 角 ， 同 時(shí) 由 于 磨 粒 的 脫 落 而 露 出一 層 新 的 鋒 利 的 磨 粒 ， 它 們 能 夠 使 砂 輪 的

3、 切 削 能 力得 到 部 分 的 恢 復(fù) ， 這 種 現(xiàn) 象 叫 做 砂 輪 的 自 銳 作 用 。 磨 削 加 工 的 工 藝 范 圍 廣 。 磨 削 不 僅 可 以 加 工 外圓 面 、 內(nèi) 圓 面 、 平 面 、 成 形 面 、 螺 紋 、 齒 形 等各 種 表 面 ， 還 常 用 于 各 種 刀 具 的 刃 磨 。 磨 削 在 切 削 加 工 中 的 比 重 日 益 增 大 。 在 工 業(yè) 發(fā)達(dá) 國 家 磨 床 在 機(jī) 床 總 數(shù) 中 的 比 重 已 占 到 30 40 ， 且 有 不 斷 增 長 的 趨 勢 。 精 密 磨 削 加 工 磨 削 :砂 輪 磨 削 、 砂 帶 磨 削研

4、 磨超 精 加 工珩 磨砂 帶 研 拋超 精 研 拋拋 光研 磨 :干 式 研 磨 、 濕 式 研 磨 、 磁 性 研 磨精 密 研 磨滾 磨 :回 轉(zhuǎn) 式 、 振 動(dòng) 式 、 離 心 式 、 主 軸 式 、 渦 流 式 珩 磨 :擠 壓 珩 磨噴 射 珩 磨 將 一 定 粒 度 的 磨 粒 或 微 粉 與 結(jié) 合 劑 粘 結(jié) 在 一 起 ，形 成 一 定 形 狀 并 具 有 一 定 強(qiáng) 度 ， 再 采 用 燒 結(jié) 、 粘 結(jié) 、涂 敷 等 方 法 即 形 成 砂 輪 、 砂 條 、 油 石 、 砂 帶 等 磨 具 。 其 中 用 燒 結(jié) 方 法 形 成 砂 輪 、 砂 條 、 油 石 等 稱

5、 為固 結(jié) 磨 具 ； 用 涂 敷 方 法 形 成 砂 帶 稱 為 涂 覆 磨 具 或 涂敷 磨 具 。 精 密 砂 輪 磨 削 是 利 用 精 細(xì) 修 整 的 粒 度 為60#80#的 砂 輪 進(jìn) 行 磨 削 ， 其 加 工 精 度 可 達(dá) 10.1m， 表 面 粗 糙 度 值 Ra可 達(dá) 0.2 0.25m。 注 : 60#粒 度 .指 每 英 寸 長 度 上 60個(gè) 孔 眼 . 具 體 查 閱 粒 度 號(hào) 及 公 稱 尺 寸 和 適 用 范 圍 GB2477 標(biāo) 準(zhǔn) 中 有 4#270#， 共 27級(jí) 。 超 精 密 砂 輪 磨 削 是 利 用 經(jīng) 過 精 細(xì) 修 整 的 粒 度 為W4

6、0 W5的 砂 輪 進(jìn) 行 磨 削 ， 可 以 獲 得 加 工 精 度 為0.1m， 表 面 粗 糙 度 值 為 RaO.025 0.008m的 加工 表 面 。 又 分 為 天 然 和 人 造 兩 大 類 。 天 然 金 剛 石 有 透 明 、 半 透 明 和 不 透 明 ， 以 透 明的 為 最 貴 重 。 顏 色 上 有 無 色 、 淺 綠 、 淺 黃 、 褐 色 等， 以 褐 色 硬 度 最 高 ， 無 色 次 之 。 人 造 金 剛 石 分 單 晶 體 和 聚 晶 燒 結(jié) 體 兩 種 ， 前 者多 用 來 做 磨 料 磨 具 ， 后 者 多 用 來 做 刀 具 。 剛 玉 （ 氧 化

7、 鋁 ） 系 、 碳 化 物 系 、 超 硬 磨 料 （ 金剛 石 、 立 方 氮 化 硼 以 及 以 它 們 為 主 要 成 分 的 復(fù) 合 材料 ） .精 密 和 超 精 密 磨 削 大 量 采 用 超 硬 磨 料 。 金 剛 石 特 點(diǎn) ： a、 硬 度 最 高 ; b、 有 較 高 的 耐 磨 性 和 有 很 高 的 彈 性 模 量 ; c、 有 較 大 的 熱 容 量 和 良 好 的 熱 導(dǎo) 性 ， 線 膨 脹 系 數(shù)小 ， 熔 點(diǎn) 高 ; d、 700 時(shí) 易 與 鐵 族 金 屬 產(chǎn) 生 化 學(xué) 作 用 而 形 成 碳化 物 ， 造 成 化 學(xué) 磨 損 ， 故 一 般 不 適 宜

8、磨 削 鋼鐵 材 料 . 立 方 氮 化 硼 特 點(diǎn) ： a、 硬 度 略 低 于 金 剛 石 ; b、 耐 熱 性 比 金 剛 石 高 ; c、 有 良 好 的 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 ， 與 碳 在 2000 時(shí) 才 起反 應(yīng) ， 故 適 用 于 磨 削 鋼 鐵 材 料 ; d、 在 高 溫 下 易 與 水 產(chǎn) 生 反 應(yīng) ， 一 般 多 用 于 干 磨 。 a 可 用 來 加 工 各 種 高 硬 度 、 高 脆 性 金 屬 和 非 金 屬材 料 。b 磨 削 能 力 強(qiáng) 、 耐 磨 性 好 、 耐 用 度 高 ， 可 較 長 時(shí)間 保 持 切 削 性 ， 修 整 次 數(shù) 少 ， 易 于 保

9、持 粒 度 ；易 于 控 制 加 工 尺 寸 及 實(shí) 現(xiàn) 加 工 自 動(dòng) 化 。c 磨 削 力 小 、 磨 削 溫 度 低 ， 從 而 可 減 少 內(nèi) 應(yīng) 力 、裂 紋 、 燒 傷 等 缺 陷 ， 加 工 表 面 質(zhì) 量 好 。d 磨 削 效 率 高 。e 加 工 綜 合 成 本 低 。用 超 硬 材 料 磨 削 陶 瓷 、 光 學(xué) 玻 璃 、 寶 石 、 硬 質(zhì) 合金 以 及 高 硬 度 合 金 鋼 、 耐 熱 鋼 、 不 銹 鋼 等 材 料。 粒 度 的 選 擇 應(yīng) 根 據(jù) 加 工 要 求 、 被 加 工 材 料 、 磨料 材 料 等 來 決 定 。 其 中 影 響 很 大 的 是 被 加

10、 工 件 的 表面 粗 糙 度 值 、 被 加 工 材 料 和 生 產(chǎn) 率 。 一 般 多 選 用180# 240#的 普 通 磨 料 、 (170 200) (325 400)超 硬 磨 料 的 磨 粒 和 各 種 粒 度 的 微 粉 。 粒 度 號(hào) 越 大 加 工 表 面 粗 糙 度 值 越 小 ， 但 生 產(chǎn) 率相 對(duì) 也 越 低 。 砂 輪 粒 度 的 選 擇 和 適 用 范 圍 ： 12-16#： 用 于 粗 磨 、 荒 磨 和 打 磨 毛 刺 的 砂 輪 磨 具 。 20-36#： 用 于 磨 鋼 錠 ， 打 磨 鑄 件 毛 刺 ， 切 斷 鋼 坯 ，磨 電 瓷 和 耐 火 材 料

