精密和超精密磨料加工.ppt

1、用精密及超精密磨料加工、砂輪等磨料研磨、研磨、研磨、拋光黑色金屬、硬質(zhì)及脆性材料。軟銅、鋁等有色金屬一般用金剛石工具進(jìn)行超精密加工。精密及超精密磨料加工，第三章精密及超精密磨料加工分類，強(qiáng)化磨料加工：將磨料與結(jié)合劑結(jié)合，形成一定的形狀和強(qiáng)度，然后用燒結(jié)、涂層等方法制作砂輪、皮帶等磨料。用燒結(jié)法制作的砂輪、砂紙、油石等被稱為固結(jié)磨料的砂紙等，主要通過(guò)砂輪磨削、砂帶磨削等、精密和超精密加工分類、磨料或細(xì)粉結(jié)合劑粘合，形成一定形狀，具有一定強(qiáng)度，然后用燒結(jié)、粘合、涂層等方法研磨砂輪、砂紙、油石、砂帶等磨料，精密砂輪磨削：砂輪粒度60 # 80 #，加工精度1m，ra 0.025m；超精密砂輪磨削：砂

2、輪粒度W40W50，加工精度0.1m，Ra0.0250.008m .精密砂帶磨削：砂帶粒度W63W28，加工精度1m，ra 0.025；超精密砂帶磨削：砂帶粒度w28 w3，加工精度0.1m，Ra0.0250.008m .自由磨料加工：磨料不固定在一起，進(jìn)入自由狀態(tài)?，F(xiàn)有的方法主要有：磁力研磨、彈性發(fā)射、磨料噴射、磁流體研磨、液體研磨、研磨、研磨、研磨機(jī)器、研磨機(jī)器、砂輪、內(nèi)部研磨砂輪、砂輪磨頭、超硬磨料砂輪、平面金剛石砂輪、超硬磨料砂輪磨削特征是結(jié)合磨料和結(jié)合劑制成的特殊多病質(zhì)，砂輪表面每平方厘米約有60 1400個(gè)磨料，每個(gè)磨料顆粒相當(dāng)于刀齒。不僅能加工銅等軟材料，還能加工淬火鋼、硬質(zhì)合金

3、等硬材料和硬質(zhì)材料。砂輪線速度一般為35m/s，不僅在磨削時(shí)對(duì)工件表面有切削效果，而且在磨削區(qū)具有瞬時(shí)溫度高達(dá)1000c以上的強(qiáng)擠壓和摩擦效果。磨削特性，砂輪被修改為形成非常細(xì)的邊緣，以去除工件表面極薄的金屬層。磨削可獲得極高的加工精度和極細(xì)的表達(dá)粗糙度，磨削通?？蛇_(dá)到Ra 1.250.16m，鏡面磨削粗糙度Ra0.01m光滑表面。砂輪在磨削時(shí)部分鈍磨顆粒在特定條件下自動(dòng)脫落或破壞，使砂輪保持良好的磨削性能。第一次精密磨削(參見P38)，第一次精密磨削機(jī)理，精細(xì)磨削機(jī)制，微刀片微加工作用微刀片滑動(dòng)，摩擦，拋光，適合鋼、鐵、陶瓷、玻璃和其他硬脆性材料加工，第二次，磨削量，一般為6 12米/，不能

4、太高。否則，會(huì)導(dǎo)致燒傷、開裂或降低加工精度。加工工具易于振動(dòng)，3，精密砂輪，磨料，粒度，結(jié)合劑是影響砂輪性能的主要因素。精密磨削中使用的砂輪的選擇，原則是容易產(chǎn)生和保持美日及其高低。磨削鋼和鑄鐵時(shí)最好使用剛玉磨料，單晶剛玉最好，白色剛玉和鉻剛玉應(yīng)用最普遍。砂輪的粒度有兩種選擇：粗粒度和細(xì)分。結(jié)合劑選擇樹脂好，添加石墨填料，加強(qiáng)摩擦和拋光效果。(碳化硅磨料的韌性不好，不易形成高顯微刃，一般加工有色金屬)，磨料的選擇，一般磨料及硬質(zhì)磨料，180 # 240 #，一般磨料170/200 325/400硬質(zhì)磨料粗糙的加工細(xì)磨，粘合磨料，形成一定的形狀，具有一定的強(qiáng)度。樹脂結(jié)合劑、陶瓷結(jié)合劑(粗粒度)和

