第3章磨削加工技术...ppt
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1、南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系第三章第三章 磨削加工技术磨削加工技术 3.1 磨削原理磨削原理3.2 精密和超精密磨削精密和超精密磨削3.3 缓进给磨削缓进给磨削3.4 砂带磨削砂带磨削Friday,March 10,2023之徐之徐印锋印锋南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系第三章第三章 磨削加工技术磨削加工技术 3.1 磨削原理磨削原理GrindingAbrasive Machining 南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系3.1
2、 3.1 磨削加工机理磨削加工机理磨削加工磨削加工 采用固结硬质磨料工具或游离的硬采用固结硬质磨料工具或游离的硬质磨料对工件进行切除的加工方法质磨料对工件进行切除的加工方法l精度:精度:IT5IT7lRa1.250.08 ml精密磨削精密磨削RaFz,工艺系统变形大,工艺系统变形大,实际实际ap 去除率去除率,F,lNg:砂轮圆周上每毫米的磨粒数砂轮圆周上每毫米的磨粒数,Ng=acgmaxlVw:工件速度,工件速度,Vw =acgmax lVs:砂轮速度,砂轮速度,Vs =acgmax lfr :径向进给,径向进给,fr=acgmax lds:砂轮直径,砂轮直径,ds =acgmax 南京航空
3、航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系3.1.4 磨削温度及磨削烧伤磨削温度及磨削烧伤1.基本概念基本概念 磨粒磨削点温度磨粒磨削点温度 磨磨粒粒磨磨削削点点温温度度是是磨磨粒粒切切削削刃刃与与切切屑屑接接触触点点的的温温度度,是是磨磨削削中中温温度度最最高高的的部部位位,可可达达1000100014001400,也也是是磨削热的主要热源。磨削热的主要热源。砂轮磨削区温度砂轮磨削区温度 砂轮磨削区温度是砂轮与工件接触区的平均温度。砂轮磨削区温度是砂轮与工件接触区的平均温度。它影响工件表面的烧伤、裂纹和加工硬化。它影响工件表面的烧伤、裂纹和加工硬化。工件
4、平均温升工件平均温升 工件平均温升是磨削热传入工件而引起的温升。工件平均温升是磨削热传入工件而引起的温升。南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系2.磨削烧伤及控制磨削烧伤及控制(1)磨削烧伤磨削烧伤 定义:定义:由磨削热引起的、在加工表层瞬间发生的氧化变色现象由磨削热引起的、在加工表层瞬间发生的氧化变色现象 根据烧伤形貌分类:根据烧伤形貌分类:l全面烧伤:零件的整个表面被烧伤全面烧伤:零件的整个表面被烧伤l斑状烧伤:表面上出现分散的烧伤斑点斑状烧伤:表面上出现分散的烧伤斑点l线条状烧伤:整个零件表面有线条形烧伤线条状烧伤:整个零件表面有线条形烧
5、伤 根据显微组织分类:根据显微组织分类:l回火烧伤回火烧伤l淬火烧伤淬火烧伤l退火烧伤退火烧伤南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系(2)磨削烧伤及控制磨削烧伤及控制烧伤烧伤类型类型 产生原因产生原因硬度硬度防止措施防止措施淬火淬火烧伤烧伤温温度度超超过过相相变变温温度度(720),急急剧剧冷冷却却,产产生生硬硬度度更更高高的的二次淬火马氏体组织二次淬火马氏体组织提高提高l 减减少少磨磨削削热热的的产产生生加加速速磨磨削热传散;削热传散;l 选选用用正正确确的的砂轮砂轮l 选选用用合合理理磨磨削削用用量量合合适适的的冷却方式。冷却方式。退火退火
6、烧伤烧伤温温度度超超过过相相变变温温度度(720),冷却缓慢,产生退火组织冷却缓慢,产生退火组织 降低降低 回火回火烧伤烧伤温度未超过相变温度温度未超过相变温度(720),但超过马氏体的),但超过马氏体的转变温度(转变温度(300),产生回),产生回火组织火组织 降低降低 南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系第三章第三章 磨削加工技术磨削加工技术 3.2 精密和超精密磨削精密和超精密磨削Precision Grinding&Ultra-Precision Grinding 南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机