11、 的 砂 輪 磨 具 。 40-60#： 用 于 內(nèi) 圓 磨 、 外 圓 磨 、 平 面 磨 、 無 心 磨 、工 具 磨 等 的 砂 輪 磨 具 。 60-80#： 用 于 內(nèi) 圓 磨 、 外 圓 磨 、 平 面 磨 、 無 心 磨 、工 具 磨 等 半 精 磨 和 精 磨 的 砂 輪 磨 具 。 100-240#： 用 于 精 磨 、 超 精 磨 、 珩 磨 、 螺 紋 磨 等 。 W10-20： 用 于 精 磨 、 精 細(xì) 磨 、 超 精 磨 、 鏡 面 磨 等 。 W7-更 細(xì) ： 用 于 精 磨 、 超 精 磨 、 鏡 面 磨 等 ， 制 作 研磨 膏 用 于 研 磨 和 拋 光 。

12、 結(jié) 合 劑 （ 也 叫 膠 ） 的 作 用 是 將 磨 料 粘 合 在 一 起 ，形 成 一 定 的 形 狀 并 有 一 定 的 強(qiáng) 度 。 常 用 的 結(jié) 合 劑 有 樹 脂 結(jié) 合 劑 、 陶 瓷 結(jié) 合 劑 和 金屬 結(jié) 合 劑 等 。 結(jié) 合 劑 會(huì) 影 響 砂 輪 的 結(jié) 合 強(qiáng) 度 、 自 銳 性 、 化 學(xué)穩(wěn) 定 性 、 修 整 方 法 等 。 q組 織 和 濃 度 及 其 選 擇 普 通 磨 具 中 磨 料 的 含 量 用 組 織 表 示 ， 它 反 映 了磨 料 、 結(jié) 合 劑 和 氣 孔 三 者 之 間 體 積 的 比 例 關(guān) 系 。 超 硬 磨 具 中 磨 料 的 含

13、量 用 濃 度 表 示 ， 它 是 指 磨料 層 中 每 1cm3體 積 中 所 含 超 硬 磨 料 的 重 量 。 濃度 越 高 ， 其 含 量 越 高 。 濃 度 值 與 磨 料 含 量 的 關(guān) 系如 表 2.1所 示 。 選 擇 時(shí) 應(yīng) 綜 合 考 慮 磨 料 材 料 、 粒 度 、 結(jié) 合 劑 、 磨削 方 式 、 質(zhì) 量 要 求 和 生 產(chǎn) 率 等 因 素 。 v選 擇 的 原 則 ：a.對(duì) 于 人 造 金 剛 石 磨 料 、 樹 脂 結(jié) 合 劑 磨 具 的 常 用 質(zhì) 量 濃 度 為 50 75%， 陶 瓷 結(jié) 合 劑 磨 具 的 質(zhì) 量 濃 度 為 75 100%， 青 銅結(jié) 合

14、 劑 磨 具 的 質(zhì) 量 濃 度 為 100% 150 。b.對(duì) 于 立 方 氮 化 硼 磨 料 ， 樹 脂 結(jié) 合 劑 磨 具 的 常 用 質(zhì) 量 濃 度 為100%， 陶 瓷 結(jié) 合 劑 磨 具 的 質(zhì) 量 濃 度 為 100 150 ， 一 般都 比 人 造 金 剛 石 磨 具 的 質(zhì) 量 濃 度 高 一 些 。v總 則 ： 成 形 磨 削 、 溝 槽 磨 削 、 寬 接 觸 面 平 面 磨 削 選用 高 質(zhì) 量 濃 度 ； 半 精 磨 選 用 細(xì) 粒 度 、 中 質(zhì) 量 濃 度 ； 高精 度 、 小 表 面 粗 糙 度 值 的 精 密 磨 削 和 超 精 密 磨 削 選 用細(xì) 粒 度

15、， 低 質(zhì) 量 濃 度 。 q硬 度 普 通 磨 具 的 硬 度 是 指 磨 粒 在 外 力 作 用 下 ， 磨 粒自 表 面 脫 落 的 難 易 程 度 。 磨 具 硬 度 低 表 示 磨 粒 容易 脫 落 。 超 硬 磨 具 中 ， 由 于 超 硬 磨 料 耐 磨 性 高 ， 又 比 較昂 貴 ， 硬 度 一 般 較 高 ， 在 其 標(biāo) 志 中 無 硬 度 項(xiàng) 。 q磨 具 的 強(qiáng) 度 磨 具 的 強(qiáng) 度 是 指 磨 具 在 高 速 回 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 抵 抗因 離 心 力 的 作 用 而 自 身 破 碎 的 能 力 ， 對(duì) 各 類 磨具 都 有 最 高 工 作 線 速 度 的 規(guī) 定 。 q

16、磨 具 的 形 狀 和 尺 寸 及 其 基 體 材 料 根 據(jù) 機(jī) 床 規(guī) 格 和 加 工 情 況 選 擇 磨 具 的 形 狀 和 尺 寸 。 超 硬磨 具 一 般 由 磨 料 層 、 過 渡 層 和 基 體 三 個(gè) 部 分 組 成 。 超 硬 磨 具結(jié) 構(gòu) 中 ， 有 些 廠 家 把 磨 料 層 直 接 固 定 在 基 體 上 ， 取 消 了 過 渡層 。 圖 2.1 超 硬 磨 具 結(jié) 構(gòu) 基 體 的 材 料 與 結(jié) 合 劑 有 關(guān) ，金 屬 結(jié) 合 劑 磨 具 大 多 采 用 鐵 或 銅合 金 ； 樹 脂 結(jié) 合 劑 磨 具 采 用 鋁 、鋁 合 金 或 電 木 ； 陶 瓷 結(jié) 合 劑

17、磨 具多 采 用 陶 瓷 。 涂 覆 磨 具 是 將 磨 料 用 粘 結(jié) 劑 均 勻 地 涂 覆 在 紙 、 布或 其 它 復(fù) 合 材 料 基 底 上 的 磨 具 ， 又 稱 涂 敷 磨 具 。 常 用 的 涂 覆 磨 具 有 砂 紙 、 砂 布 、 砂 帶 、 砂 盤 和 砂布 套 等 。 圖 2.2涂 覆 磨 具 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 q涂 覆 磨 具 分 類 涂 覆 磨 具 產(chǎn) 品 有 干 磨 砂 布 、 干 磨 砂 紙 、 耐 水 砂 布 、 耐 水砂 紙 、 環(huán) 狀 砂 帶 (有 接 頭 、 無 接 頭 )、 卷 狀 砂 帶 等 。 涂 覆 磨 具 形 狀基 底 材 料工 作 條 件

18、頁 狀 （ Y）卷 狀 （ J）環(huán) 狀帶 狀 （ D）盤 狀 （ P）紙 （ Z）棉 布 （ B）化 纖 布塑 料 膜復(fù) 合干 磨 （ G）耐 水 （ N） q磨 料 及 粒 度 常 用 的 涂 覆 磨 料 有 棕 剛 玉 、 白 剛 玉 、 鉻 剛 玉 、 鋯剛 玉 、 黑 色 碳 化 硅 、 綠 色 碳 化 硅 、 氧 化 鐵 、 人 造金 剛 石 等 。 涂 覆 磨 料 的 粒 度 與 普 通 磨 料 粒 度 近 似 ， 但 無 論 是磨 粒 還 是 微 粉 ， 一 律 用 冠 以 P字 的 粒 度 號(hào) 表 示 ，如 涂 覆 磨 料 粒 度 號(hào) P240與 普 通 磨 料 粒 度 號(hào) 2

