磨削过程及磨削原理

简述磨削加工的过程磨削加工是一种制造工艺，用于通过磨削材料表面来达到精度和表面质量的要求。

它是制造和维修高精度零件的重要工艺之一。

本文将详细介绍磨削加工的过程。

一、磨削加工概述磨削加工是通过磨粒与被加工物料之间的相互作用来去除材料表面，从而实现对工件尺寸、形状和表面质量的控制。

它通常用于制造高精度和高表面质量要求的零件，如汽车发动机、飞机发动机叶片、航天器部件等。

二、磨削加工类型1. 平面磨削：平面磨床用于对平坦表面进行加工，例如平板、底座等。

2. 内圆外圆磨削：内圆外圆磨床用于对轴类零件进行内外圆形的加工，例如轴承、齿轮等。

3. 立式磨削：立式磨床用于对大型或不规则形状的零件进行加工，例如航空发动机叶片。

4. 行星式磨削：行星式磨床用于对球形零件进行加工，例如轴承、球阀等。

三、磨削加工过程1. 磨削工具的选择：磨削工具的选择取决于被加工材料和要求的表面质量。

常见的磨削工具有砂轮、钻头、铰刀等。

2. 砂轮的选择：砂轮是最常用的磨削工具之一，它通常由胶结剂和磨粒组成。

不同类型的胶结剂和磨粒适用于不同类型的材料和表面质量要求。

3. 砂轮修整：在使用前，必须对砂轮进行修整以确保其平整度和圆度。

这可以通过专门的修整器来完成。

4. 砂轮安装：将修整后的砂轮安装在主轴上，并根据需要调整其位置和角度。

5. 加工参数设置：加工参数包括切速、进给速度、深度等。

这些参数取决于被加工材料和表面质量要求。

6. 加工过程控制：在加工过程中，必须控制切速、进给速度和深度等参数，并根据需要进行调整。

此外，还需要定期更换砂轮和清理加工区域。

四、磨削加工的优点和缺点1. 优点：磨削加工可以实现高精度和高表面质量要求，适用于各种材料和形状的零件加工。

2. 缺点：磨削加工成本较高，加工时间长。

此外，还存在一些问题，如砂轮易损坏、容易产生过热等。

五、总结磨削加工是制造高精度和高表面质量要求的零件的重要工艺之一。

它可以通过选择合适的磨削工具和调整加工参数来实现对零件尺寸、形状和表面质量的控制。

机械制造中的磨削工艺工作原理磨削工艺是机械制造领域中常用的一种加工方法，通过磨削可以改善工件表面的粗糙度和形状精度，提高工件的质量和表面光洁度。

磨削工艺的工作原理涉及到磨削机床、磨削磨具和工件之间的相互作用，下面将从这三个方面进行详细阐述。

1. 磨削机床磨削机床是磨削工艺中的重要设备，它提供了对磨削磨具和工件进行相对运动的基础。

磨削机床一般由主要部件和辅助部件组成，主要部件包括主轴、磨削头、工作台等。

主轴通过驱动磨削头产生旋转运动，磨削头带动磨削磨具对工件表面进行磨削。

2. 磨削磨具磨削磨具是磨削工艺中实际进行磨削的工具，它包括磨削粒子和磨具基体。

磨削粒子的选择和排列方式直接决定了磨削的效果。

常用的磨削粒子有氧化铝、碳化硅等，它们具有硬度高、耐磨性好等特点。

磨具基体起到支撑和固定磨削粒子的作用，常用的磨具基体有陶瓷、金属、树脂等材料制成。

在磨削工艺中，磨具与工件之间的相互作用是通过磨削粒子与工件表面的接触来实现的。

磨削粒子在磨削过程中对工件表面产生一定的切削力，切削力的大小与磨削粒子的硬度、粒度、磨削速度等因素相关。

磨削粒子与工件表面的接触越大，切削力越大，磨削效果越好。

3. 工作原理磨削工艺的工作原理可以概括为磨削磨具与工件表面的相互研磨作用。

当磨削工艺开始时，磨削磨具接触到工件表面，磨削粒子通过切削力对工件表面进行破坏和剥离，同时产生磨渣和切削热。

磨渣被磨削磨具和工作台带走，切削热则通过磨削磨具和冷却液排出。

磨削工艺的工作原理中还存在磨削力和磨削温度的问题。

在磨削过程中，磨削力对工件表面产生一定的切削和热变形，而磨削温度则会影响磨削粒子与工件表面的接触。

过高的磨削力和磨削温度会导致工件表面的质量下降和工具的损坏。

为了提高磨削工艺的效果，需要采取适当的磨削参数和技术手段。

磨削参数包括磨削速度、进给量等，它们的选择需要考虑到工件材料、磨削粒度和切削力等因素。

技术手段包括冷却液的使用、磨削液的选用等，它们可以有效降低磨削温度和防止损伤。

磨削加工过程及典型加工工序一、引言磨削加工是一种常用于金属工件加工的方法，它通过利用磨料与工件表面的相对运动，在高速旋转的磨具的作用下，将工件表面的硬度较高、粗糙度较高的层状材料切削去除，从而使工件达到精度更高、光洁度更好的目的。