7、械制造及其自动化系3.2.1 精密磨削加工精密磨削加工精密磨床精密磨床细粒度砂轮细粒度砂轮精修砂轮精修砂轮磨痕极其微细磨痕极其微细残留高度极小残留高度极小加工精度为加工精度为10.1 mRa为为0.20.025 m 磨粒微刃性磨粒微刃性磨粒等高性磨粒等高性南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系1.普通砂轮精密磨削普通砂轮精密磨削1)精密磨削机理精密磨削机理 微刃的微切削作用微刃的微切削作用 切削的刃口增多,深度减小,切削的刃口增多,深度减小,Ra 微刃的等高切削作用微刃的等高切削作用(a)(a)砂轮砂轮 (b)(b)磨粒磨粒 (c)(c)微刃微
8、刃 (锐利、半钝化、钝化锐利、半钝化、钝化)磨粒具有微刃性和等高性磨粒具有微刃性和等高性南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系1)精密磨削机理精密磨削机理 微刃的滑擦、挤压、微刃的滑擦、挤压、抛光作用抛光作用 弹性变形的作用弹性变形的作用l FyFzFx l 砂轮具有退让性,砂轮具有退让性,反复光磨提高精度反复光磨提高精度南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系(2)精密磨削砂轮及砂轮的修整精密磨削砂轮及砂轮的修整 精密磨削砂轮精密磨削砂轮 磨料:易于产生和保持微刃及其等高性磨料:易于产生和保持微
9、刃及其等高性 钢和铸铁:刚玉类磨料钢和铸铁:刚玉类磨料 有色金属:碳化硅有色金属:碳化硅 粒度:粒度:46#60#结合剂:结合剂:金属类、陶瓷类结合剂金属类、陶瓷类结合剂 南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系 精密磨削砂轮的修整精密磨削砂轮的修整金刚石笔修整器金刚石笔修整器l修整导程:修整导程:1015mm/minl修整深度:修整深度:2.5m/str 初修初修l修整修整 精修精修 光修光修7080(a)金刚石笔修整器 (b)修整器与砂轮的相对位置南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系 精密磨
10、削砂轮的修整精密磨削砂轮的修整金刚石滚轮修整金刚石滚轮修整l烧结或电镀金刚石滚轮烧结或电镀金刚石滚轮l修整时间短修整时间短南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系 精密磨削砂轮的修整精密磨削砂轮的修整金刚石滚轮修整金刚石滚轮修整l烧结或电镀金刚石滚轮烧结或电镀金刚石滚轮l修整时间短修整时间短南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系 磨削用量磨削用量l砂轮速度:砂轮速度:1530m/s l工件速度:工件速度:612m/min l工件纵向进给:工件纵向进给:0.060.5mm/r l磨削深度:磨削深度:
11、0.62.5m/str l走刀次数:走刀次数:23str南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系2.超硬磨料砂轮磨削超硬磨料砂轮磨削 超硬磨料砂轮超硬磨料砂轮 金刚石砂轮金刚石砂轮 立方氮化硼砂轮立方氮化硼砂轮 特点特点 适合高硬度,高脆性和非金属材料适合高硬度,高脆性和非金属材料 磨削能力强磨削能力强 磨削力小,磨削温度低磨削力小,磨削温度低 磨削效率高磨削效率高 加工成本低加工成本低 南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系 磨削工艺磨削工艺 磨削用量磨削用量 磨削液磨削液 砂轮修整砂轮修整 磨
12、削速度:磨削速度:1230m/s 磨削深度:磨削深度:0.0010.01 工件速度:工件速度:1020m/min 纵向进给速度:纵向进给速度:0.451.5m/min 整形:车削法,磨削法整形:车削法,磨削法修锐:挤压滚扎,喷射、电加工法修锐:挤压滚扎,喷射、电加工法南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系南京航空航天大学机电学院机械制造及其自动化系v=27 m/s6420-2-4-60204681012弹性区塑性区切削区工件切入角实际磨削轨迹理想磨削轨迹弹性区塑性区切削区塑性区弹性区接触终点2=6.8切入角/()接触长度/mm3.2.2 超精密磨削加工超精密磨削加工1.超精密加工的机理超
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