19、40一樣 ， 而 P320相 當(dāng) 于 W50， P1000相 當(dāng) 于 W20。 q粘 結(jié) 劑 粘 結(jié) 劑 又 稱 為 膠 ， 其 作 用 是 將 砂 粒 牢 固 地 粘 結(jié) 在 基底 上 。 粘 結(jié) 劑 是 影 響 涂 覆 磨 具 的 性 能 和 質(zhì) 量 的 重 要因 素 。根 據(jù) 涂 覆 磨 具 基 底 材 料 、 工 作 條 件 和 用 途 等 不 同 ，粘 結(jié) 劑 又 可 分 為 粘 結(jié) 膜 、 底 膠 和 覆 膠 。當(dāng) 基 底 材 料 為 聚 酯 、 硫 化 纖 維 時(shí) ， 為 了 使 底 膠 能 與基 底 牢 固 粘 結(jié) ， 要 在 聚 酯 膜 、 硫 化 纖 維 布 上 預(yù) 先 涂

20、上 一 層 粘 結(jié) 膜 ， 而 對(duì) 于 基 底 材 料 為 紙 、 布 等 則 不 必預(yù) 涂 粘 結(jié) 膜 。 有 些 涂 覆 磨 具 采 用 底 膠 和 覆 膠 的 雙 層 粘 結(jié) 劑 結(jié) 構(gòu) ，一 般 取 粘 結(jié) 性 能 較 好 的 底 膠 和 耐 熱 、 耐 濕 、 富 有彈 性 的 覆 膠 ， 使 涂 覆 磨 具 性 能 更 好 。 大 多 數(shù) 涂 覆磨 具 都 是 單 層 膠 。 粘 結(jié) 劑 的 種 類 如 下 ： u動(dòng) 物 膠 主 要 有 皮 膠 、 明 膠 、 骨 膠 等 。 粘 結(jié) 性 能 好 ， 價(jià)格 便 宜 ， 但 溶 于 水 易 受 潮 ， 穩(wěn) 定 性 受 環(huán) 境 影 響

21、。 用 于 輕切 削 的 干 磨 和 油 磨 。u樹 脂 主 要 有 醇 酸 樹 脂 、 胺 基 樹 脂 、 尿 醛 樹 脂 、 酚 醛 樹脂 等 ， 樹 脂 粘 結(jié) 性 能 好 ， 耐 熱 、 耐 水 或 耐 濕 ， 有 彈 性 ，有 些 樹 脂 成 本 較 高 ， 且 易 溶 于 有 機(jī) 溶 液 。 用 于 難 磨 削 材料 或 復(fù) 雜 形 面 的 磨 削 和 拋 光 。u高 分 子 化 合 物 如 聚 醋 酸 乙 烯 脂 等 ， 粘 結(jié) 性 能 好 ， 耐 濕有 彈 性 ， 用 于 精 密 磨 削 ， 但 成 本 較 高 。 u 超 涂 層 粘 結(jié) 劑 特 殊 性 能 的 在 覆 膠 層

22、 上 再 敷 一 層 超 涂層 粘 結(jié) 劑 ,如 : )抗 靜 電 超 涂 層 粘 結(jié) 劑 ， 可 避 免 砂 帶 背 面 與 支 承 物 之 間產(chǎn) 生 靜 電 而 附 著 切 屑 粉 塵 ； )抗 堵 塞 超 涂 層 粘 結(jié) 劑 是 一 種 以 金 屬 皂 為 主 的 樹 脂 ， 可避 免 砂 帶 表 面 堵 塞 ； )抗 氧 化 分 解 超 涂 層 粘 結(jié) 劑 ， 由 高 分 子 材 料 和 抗 氧 化 分解 活 性 材 料 所 組 成 ， 加 工 中 有 冷 卻 作 用 ， 可 提 高 砂 帶耐 用 度 和 工 件 表 面 質(zhì) 量 。 q涂 覆 方 法 不 同 品 種 的 涂 覆 磨 具

23、 可 采 用 不 同 的 涂 覆 方 法 ， 以 滿 足 使 用 要求 。 當(dāng) 前 ， 涂 覆 磨 具 的 制 造 方 法 有 重 力 落 砂 法 、 涂 敷 法 和靜 電 植 砂 法 等 。a 重 力 落 砂 法 先 將 粘 結(jié) 劑 均 勻 涂 敷 在 基 底 上 ， 再 靠 重 力 將砂 粒 均 勻 地 噴 灑 在 涂 層 上 ， 經(jīng) 烘 干 去 除 浮 面 砂 粒 后 即 成 卷狀 砂 帶 ， 裁 剪 后 可 制 成 涂 覆 磨 具 產(chǎn) 品 ， 整 個(gè) 過 程 自 動(dòng) 進(jìn) 行 。一 般 的 砂 紙 、 砂 布 均 用 此 法 ， 制 造 成 本 較 低 。 b 涂 敷 法 先 將 砂 粒

24、 和 粘 結(jié) 劑 進(jìn) 行 充 分 均 勻 的 混 合 ， 然 后利 用 膠 輥 將 砂 粒 和 粘 結(jié) 劑 混 合 物 均 勻 地 涂 敷 在 基 底 上 。v 粘 結(jié) 劑 和 砂 粒 的 混 合 多 用 球 磨 機(jī) ， 而 涂 敷 多 用 涂 敷 機(jī) ，一 般 塑 料 膜 材 料 的 基 底 砂 帶 都 用 這 種 方 法 。v 簡 單 的 涂 敷 方 法 可 用 噴 頭 將 砂 粒 和 粘 結(jié) 劑 的 混 合 物 均 勻地 噴 灑 在 基 底 上 ， 多 用 于 小 量 生 產(chǎn) 紙 質(zhì) 材 料 基 底 的 砂 帶 。v 精 密 和 超 精 密 加 工 中 所 用 的 涂 覆 磨 具 多 用

25、 涂 敷 法 制 作 。 c、 靜 電 植 砂 法 其 原 理 是 利 用 靜 電 作 用 將 砂 粒 吸 附 在 已 涂 膠的 基 底 上 ， 這 種 方 法 由 于 靜 電 作 用 ， 使 砂 粒 尖 端 朝 上 ， 因此 砂 帶 切 削 性 強(qiáng) ， 等 高 性 好 ， 加 工 質(zhì) 量 好 而 受 到 廣 泛 采 用 。 在 加 工 時(shí) ， 磨 粒 或 微 粉 不 是 固 結(jié) 在 一 起 ， 而是 成 游 離 狀 態(tài) ， 其 傳 統(tǒng) 加 工 方 法 是 研 磨 和 拋 光 。近 年 來 ， 在 這 些 傳 統(tǒng) 加 工 工 藝 基 礎(chǔ) 上 又 出 現(xiàn) 了許 多 新 的 游 離 加 工 方 法

26、 。 如 ： 磁 性 研 磨 、 擠 壓研 磨 、 噴 射 加 工 等 特 種 加 工 方 法 。利 用 磁 場 跳 躍 的 力 量 傳 導(dǎo) 至 不 銹 鋼 針 、 磨 針 、 磨材 ； 產(chǎn) 生 夾 帶 工 件 高 頻 率 旋 轉(zhuǎn) 流 動(dòng) 、 振 動(dòng) 、 換 向翻 滾 ， 劃 過 工 件 表 面 ， 工 件 內(nèi) 孔 ， 內(nèi) 外 牙 及 表 面 、凹 凸 面 摩 擦 ， 達(dá) 到 清 洗 、 去 油 垢 雜 質(zhì) ， 去 除 毛 刺 、研 磨 等 精 密 拋 光 效 果一 定 壓 力 （ 2 13兆 帕 ） 的 氣 體 （ 空 氣 、 氮 或 二 氧 化 碳 ）和 磨 料 粉 末 （ 直 徑 10

