磨削与冷却原理资料课件

磨削与冷却原理2006-091磨削与冷却原理2006-091内容纲要n一、磨削概述n二、磨削原理n三、磨料磨具及选择使用n四、砂轮堵塞与修整n五、磨削热与磨削液n六、环境与机床要求n七、测量仪器2006-092内容纲要一、磨削概述2006-092一、磨削概述2006-093一、磨削概述2006-093磨削加工技术发展概况随着磨削技术的发展，磨床在加工机床中占有相当大的比例，磨床的金属切削量占13%（中国）原因：1加工精度高由磨削特点决定2加工效率高 缓进给深磨3工程材料不断发展 特定材料只能用磨削4新的磨料磨具 高硬度砂轮的出现5相关技术的发展 砂轮制造/控制技术/运动部件的驱动技术等2006-094磨削加工技术发展概况随着磨削技术的发展，磨床在加工机床中占有磨削加工的方法与分类磨削的定义：磨削的定义：通常所指的磨削是用砂轮或砂带进行去除材料加工的工艺通常所指的磨削是用砂轮或砂带进行去除材料加工的工艺方法，它是应用广泛的高效精密的终加工工艺方法。方法，它是应用广泛的高效精密的终加工工艺方法。1加工对象、表面生成方法外圆、内圆、平面及成形磨削2工件夹紧和驱动方法定心磨削和无心磨削3砂轮进给方法相对于加工表面的关系纵向进给、切入进给4磨削行程通程、定程5砂轮工作表面类型周边磨削、端面磨削、周边端面磨削2006-095磨削加工的方法与分类磨削的定义：1加工对象、表面生成方法外圆磨削加工的方法与分类磨削加工固定磨粒加工自由（游离）磨粒加工固结磨具涂附磨具加工振动磨削砂轮磨削电解磨削珩磨超精磨削砂带磨削叶轮磨削研磨抛 光滚磨喷射加工磨料流加工弹性发射2006-096磨削加工的方法与分类磨削加工固定磨粒加工自由（游离）磨粒加工磨削加工方法与分类磨削方法特点加工范围珩磨用涨缩珩磨条在加工的表面旋转和往复进给的相对综合运动，是多刃切削的精加工方法，特点：高精度（直径小于50mm的孔，圆柱度0.5m/高的表面质量，原因是交叉网纹，RA小于0.1m,表面无热损伤,变质层和冷硬现象,加工范围广(内孔,平面,外圆表面,球面等),生产效率高,对机床精度的要求低(要求珩磨头或工件能浮动)内孔,平面,外圆表面,球面等砂带磨削将磨粒粘在较柔软基体上的磨具，特点：柔软/锋利/不易脱落/方便/设备简单/磨削稳定大平面磨光/抛光/曲面弹性发射利用量子力学的原理,将超细微粉作用在加工表面,粉末粒子与加工表面第一层原子的结合力大于第一层和第二层的结合力,当粉末粒子被移去时,将第一层原子带走,实现原子单位的表面加工超精密加工及纳米组级加工,半导体材料2006-097磨削加工方法与分类磨削方法特点加工范围珩磨用涨缩珩磨条在加工珩磨原理与网纹30-6020-30 平顶珩磨网纹珩磨示意图工件珩磨条珩磨头2006-098珩磨原理与网纹30-60平顶珩磨网纹珩磨示意图工件珩磨削加工方法与分类弹性发射加工示意图2006-099磨削加工方法与分类弹性发射加工示意图2006-099磨削加工方法与分类工件导电磨轮工作台电解液电解磨削示意图电机VA2006-0910磨削加工方法与分类工件导电磨轮工作台电解液电解磨削示意图电机张紧轮接触轮工件砂带磨削示意图2006-0911张紧轮接触轮工件砂带磨削示意图2006-0911磨削加工方法与分类油石低频往复振动（1-6mm/5-50Hz）压力0.3MP工件转动纵向进给油石工件超精加工外圆的典型加工方式2006-0912磨削加工方法与分类油石低频往复振动（1-6mm/5-50Hz磨削加工方法与分类n研磨目前的加工方法属于：低速恒压力高效超精密磨削，也属于一种多微刃珩磨2006-0913磨削加工方法与分类研磨目前的加工方法属于：2006-0913磨削加工方法与分类按砂轮线速度的高低普通磨削 vs45m/s高速磨削 45vs150m/s超高速磨削 vs150m/s按磨削精度 普通磨削 加工精度10m左右、表面粗糙度Ra0.20.8m精密磨削 加工精度0.1m1m,表面粗糙度0.20.1m(1000A)超精密磨削 加工精度0.1m,表面粗糙度Ra0.025m（250A）按磨削效率 普通磨削 一般常见磨削高效磨削超高速磨削/高效深切磨削等2006-0914磨削加工方法与分类按砂轮线速度的高低普通磨削 vs45m/磨削加工方法与分类 磨削加工方法虽然众多，但从磨削区的基本情况来看，大致分为两类：1）恒压力磨削：指控制切入压力为恒值的磨削 2）定进给磨削：指控制切入进给速度为恒值的磨削。