本文将介绍磨削加工的原理、典型加工工序以及注意事项。

二、磨削加工的原理磨削加工是一种磨削剂与工件表面之间的相对运动产生磨削力的加工方法。

在磨削过程中，磨料与磨具之间的接触是点、线、面三种形式的交替进行，从而形成切削力。

这种切削力的作用下，磨具将工件表面的层状材料切削去除，使得工件表面达到更高的精度和光洁度。

三、典型磨削加工工序1. 平面磨削平面磨削是指对平面工件进行磨削加工的工序。

它是磨削加工中最常见的一种工序，广泛应用于各个领域的加工过程中。

平面磨削的主要步骤包括：确定磨削的位置和方向，选择合适的磨具和磨料，进行粗磨和精磨，最后进行抛光。

平面磨削的参数包括磨削速度、工件进给速度、磨削深度等。

2. 内圆磨削内圆磨削是指对内圆工件进行磨削加工的工序。

它是磨削加工中一种较为复杂的工序，需要使用专门的磨削装置和磨具。

内圆磨削的主要步骤包括：确定磨削位置、选择合适的磨具和磨料，进行粗磨和精磨，最后进行抛光。

内圆磨削的参数包括磨削速度、工件进给速度、磨削深度等。

3. 外圆磨削外圆磨削是指对外圆工件进行磨削加工的工序。

它是磨削加工中一种比较常见的工序，广泛应用于各个领域的加工过程中。

外圆磨削的主要步骤同样包括：确定磨削位置、选择合适的磨具和磨料，进行粗磨和精磨，最后进行抛光。

外圆磨削的参数也包括磨削速度、工件进给速度、磨削深度等。

4. 带状磨削带状磨削是指对宽度较大的工件进行磨削加工的工序。

它是磨削加工中一种较为特殊的工序，需要使用带状磨削装置和特殊的磨具。

带状磨削的主要步骤与其他磨削工序类似，但需要特别注意工艺参数的调整和对磨削带的管理。

四、磨削加工注意事项在进行磨削加工时，需要注意以下几点： 1. 选择合适的磨具和磨料。

成形磨削的加工原理
成形磨削是一种通过磨削砂轮的旋转来加工工件的方法。

它的加工原理主要包括以下几个步骤：
1. 砂轮进给：砂轮被安装在磨床的主轴上，并以高速旋转。

工件被安装在工作台上，然后由工作台控制移动。

砂轮和工件之间有一个逐渐减小的间隙。

2. 磨粒切削：砂轮的旋转会使磨粒与工件接触并切削工件表面。

磨粒是在砂轮上固定的砂粒，具有尖锐的边缘。

当磨粒与工件接触时，通过切削和抛光的作用，将工件表面的材料去除。

3. 磨屑去除：在磨削过程中，被去除的工件材料以磨屑的形式产生。

这些磨屑会被冲洗液或喷气等方法及时清除，以防止堵塞磨削过程并影响加工质量。

4. 磨削力的形成：在磨削过程中，磨粒对工件表面施加力，使其发生变形和剥离。

这些力包括切削力、磨削力和垂向力。

切削力是指磨粒对工件的切割力，垂向力是指砂轮对工件施加的垂直力，磨削力是指切削力和垂向力的合力。

总的来说，成形磨削通过砂轮的旋转和磨粒的切削作用，将工件表面的材料去除，从而达到精加工和改善工件表面质量的目的。

加工原理的关键在于砂轮和工件之间的切削作用和力的相互作用。

磨削加工原理
磨削加工是一种常见的金属加工方法，通过磨削工具对工件进
行切削，以达到精密加工的目的。

磨削加工原理是在磨削过程中，
磨料颗粒不断接触工件表面，将工件表面的金属材料逐渐磨除，从
而形成所需的形状和尺寸。

磨削加工原理的关键在于磨料颗粒与工件表面的接触。

在磨削
过程中，磨料颗粒以一定的速度和压力接触工件表面，通过不断的
摩擦和冲击作用，磨削掉工件表面的金属材料。

这种磨削过程需要