27、50微 米 ） 混 合 后 從 直 徑 為 0.1 1.2毫 米 的 噴 嘴 小 孔 中 高 速 噴 出 ， 利 用 磨 料 的 沖 擊 破 壞 作 用 去除 工 件 上 的 材 料 。 一 般 使 用 Link title剛 玉 或 碳 化 硅 磨 料 ，有 時(shí) 還 使 用 玻 璃 小 珠 （ 用 于 表 面 拋 光 ） 和 碳 酸 氫 鈉 （ 用 于表 面 清 理 ） 。 精 密 磨 削 是 指 加 工 精 度 為 l 0.1um、 表 面 粗 糙度 值 Ra達(dá) 到 0.2 0.025um的 磨 削 加 工 方 法 。 又 稱低 粗 糙 度 值 磨 削 。 它 是 用 微 小 的 多 刃

28、刀 具 削 除 細(xì) 微 切 屑 的 一 種 加工 方 法 。 砂 輪 中 的 磨 料 磨 粒 是 不 規(guī) 則 的 菱 形 多 面 體 ， 頂 錐 角 在80 145 范 圍 內(nèi) ， 但 大 多 數(shù) 為 90 120 。 如 圖 所示 。 磨 削 時(shí) 磨 粒 基 本 上 都 以 很 大 的 負(fù) 前 角 進(jìn) 行 切 削 。 一般 磨 粒 切 削 刃 都 有 一 定 大 小 的 圓 弧 ， 其 刃 口 圓 弧 半 徑 rn在 幾 微 米 到 幾 十 微 米 之 間 。 磨 粒 磨 損 后 其 負(fù) 前 角 和 圓 弧半 徑 rn都 將 增 大 。 四 種 切 削 形 態(tài) 一 般 磨 削 時(shí) 只 有 1

29、0 的 磨 粒 參 加 切 削 ， 切 削 深 度 分布 在 某 一 范 圍 內(nèi) ， 使 各 個(gè) 磨 粒 承 受 的 壓 力 不 同 ， 磨 粒表 現(xiàn) 出 四 種 切 削 形 態(tài) 。 一 是 帶 而 過 的 摩 擦 ， 工 作 表 面 僅 留 下 一 條 痕 跡 ； 二 是 發(fā) 生 塑 性 變 形 ， 擦 出 一 條 兩 邊 隆 起 的 溝 紋 ； 三 是 犁 出 一 條 溝 ， 兩 邊 翻 出 飛 邊 ； 四 是 切 下 切 屑 ， 其 形 狀 隨 磨 粒 切 削 刃 形 狀 、 工 件材 料 、 切 削 深 度 、 切 削 速 度 而 變 化 。 u磨 粒 的 微 刃 性 在 精 密 磨

30、削 中 ， 通 過 較 小 的 修 整 導(dǎo) 程 和 修 整 深度 來 精 細(xì) 地 修 整 砂 輪 ， 磨 粒 產(chǎn) 生 微 細(xì) 的 破 碎 ， 而 且形 成 細(xì) 而 多 的 切 削 刃 ， 使 磨 粒 具 有 較 好 的 微 刃 性 。這 種 砂 輪 磨 削 時(shí) ， 同 時(shí) 參 加 切 削 的 刃 口 增 多 ， 深 度減 小 ， 微 刃 的 微 切 削 作 用 形 成 了 小 粗 糙 度 值 的 表 面 。 u磨 粒 的 等 高 性 微 刃 是 由 砂 輪 的 精 細(xì) 修 整 形 成 的 ， 分 布 在 砂 輪 表 層 的 同一 深 度 上 的 微 刃 數(shù) 量 多 ， 細(xì) 而 多 的 切 削

31、刃 具 有 平 坦 的 表 面 ，等 高 性 好 。 由 于 加 工 表 面 的 殘 留 高 度 極 小 ， 因 而 形 成 了 小 的表 面 粗 糙 度 值 。 u微 刃 的 滑 擦 、 擠 壓 、 拋 光 作 用 砂 輪 修 整 后 出 現(xiàn) 的 微 刃 切 削 開 始 比 較 銳 利 ， 切 削 作 用強(qiáng) ， 隨 著 磨 削 時(shí) 間 的 增 加 微 刃 逐 漸 鈍 化 ， 同 時(shí) 等 高 性 得 到改 善 。 這 時(shí) 切 削 作 用 減 弱 ， 滑 擦 、 擠 壓 、 拋 光 作 用 增 強(qiáng) 。磨 削 區(qū) 的 高 溫 使 金 屬 軟 化 ， 鈍 化 微 刃 的 滑 擦 和 擠 壓 將 工

32、件表 面 凸 峰 碾 平 ， 降 低 了 表 面 粗 糙 度 值 。 在 同 樣 的 磨 削 壓 力下 ， 單 個(gè) 微 刃 受 的 比 壓 小 ， 刻 劃 深 度 小 。 圖 中 ： -切 削 深 度 ； -位 移 量 ； y -工 件 半 徑 的 減 小 量 ，u彈 性 變 形 的 作 用 l 把 磨 床 和 工 件 當(dāng) 作 一 個(gè) “ 彈 性 系 統(tǒng) ” 來 分 析 。 u彈 性 變 形 的 作 用 在 磨 削 加 工 中 ， 砂 輪 的 切 削 深 度 雖 只 1 20um， 但 由 于單 位 磨 削 力 比 較 大 ， 所 以 總 磨 削 力 是 很 大 的 。 與 通 常 的 切 削

33、 加 工 不 同 的 是 ， 由 于 法 向 分 力 是 切 向 分 力的 兩 倍 以 上 ， 由 此 而 產(chǎn) 生 的 彈 性 變 形 所 引 起 的 砂 輪 的 切 削 深度 的 變 化 量 ， 對(duì) 于 原 有 的 微 小 的 切 削 深 度 來 說 是 不 能 忽 視 的 。采 用 無 火 花 磨 削 所 磨 削 的 就 是 該 彈 性 變 形 的 恢 復(fù) 部 分 。 由 于 受 切 削 力 的 影 響 ， 如 果 增 多 行 程 次 數(shù) 使 砂輪 架 不 再 進(jìn) 給 ， 砂 輪 和 砂 輪 架 的 切 削 深 度 就 會(huì) 趨 于一 致 ， 又 由 于 加 工 中 存 在 著 誤 差 復(fù)

34、映 規(guī) 律 ， 說 明 除非 反 復(fù) 地 進(jìn) 行 無 火 花 磨 削 ， 否 則 砂 輪 架 具 有 正 確 的進(jìn) 給 深 度 也 不 能 加 工 出 所 期 望 的 工 件 尺 寸 。u彈 性 變 形 的 作 用 l 當(dāng) 進(jìn) 行 無 火 花 磨 削 ， 而 且 磨 粒 切 深 又 很 微 小 時(shí) ， 在 切 削刃 磨 削 點(diǎn) 上 由 于 受 工 件 材 料 的 彈 性 變 形 和 粘 結(jié) 磨 粒 的 粘結(jié) 劑 的 彈 性 變 形 的 影 響 ， 會(huì) 產(chǎn) 生 磨 粒 切 削 刃 在 加 工 面 上滑 移 的 現(xiàn) 象 ， 并 在 彈 塑 性 的 接 觸 狀 態(tài) 下 與 加 工 面 發(fā) 生 摩擦