2006-0915磨削加工方法与分类 磨削加工方法虽然众多，但从磨削区的基研磨加工特点 n1、工件既做公转又作自转n2、磨具的磨粒粒度小n3、微滑擦、微犁耕、微切削和材料微疲劳断裂同时起作用n4、尺寸精度，几何精度和表面质量高。n5、一种直接创造性加工工艺方法n6、较低的研磨运动速度（0.37-2.97m/s）n7、工件动动平稳，震动影响不大或不影响n8、运动方向可以不断改变，可获得良好的动动轨迹，有利于降低表面粗糙度值，容易获得镜面。2006-0916研磨加工特点 1、工件既做公转又作自转2006-0916磨削工艺系统 2006-0917磨削工艺系统 2006-0917磨削工艺系统2006-0918磨削工艺系统2006-0918思考题n思考目前生产线的磨削工艺体系是什么样的？2006-0919思考题思考目前生产线的磨削工艺体系是什么样的？2006-09二、磨削原理2006-0920二、磨削原理2006-0920磨粒的切削刃形状n磨粒的形状：近似于多棱锥体形状 bhl2006-0921磨粒的切削刃形状磨粒的形状：近似于多棱锥体形状 bhl200磨粒的切削刃形状M1GC#4000LP磨石放大500倍2006-0922磨粒的切削刃形状M1GC#4000LP2006-0922磨削的特点 n1、砂轮表面上同时参与切削的有效磨粒数不确定 n2、磨刃的前角多是负前角 n3、一颗主要有粒切下的磨屑体积很小 n4、磨削速度很高 n5、磨削加工的力比值较大（FN/FT=3-14）n6、砂轮有自锐作用 2006-0923磨削的特点 1、砂轮表面上同时参与切削的有效磨粒数不确定 2负前角负前角正前角2006-0924负前角负前角正前角2006-0924磨削过程的三个阶段 n1）滑擦阶段：材料弹性变形n 2）耕犁阶段：材料塑性滑移n 3）切削形成阶段：形成磨屑2006-0925磨削过程的三个阶段 1）滑擦阶段：材料弹性变形2006-09磨削过程的三个阶段2006-0926磨削过程的三个阶段2006-0926三、磨料磨具及选择使用2006-0927三、磨料磨具及选择使用2006-0927磨具的结构n磨具的定义：由许多细小的磨粒用结合剂或粘结剂将其粘结成固结或非固结状态对工件进行切削加工的一种工具。2006-0928磨具的结构磨具的定义：2006-0928磨具的结构组成作用1磨粒磨具的主要原料,它具有高的硬度和适当的脆性。在磨削过程中对工件起切削作用 2结合剂作用是将磨粒固结起来，使之成为一定形状和强度的磨具。3气孔磨具中存在的空隙，磨削时起着容纳磨屑和散热的作用。并可容纳冷却液，有助于磨削热量的散逸2006-0929磨具的结构组成作用1磨粒磨具的主要原料,它具有高的硬度和适磨具的结构气孔结合剂2006-0930磨具的结构气孔结合剂2006-0930磨具的结构磨粒磨粒2006-0931磨具的结构磨粒磨粒2006-0931磨具的分类基本形状和使用方法 固结磨具砂轮、磨头、油石涂附磨具 砂布、砂纸、砂带、页轮 结合剂种类无机磨具陶瓷结合剂磨具、金属结合剂磨具、菱苦土结合剂磨具 有机磨具树脂结合剂磨具、橡胶结合剂磨具。磨料性能氧化物系磨具棕刚玉磨具、白刚玉磨具、天然刚玉磨具、锆刚玉磨具 碳化物磨具黑色碳化硅磨具、绿色碳化硅磨具、碳化硼磨具等 超硬磨料磨具金刚石磨具、立方氮化硼磨具 磨具突出特点细粒度磨具、高硬度磨具、大气孔砂轮高速磨具、超薄片砂轮等 专用砂轮磨针砂轮、牙科砂轮、磨钢球砂轮、磨纸浆砂轮等2006-0932磨具的分类基本形状和使用方法 固结磨具砂轮、磨头、油石涂附磨基体基体粘性粘性材料材料2006-0933基体粘性材料2006-0933磨具的分类外圆磨砂轮 绿碳化硅无芯磨砂轮2006-0934磨具的分类外圆磨砂轮 绿碳化硅无芯磨砂轮2006-0934磨具的分类水磨砂轮 内圆磨砂轮 2006-0935磨具的分类水磨砂轮 内圆磨砂轮 2006-0935CBN氮化硼砂轮 磨具的分类2006-0936CBN氮化硼砂轮 