5、金屬結(jié)合劑。普通磨料的磨料含量以組織表示，超硬磨料的磨料含量以濃度表示。成形磨削、槽磨削、寬接觸面平面磨削高質(zhì)量濃度選擇；半磨、細(xì)磨選擇、中等質(zhì)量濃度；高精度、低表面粗糙度值的精密磨削和超精密磨削選擇精細(xì)、低質(zhì)量濃度。一般磨料的硬度低，意味著磨料顆粒容易脫落。沒(méi)有硬度項(xiàng)目指標(biāo)的硬質(zhì)合金磨料。高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，因離心力的作用而抵制自我破碎的能力。根據(jù)機(jī)床規(guī)格和加工，選擇磨料的形式和尺寸?；w材料與結(jié)合劑相關(guān)，金屬結(jié)合劑磨料主要使用鐵或銅合金。樹脂粘結(jié)劑采用鋁和合金或電熱木材；陶瓷結(jié)合劑磨料多用陶瓷。4、精密砂輪修整、砂輪修整是精密磨削的關(guān)鍵、單鉆石修整、金剛石粉末燒結(jié)整理裝置和金剛石超聲波修復(fù)等。砂輪

6、的修整量為修整引線、修整深度、修整次數(shù)和光修復(fù)次數(shù)。修剪進(jìn)退刀(縱向進(jìn)給)為10 15mm/min，修剪深度為2.5m/單沖程，微調(diào)次數(shù)為2 3次，光維修次數(shù)為1單沖程。超精密磨削，超精密磨削是加工精度在0.1m以上，表面粗糙度小于Ra0.025m的砂輪磨削方法，適用于加工鋼、鐵材料和陶瓷、玻璃等硬脆材料。磨削厚度可以小于粒子。鏡面磨削是屬于精密磨削和超精密磨削范疇的加工表面紋理達(dá)到Ra0.020.01m并具有鏡面等表面光澤的磨削方法。5，超精密磨削，1超精密磨削機(jī)理，單粒子磨削1)磨粒是具有彈性支撐(結(jié)合劑)和大負(fù)前角切削刃的彈性體。(2)拋光切削刃的切入深度從0打開時(shí)開始逐漸增大，達(dá)到最大

7、值時(shí)逐漸減小，最終到達(dá)0。3)磨粒研磨時(shí)，工件接觸時(shí)，彈性區(qū)域、塑性區(qū)域、切削區(qū)域、塑性區(qū)域、彈性區(qū)域依次開始。4)超精密磨削時(shí)有微切削、塑性流動(dòng)和彈性斷裂效果，有滑動(dòng)摩擦。各地區(qū)的形狀，2)單個(gè)磨粒研磨模型，研磨是無(wú)數(shù)磨粒的連續(xù)研磨。加工的本質(zhì)是毛坯無(wú)數(shù)次研磨表面，瞬間擠壓，通過(guò)摩擦變形，然后交替加工，形成交替表面的過(guò)程。研磨過(guò)程可分為三個(gè)階段：砂輪臺(tái)面上的磨粒接觸工件材料，發(fā)生彈性變形，磨粒繼續(xù)切入工件(切削深度增加)，工件材料進(jìn)入塑性階段，材料?；瑒?dòng)。當(dāng)塑性變形繼續(xù)增大時(shí)，當(dāng)力達(dá)到工件的強(qiáng)度極限時(shí)，由磨削層材料創(chuàng)建止裂槽。也就是說(shuō)，進(jìn)入切削階段，最后切削。磨削切入達(dá)到最大值后，經(jīng)過(guò)塑性和

8、彈性區(qū)域逐漸減少，最終以0結(jié)束。3)超精密磨削機(jī)理，6、超精密砂輪磨削，超硬磨料砂輪磨削主要是指用金剛石砂輪和立方氮化硼砂輪加工硬質(zhì)合金、陶瓷、玻璃、半導(dǎo)體材料和石材等硬度、高脆性材料。1硬質(zhì)合金磨料砂輪磨削特性，1)可用于加工硬質(zhì)合金、陶瓷、玻璃、半導(dǎo)體、石材等各種高硬度、高脆性金屬材料和非金屬材料。立方氮化硼砂輪具有良好的熱穩(wěn)定性，化學(xué)慣性強(qiáng)，與鐵元素友好，不易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，加工黑色金屬時(shí)耐磨性高。2)磨削能力、耐磨性、耐久性和加工尺寸控制和加工自動(dòng)化容易。3)磨削力小，磨削溫度低，加工表面質(zhì)量好，無(wú)燒傷、裂紋和組織變化。4)磨削效率。5)綜合成本低。2，硬質(zhì)合金砂輪磨削工藝，降低磨削溫度