35、作 用 ， 其 切 削 量 是 極 微 小 的 ， 這 將 有 利 于 鏡 面 的 形 成 。u彈 性 變 形 的 作 用 縱 磨 法 磨 外 圓 周 邊 磨 削 平 面 磨削的主運(yùn)動(dòng)磨削加工類型與運(yùn)動(dòng) 工件的切向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)VW m / s 或 m/min磨削加工類型與運(yùn)動(dòng) 工件軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)fa mm/ r 或 mm/st磨削加工類型與運(yùn)動(dòng) 徑向進(jìn)給量fr mm磨削加工類型與運(yùn)動(dòng) 1、外圓磨削 主 運(yùn) 動(dòng) 砂 輪 旋 轉(zhuǎn) 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 工 件 旋 轉(zhuǎn) 、 移 動(dòng) 吃 刀 運(yùn) 動(dòng) 砂 輪 、 工 件 的 相 對(duì) 徑 向 移 動(dòng)工 藝 范 圍 ： 圓 柱 面 、 圓 錐 面 、 軸 肩 端 面 、

36、 球 面 、 特 殊 形 狀 回 轉(zhuǎn) 面磨外圓視頻磨削加工類型與運(yùn)動(dòng) 1、外圓磨削外 圓 磨 削 按 不 同 的 進(jìn) 給 方 向 分 為 縱 磨 法 和 橫 磨 法 ?？v 磨 法 ： 磨 外 圓 時(shí) ， 工 件 同 時(shí) 作 圓 周 進(jìn) 給 和 沿 軸 向 作 縱 向 進(jìn) 給 ，每 單 行 程 或 往 復(fù) 行 程 終 了 ， 砂 輪 作 周 期 的 橫 向 進(jìn) 給 。（ 磨 削 力 小 ， 散 熱 條 件 好 ， 運(yùn) 用 廣 泛 ）橫 磨 法 ： 磨 外 圓 時(shí) ， 工 件 不 作 縱 向 進(jìn) 給 ， 砂 輪 以 緩 慢 的 速 度 連續(xù) 或 斷 續(xù) 地 沿 工 件 徑 向 作 橫 向 進(jìn) 給

37、。磨削加工類型與運(yùn)動(dòng) 磨削加工類型與運(yùn)動(dòng) 2、內(nèi)圓磨削 主 運(yùn) 動(dòng) 砂 輪 旋 轉(zhuǎn) 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 工 件 旋 轉(zhuǎn) 作 圓 周 進(jìn) 給 ， 工 件 或 砂 輪 縱 向 往 復(fù) 移 動(dòng) 和 橫 向 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 。工 藝 范 圍 ： 通 孔 、 盲 孔 、 孔 口 端 面磨內(nèi)孔視頻http:/ 內(nèi) 圓 磨 削 特 點(diǎn) ：1、 砂 輪 直 徑 小 ， 容 易 磨 鈍 ， 需 經(jīng) 常 修 整 和 更 換 。2、 為 保 證 磨 削 速 度 ， 砂 輪 轉(zhuǎn) 速 要 求 高 。3、 砂 輪 軸 細(xì) 小 ， 懸 伸 長 度 大 ， 剛 性 差 ， 磨 削 時(shí) 易彎 曲 和 振 動(dòng) ， 加 工 精 度 和

38、 表 面 粗 糙 度 難 于 控 制 。2、內(nèi)圓磨削磨削加工類型與運(yùn)動(dòng) 3、 無 心 磨 削 無 心 磨 削 是 工 件 不 定 中 心 的 磨 削 ， 有 無 心 外 圓 磨 削 和 無心 內(nèi) 圓 磨 削 兩 種 。工 作 原 理 工 件 放 在 砂 輪 和 導(dǎo) 輪 之 間 ， 以 被 磨 削 表 面 為 基 準(zhǔn) ， 支 承在 托 板 上 。 砂 輪 通 過 摩 擦 力 帶 動(dòng) 工 件 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 導(dǎo) 輪 靠 摩 擦 力 旋轉(zhuǎn) ， 砂 輪 與 工 件 間 有 很 大 的 速 度 差 而 產(chǎn) 生 磨 削 作 用 。 工 件 中心 須 高 出 砂 輪 與 導(dǎo) 輪 中 心 連 線 ， 這 樣 工

39、件 與 砂 輪 和 導(dǎo) 輪 的 接觸 點(diǎn) 不 對(duì) 稱 ， 從 而 使 工 件 上 的 凸 點(diǎn) 在 多 次 轉(zhuǎn) 動(dòng) 中 逐 漸 磨 圓 。磨削加工類型與運(yùn)動(dòng) 無 心 外 圓 磨 削1、 砂 輪 ； 2、 托 板 ； 3、 導(dǎo) 輪 ； 4、 工 件 ； 5、 擋 塊3、 無 心 磨 削磨削加工類型與運(yùn)動(dòng) 磨削加工類型與運(yùn)動(dòng)周 邊 磨 削 ： 砂 輪 周 邊 為 磨 削 工 作 面 ，接 觸 面 小 ， 發(fā) 熱 小 ， 排 屑 及冷 卻 條 件 好 ， 工 件 受 熱 變 形小 ， 砂 輪 磨 損 均 勻 ， 加 工 精度 高 ， 生 產(chǎn) 效 率 低 。端 面 磨 削 ： 砂 輪 端 面 為 磨 削

40、 工 作 面 ，接 觸 面 大 ， 發(fā) 熱 多 ， 排 屑 及冷 卻 條 件 差 ， 工 件 受 熱 變 形大 ， 砂 輪 磨 損 不 均 勻 ， 加 工精 度 差 ， 生 產(chǎn) 效 率 高 。4、平面磨削 “負(fù) 前 角 切 削 ” ， 總 的 磨 削 力 相 當(dāng) 大 。 總 磨 削 力 可 分 解 為三 個(gè) 分 力 ： Fz-主 磨 削 力 (切 向 磨 削 力 )； Fy-切 深 力(徑 向 磨 削 力 )； Fx-進(jìn) 給 力 (軸 向 磨 削 力 ） 。 幾 種 不 同 類型 磨 削 加 工 的 三 向 分 力 如 圖 所 示 。 u磨 削 力 的 主 要 特 征 a 單 位 磨 削 力

41、很 大 。 由 于 磨 粒 幾 何 形 狀 的 隨 機(jī) 性 和 參 數(shù) 不 合 理 ， 磨 削 時(shí) 的 單位 磨 削 力 P值 很 大 ， 可 達(dá) 70000N mm2以 上 。b、 三 向 分 力 中 切 深 力 Fy值 最 大 。 在 正 常 磨 削 條 件 下 ， Fy Fz約 為 2.0 2.5。 由 于 Fy對(duì) 砂輪 軸 、 工 件 的 變 形 與 振 動(dòng) 有 關(guān) ， 直 接 影 響 加 工 精 度 與 表 面質(zhì) 量 ， 故 該 力 是 十 分 重 要 的 。 u影 響 磨 削 力 的 因 素 a、 砂 輪 速 度 v 當(dāng) v時(shí) ， 參 加 切 削 的 磨 粒 數(shù) 量 ， 每 個(gè) 磨

42、 粒 的 切削 厚 度 ， 磨 削 力 。b、 工 件 速 度 vw 當(dāng) vw和 fa時(shí) 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 磨 去 的 金 屬 量 ， 每個(gè) 磨 粒 的 切 削 厚 度 ， 磨 削 力 。c、 徑 向 進(jìn) 給 量 fy 當(dāng) fy時(shí) ， 每 個(gè) 磨 粒 的 切 削 厚 度 ， 砂 輪 與 工件 的 磨 削 接 觸 弧 長 ， 同 時(shí) 參 加 磨 削 的 磨 粒 數(shù) ， 磨 削 力 。 u影 響 磨 削 力 的 因 素 d、 砂 輪 的 磨 損 會(huì) 使 磨 削 力 增 大 。 因 此 磨 削 力 的 大 小 在 一 定 程 度 上 可 以 反 映 砂 輪 上 磨 粒的 磨 損 程 度 。 如 果

