1、掌握球軸承超精技術,制造部 12月1日,砂輪的基礎理論,砂輪的基礎理論 砂輪是由許多刀刃（砂粒）所組成的結合體。 與利用單一車刀對工件進行加工的車削加工相比，用砂輪進行加工的方法被稱為研磨加工，即用許多的刀刃對工件進行加工。 對精度要求高的產(chǎn)品，比如汽車，軸承，光纖制品等領域的產(chǎn)品加工，均采用砂輪進行研磨加工。,砂輪的組織結構,砂輪由砂粒結合劑氣孔三部分組成。 砂粒是砂輪的刀刃，對工件進行研磨。結合劑是將砂粒固定，維持砂輪的形狀。 氣孔的作用是排除切削碎屑及起到冷卻作用以防止過熱。砂粒,砂粒,氣孔,結合劑,砂粒的種類 (1),熔化鋁金屬系列砂粒 A 因含有氧化鈦，故具有強韌的高強度、可適用的研

2、磨加工范圍較廣 23的純度在99.6%以下 WA 為高純度的鋁材質(zhì)，具有良好的切削性能，為白色的砂粒。23的純度在99.7%以上 32A 是由未經(jīng)過機械性粉碎來制作的砂粒組成具有非常高的韌性。 PW 為含有氧化鉻的砂粒、耐熱沖擊性能很好適用于加工不銹鋼材料的工件。,砂粒的種類(2),碳化硅系列砂粒 GC 具有高強度低韌性的特點、砂粒具有微小破碎的效果可以得到非常好的加工面。 混合砂粒 19A等 為了最大限度地發(fā)揮各種材質(zhì)的砂粒所具有的特性而混合加工成的、根據(jù)加工方法等不同進行不同的配方。,結合劑（）,以天然的長石，陶石等為主要原料，利用高溫燒結的方式將砂粒堅硬的結合在一起。 砂粒以橋結構互相結

3、合，具有非常高的硬度，基本上沒有彈性。橋結構具有很高的研磨能力，可以得到很好的研磨面。 最適用于對研磨工件進行精密加工，其結構的示意圖如下 熔化后的結合劑與砂粒的 表面發(fā)生反應形成牢固的 橋結構。,氣孔,砂粒,結合劑,橋結構示意圖,結合劑（）,砂粒以橋結構結合，產(chǎn)生砂輪的三大組成部分之一的氣孔，并且作為研磨刀刃的砂粒露出砂輪表面的量要比其他的結合劑來得多。 橋結構的橋的粗細，長短會影響研磨的切削度及加工粗細。橋長的話，即表示砂粒間的距離長，切削得快。橋細的話，砂粒的突出量較多，結合劑與被研磨的工件之間的摩擦減少，可以有充分的研磨能量傳遞到被加工工件上。 橋的強度，形狀等物理特性是選擇結合劑的重

4、要因素之一，與砂粒的反應性（濕性）等化學特性也不能無視。 另外，燒結過程中的熱膨脹，伸縮等性能在選擇結合劑也需要充分考慮。,氣孔,對工件進行研磨的最重要部分是砂粒，固定砂粒的是結合劑。與砂粒，結合劑相比起到輔助作用的是氣孔，因為氣孔的存在使砂輪發(fā)揮更好的性能。 氣孔的作用是抑制工件研磨時的發(fā)熱及除去研磨碎屑，氣孔的大小及數(shù)量會對砂輪的性能造成很大的影響。 自然氣孔指砂粒，結合劑在混合，攪拌，燒結的過程中自然生成的氣孔。 砂粒與結合劑進行混合攪拌及整形后，原料的砂粒與砂粒，砂粒與結合劑，結合劑與結合劑之間會產(chǎn)生空間，這就是氣孔。,研磨砂輪（）,研磨砂輪指的是用結合劑將作為刀刃的砂粒緊密的結合成固