一定的能量输入，通常是通过旋转的磨削工具或者工件本身的旋转
来提供。

磨削加工原理的另一个重要方面是磨削工具的选择和使用。

不
同的磨削工具适用于不同的工件材料和加工要求。

常见的磨削工具
包括砂轮、砂带、砂纸等，它们的磨料颗粒大小、形状和硬度都会
影响磨削加工的效果。

此外，磨削工具的转速、进给速度、磨削压
力等参数也会对磨削加工产生影响。

在磨削加工原理中，还需要考虑磨削过程中产生的热量和磨屑。

磨削过程中，由于摩擦和冲击作用，会产生大量的热量，如果不能
及时散去，会对工件和磨削工具造成损坏。

同时，磨削过程中产生的磨屑也需要及时清除，以免对加工质量产生影响。

总的来说，磨削加工原理是通过磨料颗粒不断接触工件表面，将工件表面的金属材料逐渐磨除，从而实现精密加工的目的。

在实际应用中，需要根据工件材料和加工要求选择合适的磨削工具和加工参数，同时要注意散热和清屑，以确保磨削加工的效果和质量。

手动磨床操作基本知识
手动磨床是一种传统的加工工具，被广泛用于金属加工行业中。

以下是手动磨床操作的基本知识：
1. 磨削原理：手动磨床的磨削原理是利用磨石对工件进行磨削。

工件通过手动移动，与磨石接触，实现磨削的目的。

2. 磨石的选择：磨石是手动磨床的重要工具，根据不同的加工需求选择不同的磨石。

常见的磨石有砂轮、砂带等。

3. 工件夹持：在手动磨床上加工工件时，需要将工件夹持在工作台上。

通常使用螺钉或夹具夹持工件，保证工件的稳定性。

4. 磨削操作：在磨削之前，需要确保磨石与工件有一定的间隙。

然后通过手动操作，使磨石接触到工件表面。

注意保持适当的压力和速度，避免过度磨削。

5. 常见问题及处理：在手动磨床操作中，可能会遇到一些问题，如磨石磨损不均匀、工件表面不平整等。

这时可以根据具体情况进行调整磨石或工件的位置。

6. 安全操作：使用手动磨床时，应戴上防护眼镜、手套等安全装备，避免发生意外伤害。

同时，要注意磨削过程中的颗粒飞溅，尽量避免直接触摸磨削区域。

以上是手动磨床操作的基本知识，熟悉并掌握这些知识，可以帮助操作者安全高效地使用手动磨床进行加工。

《金属切削原理》第十二章：磨削加工详解磨削用于加工坚硬材料及精加工、半精加工内圆磨削外圆磨削平面磨削普通平面磨削圆台平面磨削超精磨削加工第一节砂轮的特性及选择砂轮由磨料、结合剂、气孔组成特性由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织决定一、磨料分为天然磨料和人造磨料人造磨料氧化物系刚玉系（Al2O3）碳化物系碳化硅系碳化硼系超硬材料系人造金刚石系立方氮化硼系二、粒度表示磨粒颗粒尺寸的大小＞63µm号数为通过筛网的孔数／英寸（25.4mm）机械筛分一般磨粒＜63µm号数为最大尺寸微米数（W）显微镜分析法微细磨粒精磨细粒降低粗糙度粗磨粗粒提高生产率高速时、接触面积大时粗粒防烧伤软韧金属粗粒防糊塞硬脆金属细粒提高生产率国标用磨粒最大尺寸方向上的尺寸来表示三、结合剂作用：将磨料结合在一起，使砂轮具有必要的强度和形状1、陶瓷结合剂（A）常用由黏土等陶瓷材料配成特点：粘结强度高、耐热、耐酸、耐水、气孔率大、成本低、生产率高、脆、不能承受侧向弯扭力2、树脂结合剂（S）切断、开槽酚醛树脂、环氧树脂特点：强度高、弹性好、耐热性差、易自砺、气孔率小、易糊塞、磨损快、易失廓形、与碱性物质易反应、不易长期存放3、橡胶结合剂（X）薄砂轮、切断、开槽、无心磨导