43、 磨 粒 的 磨 損 用 磨 削 時(shí) 工 作 臺(tái) 的 行 程 次 數(shù)(反 映 了 砂 輪 工 作 時(shí) 間 的 長 短 )間 接 地 表 示 ， 則 隨 著 行 程 次數(shù) 的 增 大 ， 徑 向 磨 削 力 Fy和 切 向 磨 削 力 Fz都 將 增 大 ， 但 Fy增 大 的 速 率 遠(yuǎn) 比 Fz為 快 。 將 砂 輪 看 成 是 一 把 多 齒 銑 刀 ， 以 平 面 磨 削 為 例 。如 圖 ， 當(dāng) 砂 輪 上 A點(diǎn) 轉(zhuǎn) 到 B點(diǎn) 時(shí) ， 工 件 上 C點(diǎn) 就 移 動(dòng) 到 B點(diǎn) ， 這 時(shí)ABC這 層 材 料 就 被 磨 掉 了 。 此 時(shí) 磨 去 的 最 大 厚 度 為 BD， 參 加

44、切削 的 磨 粒 數(shù) 為 m(m為 砂 輪 每 亳 米 圓 周 上 的 磨 粒 數(shù) )。則 單 個(gè) 磨 粒 的 最 大 切 削 厚 度 為 ：AB max /( )cga BD AB m 在 直 角 BCD中 BD BCsin。 砂 輪 以 v運(yùn) 動(dòng) ， 當(dāng) 從 A點(diǎn) 轉(zhuǎn) 到 B點(diǎn) 時(shí) 所 需 時(shí) 間 為 tm， 在 同 樣 時(shí)間 內(nèi) 工 件 以 vw移 動(dòng) 了 BC， 則 ： / /m w mwAB v tBC v tBC AB v v max /( )cga BD AB m max / ( ) ( ( ) sincg wa BD AB m v v m 0 0 0 0cos / ( / 2

45、)/( / 2) ( 2 )/r rOE OB d f d d f d 2 2 20 0sin 1 cos 2 / /r rf d f d 而所 以 2 20/rf d 0sin 2 /rf d 忽 略 得 ：max 02 /wcg rva f dv m 于 是考 慮 砂 輪 寬 度 B和 軸 向 進(jìn) 給 量 fa， 則 ： max 02 /w acg rv fa f dv m B (fr-徑 向 進(jìn) 給 量 ) max / ( ) ( ( ) sincg wa BD AB m v v m 同 理 ， 外 圓 磨 削 時(shí) 單 粒 最 大 切 削 厚 度 為 ： max 02 ( / ) ( /

46、 )w acg r r wv fa f d f dv m B 上 述 公 式 是 在 假 定 磨 粒 均 勻 分 布 的 前 提 下 得 到 的 。 然 而 磨粒 在 砂 輪 表 面 上 的 分 布 極 不 規(guī) 則 ， 每 個(gè) 磨 粒 的 切 削 厚 度 相 差很 大 。 但 從 上 式 可 以 定 性 地 分 析 各 因 素 對(duì) 磨 粒 切 削 厚 度 的 影響 。 單 粒 切 削 厚 度 加 大 時(shí) ， 作 用 在 磨 粒 上 的 切 削 力 也 增 大 ， 同時(shí) 將 影 響 砂 輪 磨 損 、 磨 削 溫 度 及 表 面 質(zhì) 量 等 。 （ fr-徑 向 進(jìn) 給 量 )（ vw-工 件

47、速 度 )（ fa-軸 向 進(jìn) 給 量 )（ v-砂 輪 速 度 )（ dw-工 件 直 徑 ) u磨 削 溫 度 的 基 本 概 念 磨 削 溫 度 分 為 ： 砂 輪 磨 削 區(qū) 溫 度 A和 磨 粒 磨 削 點(diǎn) 溫 度 dot。 磨 粒 磨 削 點(diǎn) 溫 度 dot瞬 時(shí) 可 達(dá) 800 1200 C， 而 砂 輪 磨 削 區(qū) 溫 度 A只 有 幾 百 度 ， 磨 削 熱 工 件 溫 升 不 到 幾 十 度 。 磨 粒 磨 削 點(diǎn) 溫 度 dot不 但 影 響 加 工 表 面 質(zhì) 量 ， 而 且 與 磨 粒 的 磨 損 等 關(guān) 系 密 切 。 磨 削 區(qū) 溫 度 A與 磨 削 表 面 燒

48、傷 和 裂 紋 的 出 現(xiàn) 密 切 有 關(guān) 。 u影 響 磨 削 溫 度 的 主 要 因 素 a.砂 輪 速 度 v 砂 輪 速 度 增 大 ， 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 的 工 作 磨 粒 數(shù)將 增 多 ， 單 個(gè) 磨 粒 的 切 削 厚 度 變 小 ， 擠 壓 和 摩 擦 作 用 加劇 ， 滑 擦 熱 顯 著 增 多 。 此 外 還 會(huì) 使 磨 粒 在 工 件 表 面 的 滑擦 次 數(shù) 增 多 。 所 有 這 些 都 將 促 使 磨 削 溫 度 的 升 高 。 b.工 件 速 度 工 件 速 度 增 大 就 是 熱 源 移 動(dòng) 速 度 增 大 ， 工 件表 面 溫 度 可 能 有 所 降 低 ，

49、 但 不 明 顯 。 這 是 由 于 工 件 速 度增 大 后 ， 增 大 了 金 屬 切 除 量 ， 從 而 增 加 了 發(fā) 熱 量 ， 因 此 ，為 了 更 好 地 降 低 磨 削 溫 度 ， 應(yīng) 該 在 提 高 工 件 速 度 的 同 時(shí) ，適 當(dāng) 地 降 低 徑 向 進(jìn) 給 量 ， 使 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 的 金 屬 切 除 量 保持 為 常 值 或 略 有 增 加 。 c.徑 向 進(jìn) 給 量 徑 向 進(jìn) 給 量 的 增 大 ， 將 導(dǎo) 致 磨 削 過 程 中 磨削 變 形 力 和 摩 擦 力 的 增 大 ， 從 而 引 起 發(fā) 熱 量 的 增 多 和 磨削 溫 度 的 升 高 。 d

50、.工 件 材 料 金 屬 的 導(dǎo) 熱 性 越 差 ， 則 磨 削 區(qū) 的 溫 度 越 高 。對(duì) 鋼 來 說 ， 含 碳 量 高 則 導(dǎo) 熱 性 差 。 鉻 、 鎳 、 鋁 、 硅 、 錳等 元 素 的 加 入 會(huì) 使 導(dǎo) 熱 性 顯 著 變 差 。 合 金 的 金 相 組 織 不同 ， 導(dǎo) 熱 性 也 不 同 ， 按 奧 氏 體 、 淬 火 和 回 火 馬 氏 體 、 珠光 體 的 順 序 變 好 。 磨 削 沖 擊 韌 度 和 強(qiáng) 度 高 的 材 料 ， 磨 削區(qū) 溫 度 也 比 較 高 。 用 軟 砂 輪 磨 削 時(shí) 的 磨 削 溫 度 低 ； 反 之 則 磨 削 溫 度 高 。由 于 軟