磨具的分类2006-0936磨料的分类系别名称代号刚玉棕刚玉A白刚玉WA单晶刚玉SA微晶刚玉MA铬刚玉PA锆刚玉ZA黑刚玉BA碳化物黑碳化硅C绿碳化硅GC立方碳化硅SC碳化硼BC超硬磨料金刚石RVD/MBD/SCD/SMD/DMD/M-SD立方氮化硼CBNM-CBN2006-0937磨料的分类系别名称代号刚玉棕刚玉A白刚玉WA单晶刚玉SA微晶磨料的分类2006-0938磨料的分类2006-0938磨料的分类2006-0939磨料的分类2006-0939磨料的分类2006-0940磨料的分类2006-0940磨料的分类2006-0941磨料的分类2006-0941磨料的选择棕刚玉矾土+无烟煤+铁屑电弧炉熔化而成，94.5%-97%Al2O3，少量的氧化钛铁硅钙镁,高韧性,能承受较大压力，抗破碎性强，便宜，用量大白刚玉用Al2O3粉电弧炉熔融结晶而成，98.5%以上的Al2O3，纯度高，晶体中有气孔，硬而脆2006-0942磨料的选择棕刚玉矾土+无烟煤+铁屑电弧炉熔化而成，94.5%磨料的选择黑色碳化硅硬度比刚玉类磨料高、切刃锋锐，但性脆。导热性好，散热快，自锐性能优于刚玉磨料。适合加工抗拉强度较低的材料，如灰口铸铁，白口铸铁，青铜，黄铜，矿石，耐火材料等。绿色碳化硅性质比黑色碳化硅硬而脆，较锋利，具有尖锐的切削微刃，很容易切入被加工工件。但韧性不高。除适用与黑色碳化硅的相同用途外，主要适用硬质合金刀具和工件磨削，螺纹磨削及其工具的精磨。价格高于黑色碳化硅。2006-0943磨料的选择黑色碳化硅硬度比刚玉类磨料高、切刃锋锐，但性脆。导磨料的选择金刚石立方晶体,更度高,强度好,颗粒形状好,良好的导热性和低膨胀系数,磨削能力强,天然和人造立方氮化硼硬度仅低于金刚石,良好的热稳定性(1400-1800),高的化学惰性,可加工硬而韧或粘性大的金属材料2006-0944磨料的选择金刚石立方晶体,更度高,强度好,颗粒形状好,良好的磨料的选择n选择原则 n1）被加工工件材料物理力学性能 n2）考虑工件材料与磨料之间的化学反应性能n3）磨料与工件材料之间的化学亲和作用 2006-0945磨料的选择选择原则 2006-0945磨料的粒度n加工后的磨粒，按颗粒尺寸大小，分为41个粒度号。n4#240#粒度号确定是用筛网筛分的方法分级，并用1英寸长度上有多少个孔的筛网表示。：如12#粒度是指1英寸长度上有12#个孔。nW63W0.5 之间有14个粒度号，是用水力进行分级的。2006-0946磨料的粒度加工后的磨粒，按颗粒尺寸大小，分为41个粒度号。2粒度号公称尺寸/m适用范围粒度号公称尺寸/m适用范围8#2800-2360磨钢锭，打磨铸件毛刺，切断钢坯100#150-125半精磨/精磨/成形磨/刀具刃磨和珩磨120#125-10610#2360-2000150#106-75180#90-6312#2000-1700220#75-5314#1700-1400240#75-5316#1400-1180磨钢锭，打磨铸件毛刺，切断钢坯W6360-50精磨/螺纹磨/珩磨/超精加工/超精密磨削/高精密磨削/精密磨削，制造研磨膏、研磨剂等W5050-4020#1180-1000W4040-2822#1000-850W2828-2024#850-710W2020-1430#710-600内外圆/平面/无心磨和刀具刃磨等一般磨削W14141036#600-500W1010740#500-425W77546#425-355W505-3.554#355-300内外圆/平面/无心磨和刀具刃磨等一般磨削W3.53.5-2.560#300-250W2.52.5-1.570#250-212W1.51.5-180#212-180W11-0.590#180-150W0.50.52006-0947粒度号公称尺寸/m适用范围粒度号公称尺寸/m适用范围8#磨料的粒度 生产线使用的磨石粒度n#2000基本粒6.7+/-0.6mn#3000基本粒4+/-0.5mn#4000基本粒3+/-0.4m2006-0948磨料的粒度 生产线使用的磨石粒度2006-0948磨料粒度的选择 n主要考虑磨削效率和工件表面粗糙度的要求。一般根据：1、工件加工精度要求2、磨具和工件表面接触面积3、加工效率。4、工件的材料性能。