5、體，與加工工件接觸用于研磨（除去金屬）的物體。研磨量砂粒結合劑對金屬進行研磨的過程中，砂粒起到刀刃的作用，砂粒不會發(fā)生脫落。 隨著研磨掉金屬的量的增加，對刀刃的負擔（負荷及熱沖擊）增多，引起刀刃的鈍化。砂輪是由許許多多的砂粒（刀刃）所組成的，雖然少量的刀刃有些鈍化，剩下的砂粒仍保持對工件的研磨能力。 但是，在砂輪表面的砂粒均鈍化后就會影響研磨效果，發(fā)生加工精度的惡化現(xiàn)象。 砂粒的刀刃處于鋒利狀態(tài)，具有高的研磨能力 為了改善砂粒的鈍化引起的研磨效果下降現(xiàn)象，可以進行修整（使新的砂粒露出表面）。,研磨砂輪（）,砂輪切削原理圖,結合劑,研磨,砂粒,修整,修整指的是整形，研磨工件等工序中所損耗的砂粒，

6、利用鉆石等將砂輪表面的砂粒重新恢復到可以正常研磨工件的狀態(tài)的工序。 殘留著修整時所產(chǎn)生的碎屑磨損后的刀刃 修整前的砂粒的刀刃處于鈍化狀態(tài)，其切削度不好。修整后雖然刀刃已經(jīng)修理整齊，但是修整碎屑卡在刀刃之間，切削度仍然會感覺到未被改善。隨著研磨使用的開始，卡在刀刃之間的碎屑被除去，切削度也會隨之被改善。,修整之前,修整之后,研磨加工開始后,修整為正常狀態(tài)的刀刃,殘留著修整時所產(chǎn)生的碎屑,磨損后的刀刃,砂輪修整過程,研磨液,研磨液（冷卻液）的作用是抑制研磨的發(fā)熱（抑制工件的熱變形，對砂粒刀刃進行冷卻），除去研磨碎屑，提高研磨效率及加工精度。 a) 油性研磨液 抑制研磨熱的效果良好，容易滲透入砂粒與

7、工件之間（接觸面），提高切削度及加工精度。 b) 水性研磨液 抑制研磨熱效果及滲透效果不如油性研磨液，但是沒有著火的危險，研磨后的工件清洗也容易。（但是，必須注意濃度的管理）,一、超精加工的作用,1、降低溝道表面粗糙度值； 2、降低溝道的圓度、波紋度； 3、提高溝道截面的幾何精度； 4、改善溝道表面的物理力學性能。,二、超精研的特點,超精研是指在良好的潤滑條件下，工件以一定的速度旋轉(zhuǎn)，同時用細粒度的油石以一定的壓力壓向工件加工表面，并且在垂直于工件旋轉(zhuǎn)方向作往復振蕩運動的一種加工方法。具有以下特點： 1）能有效地減少波紋度 2）改善溝道的溝形誤差 3）能使被超精表面產(chǎn)生壓應力 4）降低溝道表面

8、粗糙度 5）能使溝道工作表面的接觸面積增加,三、超精加工過程分析,超精加工一般可分為三個階段： 1、切削階段 2、半切削階段 3、光整階段,四、超精加工工藝參數(shù)的分析與選擇,1）切削角 切削角指加工表面上某點的切削速度方向和該點的實際運動方向之間的夾角 經(jīng)驗： 粗超加工時以去除磨削變質(zhì)層和加工余量為主，切削角應該選擇大，一般取2040 精超加工時以降低表面粗糙度值為主，切削角應該選擇小，通常在510之間較為合適,四、超精加工工藝參數(shù)的分析與選擇,2）油石的振動頻率 油石振動頻率的高低是決定超精加工效果的關鍵因素。振動頻率高，磨粒對工件的切削次數(shù)增加，切削作用強，反之就弱。,四、超精加工工藝參數(shù)

9、的分析與選擇,3）油石的振幅 油石的振幅越大，切削作用越強，生產(chǎn)效率越高，但表面質(zhì)量不好，不利于降低表面粗糙度值。 經(jīng)驗： 在粗超時，切削作用要強，應選擇較大的振幅，一般為35； 在精超時，為降低表面粗糙度，振幅應小一些，一般為13。,四、超精加工工藝參數(shù)的分析與選擇,4）工件速度 工件的圓周速度對超精加工也較大的影響，工件速度大時，切削角小，切削作用弱，有利于降低表面粗糙度。 經(jīng)驗： 通常在切削階段工件速度取1520米/秒在精超加工時，為降低表面粗糙度，工件速度一般取2535米/秒。,四、超精加工工藝參數(shù)的分析與選擇,5）油石壓力 油石作用于工件表面上的壓力越大，切削量就越大，加工效率就越高，但不利于降低工件的表面粗糙度，適合于粗超階段；油