51、 砂 輪 的 自 銳 性 好 ， 砂 輪 工 作 表 面 上 的 磨 粒 經(jīng) 常處 于 銳 利 狀 態(tài) ， 減 少 了 由 于 摩 擦 和 彈 性 、 塑 性 變 形 而消 耗 的 能 量 ， 所 以 磨 削 溫 度 較 低 。 砂 輪 的 粒 度 粗 時(shí) 磨 削 溫 度 低 ， 其 原 因 在 于 砂 輪 粒 度 粗則 砂 輪 工 作 表 面 上 單 位 面 積 的 磨 粒 數(shù) 少 ， 在 其 它 條 件均 相 同 的 情 況 下 與 細(xì) 粒 度 的 砂 輪 相 比 ， 與 工 件 接 觸 面的 有 效 面 積 較 小 ， 并 且 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 與 工 件 加 工 表 面 摩擦 的 磨

52、 粒 數(shù) 較 少 ， 有 助 于 磨 削 溫 度 的 降 低 。 e.砂 輪 硬 度 與 粒 度 磨 削 液 的 性 能 有 :潤 滑 性 能 、 冷 卻 性 能 、 清 洗 性能 ， 滲 透 性 、 防 銹 性 、 防 腐 性 、 消 泡 性 、 防 火性 、 切 削 性 和 擠 壓 性 等 。擠 壓 性 是 指 磨 削 液 與 金 屬 表 面 起 作 用 形 成 一 層牢 固 的 潤 滑 膜 ， 在 磨 削 區(qū) 域 的 高 壓 下 有 良 好 的潤 滑 和 抗 粘 著 性 能 。 u磨 削 液 的 冷 卻 作 用 磨 削 液 的 冷 卻 作 用 主 要 靠 熱 傳 導(dǎo) 帶 走 大 量 的

53、切 削 熱 ， 從而 降 低 磨 削 溫 度 提 高 砂 輪 的 耐 用 度 ， 減 少 工 件 的 熱 變 形 ， 提高 加 工 精 度 。 在 磨 削 速 度 高 、 工 件 材 料 導(dǎo) 熱 性 差 ， 熱 膨 脹 系數(shù) 較 大 的 情 況 下 ， 磨 削 熱 的 冷 卻 作 用 尤 顯 最 要 。 磨 削 液 的 冷 卻 性 能 取 決 于 它 的 導(dǎo) 熱 系 數(shù) 、 比 熱 容 、 汽 化熱 、 汽 化 速 度 、 流 量 、 流 速 等 。 水 溶 液 的 導(dǎo) 熱 系 數(shù) ， 比 熱 容 比 油 大 得 多 ， 故 水 溶 液 的 冷卻 性 能 要 比 油 類 好 。 乳 化 液 介

54、 于 兩 者 之 間 。 u磨 削 液 的 潤 滑 作 用 摩 擦 可 分 為 干 摩 擦 、 流 體 滑 潤 摩 擦 和 邊 界 潤 滑 摩 擦 三 類 。 如 不 用 磨 削 液 ， 則 形 成 工 件 與 砂 輪 接 觸 的 干 摩 擦 ， 此 時(shí) 的摩 擦 系 數(shù) 較 大 . 當(dāng) 加 磨 削 液 后 ， 切 屑 、 工 件 、 砂 輪 之 間 形 成 完 全 的 潤 滑 油膜 ， 砂 輪 與 工 件 直 接 接 觸 面 積 很 小 或 近 于 零 ， 則 成 為 流 體潤 滑 ， 流 體 潤 滑 時(shí) 摩 擦 系 數(shù) 很 小 。 但 在 很 多 情 況 下 ， 由 于 砂 輪 與 工 件

55、 界 面 承 受 壓 力 很 高 的載 荷 ， 溫 度 也 較 高 ， 流 體 油 膜 大 部 分 被 破 壞 ， 造 成 部 分金 屬 直 接 接 觸 ； 由 于 潤 滑 液 的 滲 透 和 吸 附 作 用 ， 潤 滑 液 的 吸 附 膜 起 到 降低 摩 擦 系 數(shù) 的 作 用 ， 這 種 狀 態(tài) 為 邊 界 潤 滑 摩 擦 。 邊 界 潤滑 時(shí) 的 摩 擦 系 數(shù) 大 于 流 體 潤 滑 ， 但 小 于 干 磨 削 。 金 屬 切削 中 的 潤 滑 大 都 屬 于 邊 界 潤 滑 狀 態(tài) 。 u磨 削 液 的 潤 滑 作 用 磨 削 液 的 潤 滑 性 能 與 它 的 滲 透 性 以 及

56、 形 成 吸 附 膜 的 牢 固程 度 有 關(guān) 。 在 磨 削 液 中 添 加 含 硫 、 氯 等 元 素 的 擠 壓 添 加劑 后 會(huì) 與 金 屬 表 面 起 化 學(xué) 反 應(yīng) 生 成 化 學(xué) 膜 。 它 可 以 在 高溫 下 (400 800 C)使 邊 界 潤 滑 層 保 持 較 好 的 潤 滑 性 能 。u磨 削 液 的 潤 滑 作 用 u磨 削 液 的 清 洗 作 用 磨 削 液 具 有 沖 刷 磨 削 中 產(chǎn) 生 的 磨 粉 的 作 用 。 起 到 防 止 劃傷 已 加 工 表 面 . 清 洗 性 能 的 好 壞 與 切 削 液 的 滲 透 性 、 流動(dòng) 性 和 使 用 的 壓 力

57、有 關(guān) 。 磨 削 液 應(yīng) 具 有 一 定 的 防 銹 作 用 ， 以 減 少 工 件 、 機(jī) 床 的 腐蝕 。 防 腐 作 用 的 好 壞 ， 取 決 于 切 削 液 本 身 的 性 能 和 加 入 的 防銹 添 加 劑 的 性 質(zhì) 。 為 了 改 善 磨 削 液 性 能 所 加 入 的 化 學(xué) 物 質(zhì) 稱 為 添加 劑 。主 要 有 油 性 添 加 劑 、 擠 壓 添 加 劑 、 表 面 活 性 劑等 油 性 添 加 劑 含 有 極 性 分 子 ， 能 與 金 屬 表 面 形 成牢 固 的 吸 附 膜 ， 主 要 起 潤 滑 作 用 。 但 這 種 吸 附膜 只 能 在 較 低 溫 度 下

58、 起 較 好 的 潤 滑 作 用 ， 故 多用 于 低 速 精 加 工 的 情 況 。油 性 添 加 劑 有 動(dòng) 植 物 油 (如 豆 油 、 菜 籽 油 、 豬 油等 )， 脂 肪 酸 、 胺 類 、 醇 類 及 脂 類 。 常 用 的 擠 壓 添 加 劑 是 含 硫 、 磷 、 氯 、 碘 等 的 有 機(jī) 化 合 物 。這 些 化 合 物 在 高 溫 下 與 金 屬 表 面 起 化 學(xué) 反 應(yīng) ， 形 成 化 學(xué) 潤 滑膜 。 它 的 物 理 吸 附 膜 能 耐 較 高 的 溫 度 。用 硫 可 直 接 配 制 成 硫 化 磨 削 油 ， 或 在 礦 物 油 中 加 入 含 硫 的添 加