轮人造橡胶特点：弹性好、强度好、气孔小、耐热性差、生产率低4、金属结合剂（Q）磨硬质合金、玻璃、宝石、半导体材料青铜结合剂（制作金刚石砂轮）特点：强度高、自砺性差、形面成型性好、有一定韧性四、硬度在磨削力作用下，磨粒从砂轮表面脱落的难易程度分为超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬工件材料硬砂轮软些防烧伤工件材料软砂轮硬些充分发挥磨粒作用接触面积大软砂轮精度、成形磨削硬砂轮保持廓形粒度号大软砂轮防糊塞有色金属、橡胶、树脂软砂轮防糊塞五、组织磨粒、气孔、结合剂体积的比例关系分为：紧密（0～3）、中等（4～7）、疏松（8～14）（磨粒占砂轮体积％↘）气孔、孔穴开式（与大气连通）占大部分，影响较大闭式（与大气不连通）尺寸小、影响小开式空洞型蜂窝型前两种构成砂轮内部主要的冷却通道管道型5～50µm六、砂轮的型号标注形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、允许最高圆周线速度P300x30x75WA60L6V35外径300，厚30，内径75第二节磨削运动一、磨削运动1、主运动砂轮外圆线速度 m/s2、径向进给运动进给量fr 工件相对砂轮径向移动的距离间歇进给 mm/st 单行程mm/dst 双行程连续进给 mm/s3、轴向进给运动进给量fa 工件相对砂轮轴向的进给运动圆磨 mm/r平磨 mm/行程4、工件速度vw线速度 m/s二、磨削金属切除率ZQ＝Q/B＝1000·vw·fr·fa/B mm^3/(s·mm)ZQ：单位砂轮宽度切除率Q：每秒金属切除量用以表示生产率B：砂轮宽度三、砂轮与工件加工表面接触弧长lc＝sqrt(fr·d0)影响参加磨削磨粒数目及磨粒负荷，容屑，冷却条件四、砂轮等效直径将外圆（内圆）砂轮直径换算成接触弧长相等的假想平面磨削的砂轮直径结论：对砂轮耐用度影响内圆＞平面＞外圆第三节磨削的过程一、单个磨粒的磨削过程磨粒的模型锐利120°圆锥钝化半球实际磨粒：大的负前角，大的切削刃钝圆半径滑擦、耕犁、切削滑擦：（不切削，不刻划）产生高温，引起烧伤裂纹耕犁：（划出痕迹）磨粒钝或切削厚度小于临界厚度，工件材料挤向两侧隆起切削：切削厚度大于临界厚度，形成切屑v↑→隆起↓（线性）塑性变形速度＜磨削速度二、磨削的特点1、精度高、表面粗糙度小高速、小切深、机床刚性2、径向分力Fn较大多磨粒切削3、磨削温度高磨粒角度差、挤压和摩擦、砂轮导热差4、砂轮的自砺作用三、磨削的阶段1、初磨阶段实际磨深小于径向进给量2、稳定阶段实际磨深等于径向进给量3、清磨阶段实际磨深趋向于0提高生产率缩短1、2提高质量保证3第四节磨削力及磨削功率一、磨削力的特征分解成三个分力Ft切向力 Fn法向力 Fa轴向力特征：1、单位切削力k很大磨粒几何形状的随机性和参数的不合理性7000～20000kgf/mm^2 其他切削方式k＜700kgf/mm^22、Fn值最大Fn/Ft 通常2.0～2.5工件塑性↓、硬度↑→Fn/Ft↑切深小，砂轮严重磨损 Fn/Ft 可达5～103、磨削力随磨削阶段变化初磨、稳定、光磨二、磨削力及磨削功率摩擦耗能占相当大的比例（70～80％）切向力（N）：Ft＝9.81·(CF·(vw·fr·B/v)+µ·Fn)径向力（N）：Fn＝9.81·CF·(vw·fr·B/v)·tan(α)·(π/2) vw：工件速度v：砂轮速度fr：径向进给量B：磨削宽度CF：切除单位体积切屑所需的能 