5、材料的硬度6、切除余量7、磨床的刚性2006-0949磨料粒度的选择 主要考虑磨削效率和工件表面粗糙度的要求。一般磨具的硬度1、磨具硬度定义：磨具表面上的磨粒在外力作下从结合剂中脱落的难易度，并不是指磨粒或结合剂本身的硬度 2、磨具硬度的主要影响因素：结合剂的数量 结合剂多，硬度高，反之硬度低。2006-0950磨具的硬度1、磨具硬度定义：2006-0950磨具的硬度n硬度分级（GB/T2484-1994）nA、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P、Q、R、S、T、Y。（由软至硬19级）2006-0951磨具的硬度硬度分级（GB/T2484-1994）2006-0磨具的硬度n思考n比较：C2000#-M1GC4000#LP硬度的不同是否同结合剂有关？2006-0952磨具的硬度思考2006-0952磨具硬度选择 n基本原则：保证磨具在磨削过程中有适当的自锐性，避免磨具过大的磨损，保证磨削时不产生过高的磨削温度。2006-0953磨具硬度选择 基本原则：2006-0953磨具硬度选择n基本方法：n工件硬度高，磨具的硬度就要低；n工件硬度低，磨具的硬度就要高。n工件材料软，韧性大时，应选粒度粗硬度软的磨具2006-0954磨具硬度选择基本方法：2006-0954磨具硬度选择考虑因素：1、磨具和工件表面接触面积2、磨床的刚性3、加工条件4、工件的表面加工要求。5、生产效率2006-0955磨具硬度选择考虑因素：2006-0955磨具硬度选择 磨具硬度过高或过低的不利影响：磨具硬度过高磨粒不易脱落磨具工件间摩擦力增加磨具易磨钝/发热频繁修整导致浪费磨具硬度过低磨粒易脱落造成不必要的磨损工作面不均匀影响加工精度2006-0956磨具硬度选择 磨具硬度过高或过低的不利影响：磨具硬度过高磨具硬度选择n思考：n工件表面出现的划痕，常与磨具硬度选择有关。当磨具硬度太软时，磨粒容易脱落，于是，由于挤压或摩擦作用，脱落的磨粒会划伤工件表面。实际工作中B1产生，正反转能消除B1，新磨石B1较多是否与此有关？2006-0957磨具硬度选择思考：2006-0957磨具结合剂n磨具结合剂的主要作用：将众多细小的磨粒粘在一起组成磨具，使用具有一定的形状和必要的强度硬度，磨削时，磨粒在结合剂的支撑下，可以对工件进行切削，当磨粒磨钝时又能使磨粒及时破碎或脱落，使磨具保持良好的磨削性能。2006-0958磨具结合剂磨具结合剂的主要作用：将众多细小的磨粒粘在一起组成磨具结合剂n磨具结合剂种类、代号、组成、特点名称代号组成特点陶瓷结合剂A可塑性材料+瘠性材料+催熔材料焙烧后形成便宜/最广/好的耐热性和化学稳定性，耐水/油/酸/碱/脆性大弹性差,寿命长，结合剂用量少，气孔率高。成型磨树脂结合剂B酚醛树脂、聚酰胺树脂等人造树脂。广/有弹性，强度较高，粗精磨，磨削时发热量低，粗糙度值低。抗热性及抗碱性较差，自锐性好，平面磨增强树脂结合剂BF橡胶结合剂R人工合成橡胶或天然橡胶强度高，弹性大，组织较密，气孔小，耐油性差，可制成薄片砂轮，RA低（0.2mm)增强橡胶结合剂RF菱苦土结合剂Mg氧化铁、氧化镁强度差,自锐性好,易水解,不适于湿磨金属结合剂M有青铜、铸铁基、电镀金属结合剂强度高，耐磨性好，磨损少寿命长、能承受较大负荷，自锐性差2006-0959磨具结合剂磨具结合剂种类、代号、组成、特点名称代号组成特点陶磨具结合剂n生产线使用的是PVA结合剂，是一种变形树脂n（聚乙烯醇/水解/变形）n生产线使用的磨石颜色不同，原因是填加的填料的颜色不同导致。2006-0960磨具结合剂生产线使用的是PVA结合剂，是一种变形树脂2006磨具结合剂n思考1、磨石花斑的形成是否和结合剂有关？2、磨石上滴加碱液后会变色、变脆是不是因为结合剂的原因？2006-0961磨具结合剂思考2006-0961磨具的组织n指磨具中的磨料、结合剂、气孔三者之间的体积关系。n有两种表示方法：n1）用磨具体积中磨料所占的体积百分比，就是磨粒率表示。n2）用磨具中气孔的数量和大小，即气孔率表示。2006-0962磨具的组织指磨具中的磨料、结合剂、气孔三者之间的体积关系。