9、，降低磨削力，提高磨削表面質(zhì)量，提高磨削效率和砂輪壽命。潤(rùn)滑、冷卻、清潔性能、滲透性、防銹、耐蝕性、防火、可加工性和極壓等，油液：成分是礦物油、柴油、煤油、脂肪油等礦物油。水溶性液體：成分是乳化液、無(wú)機(jī)鹽水溶液、化學(xué)合成液等水。鉆石砂輪一般是油性液體和水溶性液體，立方氮化硼砂輪被研磨成油性液體，防止高溫水解。2)超硬磨料砂輪磨削工藝，人造金剛石砂輪磨削速度12 30m/s，立方氮化硼砂輪磨削速度45 60m/S .一般為10 20m/min，一般為0.45 1.5m/min，去除磨粒之間的結(jié)合劑，在磨粒之間制造一定的頭屑空間，在接合混合物中擠出刀片，形成切削刃。3，超硬磨料砂輪修整，4，超硬磨

10、料砂輪修整方法，單點(diǎn)，多晶金剛石筆，修整板材等差金剛石砂輪修整目的。用普通磨料砂輪或砂塊和超硬磨料砂輪進(jìn)行研磨，普通磨料磨具顆粒破碎，超硬磨料磨具砂輪的樹脂，陶瓷，金屬結(jié)合劑切割，超硬磨料磨具顆?？赡苊撀?。目前使用最廣泛的穿衣方法。4、超硬磨料砂輪修整方法、單輪方法、雙輪方法、4秒硬磨料砂輪修整、碳化硅、剛玉、硬質(zhì)合金或鋼等制成的修整砂輪、超硬磨料砂輪在一定壓力下自由滾動(dòng)，結(jié)合劑破裂形成頭屑空間，超硬磨料表面粉碎形成微刃。加入碳化硅、剛玉等自由磨料，在玻璃磨料擠壓作用下進(jìn)行尖銳研磨。4、硬質(zhì)合金磨料砂輪修整方法，碳化硅和剛玉，4、超硬磨料砂輪修整方法，采用金屬結(jié)合劑電化學(xué)腐蝕的金屬結(jié)合劑，主要

11、是金屬結(jié)合劑砂輪修復(fù)鋒利，非金結(jié)合劑砂輪無(wú)效。4，適用于各種金屬結(jié)合劑砂輪的超硬磨料砂輪修整方法，EDM。接合劑中添加石墨粉末，可用于樹脂，陶瓷結(jié)合劑砂輪。可以整形，也可以修理。4，采用超硬磨料砂輪修整方法，采用感應(yīng)振動(dòng)的鉛或超聲波振動(dòng)頭驅(qū)動(dòng)的振片作為修整裝置，在砂輪和精加工裝置之間加入自由磨料碰撞砂輪的結(jié)合劑，超硬磨料顆粒突出結(jié)合劑。4，超硬磨料砂輪修整方法，第二精密研磨和拋光，擠壓研磨，1，研磨機(jī)理，1。磨料的工作狀態(tài)，1)磨料顆粒在工件和磨料之間滾動(dòng)，產(chǎn)生滾動(dòng)效果；2)磨料顆粒被壓在磨料表面，用暴露的磨料尖端雕刻工件表面，實(shí)現(xiàn)微細(xì)加工。3)磨料顆粒在工件表面的滾動(dòng)和微量同時(shí)工作。屬于自由