59、劑 ， 如 硫 化 動(dòng) 植 物 油 、 硫 化 烯 烴 等 配 制 成 含 硫 的 擠 壓 磨削 油 。 這 種 含 硫 擠 壓 磨 削 油 使 用 時(shí) 與 金 屬 表 面 化 合 ， 形 成 的硫 化 鐵 膜 在 高 溫 下 不 易 被 破 壞 ； 加 工 鋼 時(shí) 在 1000 c左 右 仍 能保 持 其 潤 滑 性 能 。 但 其 摩 擦 系 數(shù) 比 氯 化 鐵 的 大 。 含 氯 擠 壓 添 加 劑 有 氯 化 石 蠟 (含 氯 量 為 40 50 )、氯 化 脂 肪 酸 等 。 它 們 與 金 屬 表 面 起 化 學(xué) 反 應(yīng) 生 成 氯 化亞 鐵 、 氯 化 鐵 和 氯 化 鐵 薄 膜

60、 。 這 些 化 合 物 的 剪 切 強(qiáng) 度和 摩 擦 系 數(shù) 小 ， 但 在 300 400 c時(shí) 易 被 破 壞 。 遇 水易 分 解 成 氫 氧 化 鐵 和 鹽 酸 ， 失 去 潤 滑 作 用 ， 同 時(shí) 對(duì) 金屬 有 腐 蝕 作 用 ， 必 須 與 防 銹 添 加 劑 一 起 使 用 。 含 磷 擠 壓 添 加 劑 與 金 屬 表 面 作 用 生 成 磷 酸 鐵 膜 ， 它 的摩 擦 系 數(shù) 小 。 乳 化 劑 是 一 種 表 面 活 性 劑 。 它 是 使 礦 物 油 和 水 乳 化 ， 形 成穩(wěn) 定 乳 化 液 的 添 加 劑 。表 面 活 性 劑 是 一 種 有 機(jī) 化 合 物

61、， 是 指 一 類 在 很 低 濃 度 時(shí) 就能 顯 著 降 低 水 的 表 面 張 力 的 化 合 物 ， 它 達(dá) 到 一 定 濃 度 后 可締 合 形 成 膠 團(tuán) ， 從 而 具 有 潤 濕 或 抗 粘 、 乳 化 或 破 乳 、 起 泡或 消 泡 以 及 增 溶 、 分 散 、 洗 滌 、 防 腐 、 抗 靜 電 等 一 系 列 物理 化 學(xué) 作 用 及 相 應(yīng) 的 實(shí) 際 應(yīng) 用 ， 成 為 一 類 靈 活 多 樣 、 用 途廣 泛 的 精 細(xì) 化 工 產(chǎn) 品 。 表 面 活 性 劑 依 其 親 水 基 的 結(jié) 構(gòu) 分 為陰 離 子 表 面 活 性 劑 、 陽 離 子 表 面 活 性

62、劑 及 非 離 子 表 面 活 性劑 。 它 的 分 子 由 極 性 基 團(tuán) 和 非 極 性 基 團(tuán) 兩 部 分 組 成 。 前 者親 水 可 溶 于 水 ， 后 者 親 油 可 溶 于 油 。 油 與 水 本 來 是 互 不 相 溶 的 ， 加 入 表 面 活 性 劑 后 ，它 能 定 向 地 排 列 并 吸 附 在 油 水 兩 極 界 面 上 ， 極 性端 向 水 ， 非 極 性 端 向 油 ， 把 油 和 水 連 接 起 來 ， 降低 油 -水 的 界 面 張 力 ， 使 油 以 微 小 的 顆 粒 穩(wěn) 定 地分 散 在 水 中 ， 形 成 穩(wěn) 定 水 包 油 乳 化 液 ， 如 圖 所

63、 示 。 表 面 活 性 劑 在 乳 化 液 中 ， 除 了 起 乳 化 作 用 外 ， 還 能 吸 附 在金 屬 表 面 上 形 成 潤 滑 膜 起 潤 滑 作 用 。 表 面 活 性 劑 種 類 很 多 ， 陰 離 子 型 有 ： 石 油 磺 酸 鈉 、 油 酸 鈉皂 等 ， 其 乳 化 性 能 好 ， 并 有 一 定 的 清 洗 和 潤 滑 性 能 。 非 離 子型 有 ： 聚 氯 乙 烯 、 脂 肪 、 醇 、 醚 等 ， 它 不 怕 硬 水 ， 也 不 受 pH值 的 限 制 。 此 外 還 有 防 銹 添 加 劑 (如 亞 硝 酸 鈉 、 石 油 磺 酸 鈉 等 )、 抗 泡沫 添

64、 加 劑 （ 如 二 甲 基 硅 油 )和 防 霉 添 加 劑 (如 苯 酚 等 )。 良 好 乳 化 液 往 往 使 用 幾 種 表 面 活 性 劑 ， 有 時(shí) 還 加 入 適 量 的乳 化 穩(wěn) 定 劑 ， 如 乙 醇 、 正 丁 醇 等 。 非 水 溶 性 磨 削 液（ 磨 削 油 ）水 溶 性 磨 削 液 礦 物 油 ： 機(jī) 械 油 、 輕 柴 油 、 煤 油 等動(dòng) 植 物 油 ： 豆 油 、 豬 油 等混 合 油 ： 加 入 油 性 、 擠 壓 添 加 劑水 溶 液乳 化 液離 子 型 磨 削 液非 水 溶 性 磨 削 液 （ 磨 削 油 ） 主 要 起 潤 滑 作 用 。水 溶 性

65、磨 削 液 有 良 好 的 冷 卻 作 用 和 清 洗 作 用 。 溶 液 的 主 要 成 分 為 水 并 加 入 防 銹 劑 ， 也 可 以 加 入 一 定 量 的表 面 活 性 劑 和 油 性 添 加 劑 。 乳 化 液 是 由 礦 物 油 、 乳 化 及 其 他 添 加 劑 配 制 的 乳 化 油 和95% 98%的 水 稀 釋 而 成 的 乳 白 色 磨 削 液 。 離 子 型 磨 削 液 是 水 溶 性 磨 削 液 中 的 一 種 新 型 磨 削 液 ， 其 母液 是 由 陰 離 子 型 、 非 離 子 型 表 面 活 性 劑 和 無 機(jī) 鹽 配 制 而 成的 。 它 在 水 溶 液

66、 中 能 離 解 成 各 種 強(qiáng) 度 的 離 子 。 磨 削 時(shí) ， 由于 強(qiáng) 烈 摩 擦 所 產(chǎn) 生 的 靜 電 荷 ， 可 由 這 些 離 子 反 應(yīng) 迅 速 消 除 ，降 低 磨 削 溫 度 ， 提 高 加 工 精 度 ， 改 善 表 面 質(zhì) 量 。 磨 削 的 特 點(diǎn) ： 溫 度 高 ， 工 件 易 燒 傷 ， 同 時(shí) 產(chǎn) 生 大量 的 細(xì) 屑 ， 砂 末 會(huì) 劃 傷 已 加 上 表 面 。 磨 削 液 應(yīng) 具 有 良 好 的 冷 卻 清 洗 作 用 ， 并 有 一 定 的潤 滑 性 能 和 防 銹 作 用 。 一 般 磨 削 加 工 常 用 乳 化 液 和 離 子 型 磨 削 液 。 難 加 工 材 料 在 磨 削 加 工 時(shí) 均 處 于 高 溫 高 壓 邊 界 摩擦 狀 態(tài) 。 因 此 ， 宜 選 用 擠 壓 磨 削 油 或 擠 壓 乳 化 液 。 澆 注 法 ： 流 速 慢 ， 壓 力 低 ， 難 于 直 接 滲 透 入 最 高 溫 度 區(qū) ， 影 響 磨 削 液效 果 。 噴 霧 冷 卻 法 ： 以 0.3 0.6MPa的 壓 縮 空 氣 ， 通 過 圖 示 的 噴 霧