磨具组织的选择n1、磨具的组织疏松时，磨削效率高，但是磨具的磨损快，寿命短，组织太紧，难以容纳切屑而容易烧伤工件n2、不同磨削条件n3、工件材料不同n4、较松组织的磨具使用时不易钝化，在磨削过程中发热少，能减少工件的发热变形和烧伤。n5、较紧组织的磨具磨粒不易脱落，有利于保持磨具的几何形状 2006-0963磨具组织的选择1、磨具的组织疏松时，磨削效率高，但是磨具的磨砂轮代码砂轮砂轮1-300 x50 x75-A60L5V-35（GB/T2484-1994）n1-形状 平行砂轮n300-外径D（mm）n50-厚度H（mm）n75-孔径d（mm）nA-磨料 棕刚玉n60-砂轮粒度nL-硬度级别n5-5号组织nV-陶瓷结合剂n35-砂轮最高线速度为35m/s2006-0964砂轮代码砂轮1-300 x50 x75-A60L5V-35（GB砂轮代码M1GC#4000LPnM-不明n1-不明nGC-绿色碳化硅n#4000-磨石粒度nL-不明nP-不明2006-0965砂轮代码M1GC#4000LP2006-0965四、砂轮堵塞与修整2006-0966四、砂轮堵塞与修整2006-0966磨屑的形态2006-0967磨屑的形态2006-0967磨屑的不良影响n磨屑有不少部分将会填充到砂轮气孔中，依附在磨料的四周，引起砂轮的堵塞，导致磨削精度下降，烧伤工件，缩短砂轮寿命 2006-0968磨屑的不良影响磨屑有不少部分将会填充到砂轮气孔中，依附在磨料砂轮堵塞的类型和机理砂轮堵塞的类型和机理砂轮堵塞的类型 n嵌入型堵塞n粘着型堵塞n混合型堵塞2006-0969砂轮堵塞的类型和机理砂轮堵塞的类型 2006-0969砂轮堵塞的类型和机理砂轮堵塞的类型和机理嵌入型堵塞粘着型堵塞磨粒结合剂气孔2006-0970砂轮堵塞的类型和机理嵌入型堵塞粘着型堵塞磨粒结合剂气孔200M1GC4000#LP-200 x2006-0971M1GC4000#LP-200 x2006-0971砂轮堵塞的类型和机理砂轮堵塞的类型和机理n通常用同一砂轮磨削不同的材料时，砂轮的磨削性能和寿命是不一样的磨屑的形态磨料微刃钝化速度工件材料的力学/物理性能不同砂轮堵塞量和堵塞形态2006-0972砂轮堵塞的类型和机理通常用同一砂轮磨削不同的材料时，砂轮的磨砂轮堵塞量砂轮堵塞量加工材料砂轮WA60L砂轮GC60K堵塞量/mgcm-2堵塞量/mgcm-2XRXSXRXS退火轴承钢0.4-0.50.7-0.91.1-9.01.5-1.7淬火轴承钢0.4-2.11.0-1.3不 锈 钢0.2-1.90.5-0.8铸 铁0.1-1.20.4-0.60.2-0.90.2-0.4黄 铜0.2-3.80.3-2.40.2-1.40.4-0.8铝 材0.3-9.40.6-3.6注：XR为砂轮工作面上最大和最小的堵塞量范围 XS为砂轮工作面上平均堵塞量2006-0973砂轮堵塞量加工材料砂轮WA60L砂轮GC60K堵塞量/mgc影响砂轮堵塞因素物理性质堵塞修正条件磨削方式加工条件加工条件磨具磨具加工材料加工材料磨削液磨削液线速度切削深度进给速度结合剂粒度硬度组织砂轮气孔率磨料种类韧性干式种类供液方法湿式力学性能抗拉强度硬度伸长率前工序加工条件加工精度热处理密度 比热热导率2006-0974影响砂轮堵塞因素物理性质堵塞修正条件磨削方式加工条件磨具加工影响砂轮堵塞因素n1、磨料种类、磨料种类n2、磨料粒度、磨料粒度 n3、结合剂与硬度、结合剂与硬度 n4、砂轮组织、砂轮组织 n5、砂轮线速度、砂轮线速度 2006-0975影响砂轮堵塞因素1、磨料种类2006-0975影响砂轮堵塞因素n6、工件速度、工件速度 n7、磨削方式、磨削方式n8、径向切入量、径向切入量 n9、磨削液、磨削液 n10、砂轮修整速度、砂轮修整速度2006-0976影响砂轮堵塞因素6、工件速度 2006-0976砂轮的磨损 砂轮磨损的分类分类特点磨耗磨损磨粒的尖端在磨削中逐渐磨钝，最后形成磨损小平面。