kgf/mm^2µ：工件－砂轮摩擦系数α：假设粒度为圆锥时的锥顶半角磨削功率P＝Ft·v/1000 Kw理论公式精度不高，常用实验测定（顶尖上安装应变片）第五节磨削温度耕犁、滑擦和形成切屑的能量全部转化成热，大部分传入工件一、磨削温度砂轮磨削区温度θA：砂轮与工件接触区的平均温度影响：烧伤、裂纹的产生磨粒磨削点温度θdot：磨粒切削刃与切屑接触部分的温度温度最高处，是磨削热的主要来源影响：表面质量、磨粒磨损、切屑熔着工件温升：影响：工件尺寸、形状精度受影响二、影响磨削温度的因素切削液为降温的主要途径1、工件速度对磨粒磨削点温度的影响大于砂轮速度vw↑→acgmax↑→F↑→θdot↑大v↑→acgmax↓→θdot↑小→摩擦热↑↗acgmax：单个磨粒最大切削厚度 mm假设：磨粒前后对齐，均匀分不在砂轮表面平面磨：acgmax=(2·vw·fa/(v·m·B))sqrt(fr/dt)外圆磨：acgmax=(2·vw·fa/(v·m·B))sqrt((fr/dt)+(fr/dw))dt：砂轮直径m：每毫米周长磨粒数用于定性分析2、径向进给量Frfr↑→acgmax↑→θdot↑fr↑→接触区↑→同时参加切削磨粒数↑→θA↑3、其他因素fa↑→θdot↑、θA↑工件材料硬度↑、强度、↑韧性↑→θdot↑、θA↑θA↑→工件温升↑vw↑→被磨削点与砂轮接触时间↓→工件温升↗三、磨削温度的测量（热电偶）第六节砂轮的磨损及表面形貌一、砂轮的磨损类型磨耗磨损磨粒磨损破碎磨损磨粒或结合剂破碎（取决于磨削力与磨粒、结合剂强度）破碎磨损消耗砂轮多磨耗磨损通过磨削力影响破碎磨损阶段初期磨损磨粒破碎磨损（个别磨粒受力大，磨粒内部应力与裂纹）二期磨损磨耗磨损三期磨损结合剂破碎磨损二、砂轮的耐用度T砂轮相邻两次修整期间的加工时间 s各因素通过平均切削厚度来影响T经验公式：T=6.67·(dw^0.6)·km·kt/(10000·(vw·fa·fr)^2)dw：工件直径kt：砂轮直径修正系数km：工件材料修正系数粗磨时间常用单位时间内磨除金属体积与砂轮磨耗体积之比来选择砂轮三、砂轮的修整作用去除钝化磨粒或糊塞住的磨粒，使新磨粒露出来增加有效切削刃，提高加工表面质量工具单颗金刚石、单排金刚石、碳化硅修整轮、电镀人造金刚石滚轮、硬质合金挤压轮等使用单颗金刚石：导程小于等于磨粒平均直径，每颗磨粒都能修整深度小于等于磨粒平均直径，提高砂轮寿命四、表面形貌单位面积上磨粒数目越多→acgmax↓→磨粒受力↓→磨粒寿命↑→T↑磨粒高度分布越均匀→粗糙度↓磨粒间距均匀性越好→粗糙度↓第七节磨削表面质量与磨削精度一、表面粗糙度比普通切削小小于 Ra2～4µmvw↓、v↑、R工↑、R砂↑、细粒度→粗糙度↓细粒度→m↑→粗糙度↓B↑→acgmax↓→粗糙度↓磨粒等高性好→粗糙度↓二、机械性能1、金相组织变化烧伤：C↑、合金元素↑→导热性↓→易烧伤高温合金↑→磨削功率↑→θA↑→易烧伤影响：破坏工件表层组织，产生裂纹，影响耐磨性和寿命2、残余应力原因：相变引起金相组织体积变化温度引起热胀冷缩和塑性变形的综合结果光磨10次残余应力减少2～3倍光磨15次残余应力减少4～5倍fa↓、fr↓→拉应力↓3、磨削裂纹磨削速度垂直方向上的裂纹（局部高温急冷造成热应力）三、磨削精度1、磨床与工件的弹性变形2、磨床与工件的热变形3、砂轮磨损导致形状尺寸变化3、磨床与工件振动研磨加工是应用较广的一种光整加工。

