精密和超精密磨料加工.ppt

六、超硬磨料砂轮磨削 超硬磨料砂轮磨削主要是指用金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮加工硬质合金、陶瓷、玻璃、半导体材料及石材等高硬度、高脆性材料。 1 超硬磨料砂轮磨削特点 1）可用来加工各种高硬度、高脆性金属材料和非金属材料，如硬质合金、陶瓷、玻璃、半导体、石材等。立方氮化硼砂轮磨削时，热稳定性好，化学惰性强，不易与铁素元素产生亲和作用和化学反应，加工黑色金属时，有较高的耐磨性。 2）磨削能力强，耐磨性好，耐用度高，易于控制加工尺寸及实现加工自动化。 3）磨削力小，磨削温度低，加工表面质量好，无烧伤、裂纹和组织变化。 4）磨削效率高。 5）综合成本低。 2 、超硬磨料砂轮磨削工艺 1）磨削液 磨削液的作用 磨削液的种类和组成 降低磨削温度，减少磨削力，改善磨削表面质量，提高磨削效率和砂轮寿命。 润滑、冷却、清洗性能，尚有渗透性、防锈性、防腐性、防火性、切削性和极压性等 油性液：成分是矿物油，如机油、轻质柴油、煤油，加入脂肪油和添加剂。 水溶性液：成分是水，如乳化液、无机盐水溶液和化学合成液等。 金刚石砂轮磨削时常用油性液和水溶性液，立方氮化硼砂轮磨削时用油性液，防止其高温水解。 2）超硬磨料砂轮磨削工艺 磨削用量 磨削速度 人造金刚石砂轮的磨削速度为12～30m/s，立方氮化硼砂轮的磨削速度为45～60m/s. 磨削深度 工件速度 一般为10～20m/min 纵向进给速度 一般在0.45～1.5m/min 磨削深度为0.002～0.01mm 整形 对砂轮进行微量切削，使砂 轮达到所要求的几何形状精 度，并使磨料尖端细微破碎， 形成锋利的磨削刃。 修锐 去除磨粒间的结合剂，使磨粒间有一定的容屑空间，并使磨刃突出于结合剂之外，形成切削刃。 3、 超硬磨料砂轮的修整 4、超硬磨料砂轮修整方法 车削法 用单点、聚晶金刚石笔，修整片等车削金刚石砂轮达到修整目的。 磨削法 用普通磨料砂轮或砂块与超硬磨料砂轮对磨进行修整，普通磨料磨粒被破碎，切削超硬磨料砂轮上的树脂、陶瓷、金属结合剂，致使超硬磨粒就会脱落。目前最为广泛采用的修整法。 车削法 4、超硬磨料砂轮修整方法 软钢磨削整形法 单滚轮法 双滚轮法 4 超硬磨料砂轮修整 滚压挤轧法 用碳化硅、刚玉、硬质合金或钢铁等制成修整轮，与超硬磨料砂轮在一定压力下进行自由对滚，使结合剂破裂形成容屑空间，并使超硬磨粒表面崩碎形成微刃。加入碳化硅、刚玉等游离磨料，依靠游离磨料挤轧作用进行修锐。 4、超硬磨料砂轮修整方法 喷射法 碳化硅和刚玉 4、超硬磨料砂轮修整方法 电加工法 电解修整法 利用电化学个腐 蚀作用蚀除金属结合 剂，多用于金属结合 剂砂轮的修锐，非金 属结合剂砂轮无效。 4、超硬磨料砂轮修整方法 电火花修整法 电火花放电加工，适用于各种金属结合剂砂轮。若在结合剂中加入石墨粉，可用于树脂、陶瓷结合剂砂轮。既可整形，又可修锐。 4、超硬磨料砂轮修整方法 超声波振动修整法 用受激振动的 簧片或超声波 振动头驱动的 幅板作为修整 器，并在砂轮 和修整器间放 入游离磨料撞 击砂轮的结合 剂，使超硬磨 粒突出结合剂。 4、超硬磨料砂轮的修整方法 第二节 精密研磨与抛光 手工研磨 挤压研磨 一、研磨加工的机理 1.研磨时磨料的工作状态 1）磨粒在工件与研具之间发生滚动，产生滚轧效果； 2）磨粒压入到研具表面，用露出的磨粒尖端对工件表面进行刻划，实现微切削加工； 3）磨粒对工件表面的滚轧与微量刻划同时作用。 属于游离磨粒切削加工,在刚性研具上注入磨料,在一定压力的作用下,通过研具与工件之间相对运动,借助磨粒的微切削作用,除去工件材料达到高的几何精度和表面光洁度的方法.其实质就是通过研具与工件之间相互修整，把研具本身的几何精度部分的复制到工件上. 2.硬脆材料的研磨 一部分磨粒由于研磨压力的作用，嵌入研磨盘表面，用露出的尖端刻划工件表面进行微切削加工；另一部分磨粒则在工件与研磨盘之间发生滚动，产生滚轧效果。在给磨粒加压时，就在硬脆材料加工表面的剪切(拉伸)应力最大部位产生微裂纹。当纵横交错的裂纹扩展并产生脆性崩碎形成磨屑，达到表面去除的目的。 磨粒在研 具和工件 之间 3.金属材料的研磨 当金属表面用硬度计压头压入时，只在表面产生塑性变形的压坑，不会发生脆性材料那样的破碎和裂纹。 研磨时，磨粒的研磨作用相当于极微量切削和磨削时的状态,且表面不会产生裂纹。由于磨粒是游离状态，不能形成连续的切削。 4、平面研磨使用的研具 1）特种玻璃，在加工平面的金属板上涂一层四氟乙烯或镀铅和铟； 优点：能得到高精度的平面 缺点：研具层寿命短 2）使用半软质研磨盘或软质研磨盘 优点：研磨出的表面变质层很小，表面粗糙度也很小； 缺点：研磨盘不易保持平面度 5、 精密平面