破碎磨损当磨粒切刃处的内应力超过它的断裂强度时，就会产生磨粒的局部破碎 2006-0977砂轮的磨损 砂轮磨损的分类分类特点磨耗磨损磨粒的尖 砂轮的磨损 砂轮磨损的原因n1）磨耗磨损n2）氧化磨损n3）扩散磨损n4）塑性磨损 n5）热应力破碎磨损 2006-0978 砂轮的磨损 砂轮磨损的原因2006-0978 砂轮磨损的特征砂轮磨损过程分为三个阶断：1）第一阶断：初始磨损阶段 2）第二阶断：正常磨损阶段 3）第三阶段：急剧磨损阶段 2006-0979 砂轮磨损的特征砂轮磨损过程分为三个阶断：2006-09砂轮磨损过程 中间磨损急剧磨损 初始磨损2006-0980砂轮磨损过程 中间磨损急剧磨损 砂轮修整砂轮修整n磨削中使用最广泛的是金刚石笔修整砂轮。影响修整质量的因素金刚石的刃口形状金刚石的耐磨性砂轮特性修整装置修整深度砂轮修整转数磨削液修整进给量2006-0981砂轮修整磨削中使用最广泛的是金刚石笔修整砂轮。影响修整质量的砂轮修整表面磨粒的状态砂轮修整表面磨粒的状态 砂轮被修整后，砂轮表面磨粒会出现5种状态，n切掉n破碎n脱落n新露出n被切掉和破碎。2006-0982砂轮修整表面磨粒的状态 砂轮被修整后，砂轮表面磨粒会出现5种砂轮修整表面磨粒的状态砂轮修整表面磨粒的状态金刚石修整器修整前砂轮工作表面修整后砂轮工作表面切掉 裂破碎 脱落 新露出 被切掉和破碎2006-0983砂轮修整表面磨粒的状态金刚石修整器修整前砂轮工作表面修整后砂砂轮修整过程中的运动砂轮修整过程中的运动提高修整提高修整进给量进给量减小修整速比或减小修整速比或提高修整转数提高修整转数磨削能磨削能力较强力较强修磨修磨作用作用磨粒以破磨粒以破碎为主碎为主挤压挤压作用作用磨粒以削磨粒以削平为主平为主粗糙度粗糙度较小较小2006-0984砂轮修整过程中的运动提高修整进给量减小修整速比或提高修整转数砂轮修整方法介绍n普通修整方法n1、车削法n2、滚压法n3、磨削法2006-0985砂轮修整方法介绍普通修整方法2006-0985砂轮修整方法介绍修整深度金刚石笔修整法金刚石笔修整法砂轮转动金刚石笔2006-0986砂轮修整方法介绍修整深度金刚石笔修整法砂轮转动金刚石笔200砂轮修整方法介绍挤压轮砂轮滚压修整法滚压修整法2006-0987砂轮修整方法介绍挤压轮砂轮滚压修整法2006-0987砂轮修整方法介绍砂轮修整轮磨削修整法磨削修整法2006-0988砂轮修整方法介绍砂轮修整轮磨削修整法2006-0988五、磨削热与磨削液2006-0989五、磨削热与磨削液2006-0989磨削热磨削过程中所消耗的能量几乎全部转变为磨削热磨削热传导形式:n1、进入工件；n2、被磨屑带走；n3、传导、对流和辐射形式散出；2006-0990磨削热磨削过程中所消耗的能量几乎全部转变为磨削热2006-0磨削热磨削热的不良影响磨削热的不良影响n1、工件表面质量n2、使用性能n3、工件精度n4、砂轮寿命2006-0991磨削热磨削热的不良影响2006-0991磨削热如何消除或减少磨削热的影响？n1、开槽砂轮和镶块砂轮n2、正确使用磨削液2006-0992磨削热如何消除或减少磨削热的影响？2006-0992磨削热开槽砂轮和镶块砂轮的优点：开槽砂轮和镶块砂轮的优点：n1、降低磨削温度n2、有效地减轻和避免工件表层的热损伤n3、提高磨削用量n4、获得高的生产效率2006-0993磨削热开槽砂轮和镶块砂轮的优点：2006-0993磨削液磨削液主要有四个特性磨削液主要有四个特性特性说明1润滑特性 润滑膜-摩擦减轻2冷却特性 吸收磨削热-比热容-种类-流量3渗透与清洗特性 磨屑和磨粒，防堵，油（粘度）水（表面活性剂）4防锈特性 不产生锈蚀，防锈剂，水基磨削液2006-0994磨削液磨削液主要有四个特性特性说明1润滑特性 润滑膜-摩擦磨削液的种类和组成：磨削液的种类和组成：种类种类组成组成油基磨削液矿物油低粘度及中粘度轻质矿物油+油溶剂 防锈添加剂+极压添加剂极压油低粘度及中粘度轻质矿物油+极压添加剂水基磨削液乳化液/极压乳化液1）水+矿物油+乳化剂+防锈添加剂 2）乳化油+极压添加剂化学合成液1）水+表面活性剂（非离子型、阴离子型或皂类）1）水+表面活性剂+防锈添加剂+极压添加剂 