12、磨料顆粒切割，向剛性磨料注入磨料，在一定壓力下通過(guò)磨料與工件相反的方向移動(dòng)，通過(guò)磨料顆粒的微切削消除工件材料達(dá)到高幾何精度和表面拋光的方法。其本質(zhì)是通過(guò)磨料和工件之間的相互修飾，將研究本身的幾何精度部分復(fù)制到工件上。2.硬脆性材料的研磨，由于部分研磨壓力的作用，插入研磨盤表面，用暴露的尖端雕刻工件表面，進(jìn)行精細(xì)加工。另一個(gè)磨粒在工件和磨盤之間滾動(dòng)，產(chǎn)生滾動(dòng)效果。加壓磨粒時(shí)，硬脆性材料加工表面剪切(拉伸)應(yīng)力最大的部分會(huì)出現(xiàn)微裂紋。縱橫交錯(cuò)的裂紋變大，產(chǎn)生易碎的崩塌，形成磨石時(shí)，達(dá)到去除表面的目的。磨料和工件之間的磨料顆粒，3 .金屬材料研磨，金屬表面是硬度計(jì)，只有壓頭，表面產(chǎn)生塑料變形壓力坑，

13、不發(fā)生易碎材料等裂紋。研磨時(shí)磨粒的研磨相當(dāng)于極微量的切削和研磨時(shí)的狀態(tài)，表面沒(méi)有裂紋。磨料顆粒是自由狀態(tài)，不能形成連續(xù)切割。，4、平面磨削用的研究工具，1)特殊玻璃，加工平面的金屬板上有四氟乙烯或鉛電鍍和銦；優(yōu)點(diǎn)：可獲得高精度的平面缺點(diǎn)：研究材料的短壽命2)使用半軟研磨盤或軟研磨盤的優(yōu)點(diǎn)：研磨表面的變質(zhì)層小，表面粗糙度?。蝗秉c(diǎn)：研磨盤不易保持平面度，但僅使用5，精密平面研磨器，2，研磨機(jī)構(gòu)，1，研磨機(jī)構(gòu)：1)研磨顆粒的小塑料切割生成芯片，但幾乎沒(méi)有研磨顆粒的強(qiáng)制擠壓效果。2)用研磨和研磨器與工作流摩擦，使工作表面的凸凹平整。具有磨削特性，包括拋光盤，類似于磨削，加工表面質(zhì)量更高。磨料更細(xì)。磨料

14、是柔軟的材料。研磨脆性材料也不會(huì)產(chǎn)生裂紋。2，拋光盤，1)在特殊玻璃或表面上涂彈性材料或養(yǎng)老金的金屬光盤的優(yōu)點(diǎn)：能獲得高精度的平面缺點(diǎn)：光盤層壽命短2)半軟拋光盤(鉛盤、錫盤)或軟拋光盤(石蠟、瀝青等)的優(yōu)點(diǎn)：光澤表面變質(zhì)層小，表面粗糙度小缺點(diǎn)：光盤不易保持平面度，拋光工藝對(duì)光盤投擲的要求：保持高精度、高精度、磨削光盤、光盤投擲、3、精密磨削、拋光的主要技術(shù)要素，加工條件：有裂紋的殘余硬脆性材料和無(wú)裂紋金屬材料的加工條件不同。研磨方法：?jiǎn)蚊嫜心ズ碗p面研磨；磨床：工件必須能均勻加工，磨料磨損少，精度高。磨料和投擲盤：應(yīng)避免工作面磨損和彈性變形導(dǎo)致的精度下降。磨料：使用微細(xì)磨料顆粒、磨料顆粒對(duì)工件

15、非常淺的材料；加工液：具有拋光、去除芯片、冷卻和緩解不必要摩擦的效果。光盤，拋光方法，1彈性發(fā)射加工，最小切割直到原子層被切割為止，加工表面的晶格不變形，可以得到非常小的表面粗糙度和非常純的材料表面。加工原理的本質(zhì)是結(jié)合磨粒的擴(kuò)散和加速的小顆粒彈性射擊的機(jī)械作用。真空中有靜電的粉末粒子加速法、氣流或水流加速。3非接觸拋光，6非接觸拋光，2浮動(dòng)拋光，浮動(dòng)拋光是將具有金剛石車削的高平度平面和同心圓或螺旋凹槽的錫拋光盤固定在高剛度的底座上。磨料溶液是由顆粒大小為幾納米的微細(xì)顆粒研磨顆粒和液體混合而成的，然后浸入光盤中，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)螺絲刀，使工件和研磨裝置以不同的速度旋轉(zhuǎn)，拋光盤的特殊形狀、工件和研磨裝置具有足夠的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，并且在兩者之間有足夠的微細(xì)粉末研磨流動(dòng)，因此在工件和拋光盤