无极盐磨削液1）水+无机盐类2）水+无机盐类+表面活性剂2006-0995磨削液的种类和组成：种类组成油基磨削液矿物油低粘度及中粘度轻磨削液的效果磨削液的效果项目添加剂情况磨削液的3个作用磨削性能润滑作用冷却作用渗透清洗作用增大磨除量减小砂轮损耗减小磨削力改善表面粗糙度保持尺寸精度防止表面状态恶化防止砂轮堵塞水基磨削液乳化液-大有一定作用有一定作用有一定作用有一定作用大大有一定作用大几乎无效可溶液-大大大大大大大大大大溶解液-几乎无效非常大几乎无效大几乎无效几乎无效几乎无效有一定作用几乎无效非常大油基-润滑性；水基-冷却性2006-0997磨削液的效果项目添加剂情况磨削液的3个作用磨削性能润滑作用冷磨削液中的添加剂：磨削液中的添加剂：添加剂种类作用极压添加剂 硫系添加剂水基磨削液中极压添加剂类系对磨削效果有显著影响，特别是硫系添加剂不仅可以降低磨削力和磨削比，而且可获得较好的表面粗糙度氯系添加剂磷系添加剂 表面活性剂 乳化剂使油的颗粒在中水中分散而乳化湿润剂磨削液密集分布于金属表面上(0.1%)洗涤剂增强磨削液的清洗能力无机盐类离子吸附状态模型防止砂轮堵塞与工件表面锈蚀的效果2006-0998磨削液中的添加剂：添加剂种类作用极压添加剂 硫系添加剂水基磨极压添加剂n硫系添加剂：用硫元素硫化矿物油或加入含硫添加剂，高温下能保持润滑性能。n氯系添加剂：氯化石腊/氯化脂肪酸脂，高温下润滑性能好，高温脱氯易使钢工件表面生锈（四氯化碳/三氯乙烯优异但不环保）n磷系添加剂：有机磷酸脂或硫化磷酸锌，广泛（防腐），被吸附后起化学反应成膜，润滑性能优于前两者，在非铁金属中应用（不生成污斑）加入两种或三种复合使用，增强效果2006-0999极压添加剂硫系添加剂：用硫元素硫化矿物油或加入含硫添加剂，高磨削液磨削液中的添加剂对磨削效果的影响磨削液中的添加剂对磨削效果的影响:n在水基磨削液中。极压添加剂类系对磨削效果有显著影响，特别是硫系添加剂不仅可以降低磨削力和磨削比，而且查获得较好的表面粗糙度。n表面活性剂浓度增大时，磨削的润滑性能变好。砂轮的磨粒破碎减少使磨损量减少，磨削比提高，同时，切入压力愈大，则达到最大金属切削量的表面活性剂浓度应愈高。n无机盐的种类与磨削比有一定的关系，不仅与离子大小有关，且与电荷数目有关，无机盐中的离子越大，则磨削效果超差，离子数越多，磨削效果越好。2006-09100磨削液磨削液中的添加剂对磨削效果的影响:2006-09100磨削液磨削液目前，生产线使用的研磨液：M1139、M1125、197LD研磨液属于水基磨削液中的一种化学合成液。2006-09101磨削液目前，生产线使用的研磨液：2006-09101磨削液磨削液的供液方法：磨削液的供液方法：方 法特 点普通供液法喷嘴的尺寸，位置可以自由变更，供液装置比较廉价，使用广泛.喷射供液法砂轮耐用度几乎可延长大约3倍，磨削时冷却效果显著.穿流供液法 利用砂轮的多孔性,直线进入磨削区.喷雾冷却法吸收大量磨削热，提高冷却性能和效果 浸渍砂轮其使用寿命可提高2-3倍，加工粗糙度可提高1-2级。2006-09102磨削液磨削液的供液方法：方 法特 点普通供液法喷嘴的尺寸六、超精加工环境机床要求2006-09103六、超精加工环境机床要求2006-09103精密和超精密加工技术的特点n超精密加工：工件尺寸公差为0.1m0.01m数量级，表面粗糙度Ra为0.001m数量级的加工方法。2006-09104精密和超精密加工技术的特点超精密加工：2006-09104加工环境-影响因素因素影响实例1恒温为保证加工区的热稳定性，多层恒温，放机床的房间+对机床(温升影响)100mm钢件+LLL实验室车床2防振振动危害大，为提高动态稳定性，在机床设计制造上采取措施，还隔振系统来保证机床不受或少受外界振动的影响 精密刻线机(6-9Hz、0.1-0.2m)3超净未经净化的一般环境，尘埃数量大，如尘埃落在加工表面上，可能将表面拉伤；如落在测量表面，会造成操作者或质检员的误判，超精密加工必须有与加工相对应的超净工作环境。净化间分级2006-09105加工环境-影响因素因素影响实例1恒温为保证加工区的热稳定性，加工环境-净化间分级Class10100100010K密度10100100010KClass 100-悬浮在每立方英尺空气内，颗粒不小于0.5m(或0.3m)的微粒个数不超过100个，无大于5m2006-09106加工环境-净化间分级Class10100100010K密度机床设备-条件序号因素1稳定性机床主轴有极高的回转精度及很高的刚性和热稳定性2运动直线性机床进给系统有超精确的匀速直线性，保证在超低速条件下均匀进给，不发生爬行3进给系统为了在超精密加工时实现微量进给，机床必须配备位移精度较高的微量进给机构4控制系统采取微机控制系统或自动控制系统，避免手工操作引起的随机误差2006-09107机床设备-条件序号因素1稳定性机床主轴有极高的回转精度及很七、测量仪器2006-09108七、测量仪器2006-09108 盘片基本参数及对应的仪器ThicknessThickness TTVTTVDuboffDuboffFlatnessFlatnessRaRaMeasuring Measuring InstrumentInstrument ADEADEZYGO NVZYGOChapman2006-09109 盘片基本参数及对应的仪器Thickness TTVA/D转换板卡System computer双电容双电容式探头式探头盘片盘片ADE Model 63602006-09110A/D转换板卡System computer双电容盘片ADEnADE原理介绍通过双电容式探头对移动的盘基片由OD到ID进行不同点的数据采集，经A/D转换板卡转换，并通过电脑处理，ADE sofeware将自动计算出不同点的厚度，求出各点的平均值后以数字的形式显示所测盘片的厚度值。n特点 非接触、测量速度快、精度高。2006-09111ADE原理介绍2006-09111ADE Model 6360n取样标准 在0.2”-1.1”的距离上，每隔0.1”测量一个点的数据，共10个点，取平均值、最大值和最小值，其中平均值为盘片厚度，最大值和最小值之差为盘片单向TTV值。nTTV的定义：盘片厚度均匀程度（40点中Max-Min）2006-09112ADE Model 6360取样标准2006-09112二、ZYGOn1.ZYGO 测量原理n2.DUBOFF基本定义n3.平面度基本定义 2006-09113二、ZYGO1.ZYGO 测量原理2006-09113白光白光 光学照明部件光学照明部件显示器显示器反射反射镜镜分光镜分光镜PZT显微镜显微镜测量部分测量部分Zygo NewView 干涉显微镜干涉显微镜2006-09114白光 光学照明部件显示器反射镜分光镜PZT显微镜测量部分Zy数据显示数据显示Zygo NewView 干涉显微镜干涉显微镜2006-09115数据显示Zygo NewView 干涉显微镜2006-091nDUBOFF定义：盘片侧面轮廓最高点与最低点差。第1点 第2点盘片表面盘片侧面盘片侧面 Duboff(PV)2006-09116DUBOFF定义：盘片侧面轮廓最高点与最低点差。第1点 Zygo-平面度测量工具2006-09117 Zygo-平面度测量工具2006-09117Zygo-平面度测量工具3D 轮廓轮廓干涉条纹干涉条纹2006-09118Zygo-平面度测量工具3D 轮廓干涉条纹2006-0911Zygo-平面度测量工具14条纹/2=7条纹1 1 条（干涉波纹）条（干涉波纹）=0.316m=0.316m2006-09119Zygo-平面度测量工具2006-09119三、Chapmann1.测量原理n2.Ra定义2006-09120三、Chapman1.测量原理2006-09120Chapman-RanWaviness/RoughnessRoughnessWavenessData output2006-09121Chapman-RaWaviness/RoughnessR粗糙度测量 1、轮廓算术平均偏差Ra 在取样长度内，轮廓峰高和轮廓谷深之和的平均值 （Max+Min）/2 2、微观不平度十点高度Rz 在取样长度内，最大的轮廓峰高的平均值与五个最大 的轮廓谷深的平均值之和。（Max1+Max2+Max3+Max4+Max5）/5+（Min1+Min2+Min3+Min4+Min5）/53、轮廓最大高度Ry 在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距 离。Ry2006-09122粗糙度测量 1、轮廓算术平均偏差Ra 在取样长结束！结束！谢谢！谢谢！2006-09123结束！2006-09123