磨刀器的工作原理和原理解析磨刀器作为一种家庭工具，广泛应用于磨刀、修整工具、刃具等领域。

它通过磨石的旋转和磨刀面板的操作，能够迅速、高效地磨削刀具，使其恢复锋利。

本文将对磨刀器的工作原理和原理解析进行详细讨论，并介绍不同类型磨刀器的特点。

一、磨刀器的工作原理磨刀器的工作原理相对简单，它主要通过以下几个步骤实现磨刀的功能：1. 磨石旋转：磨刀器的核心部件是磨石，这是一种具有较高硬度的磨料。

当打开磨刀器开关时，磨石会开始旋转，提供磨削力量和表面。

2. 磨削角度设定：在磨刀器中，通常会设定不同的磨刀角度，以适应不同刀具的磨削需求。

用户可以通过调整磨刀角度设定杆来实现这一功能。

3. 刀具定位：用户需要将待磨刀具放置在磨刀器的刀具定位架上，以确保刀具与磨石的接触角度正确，从而实现有效的磨削。

4. 磨削操作：一旦刀具正确定位，用户只需将刀具缓慢地移动到磨石上，保持一定的压力和角度，并左右来回地进行操作。

这样磨石的旋转会抛掷出磨料，产生磨削作用。

5. 磨削后处理：磨刀过程中，磨屑会堆积在刀具上，因此需要注意及时清理并检查磨削效果。

如有需要，可以进行多次磨削，直到恢复刀具的锋利度。

二、不同类型磨刀器的特点1. 电动磨刀器：电动磨刀器是目前市场上较为常见的磨刀器类型。

它使用电动机驱动磨石旋转，并配有调节磨刀角度的装置。

电动磨刀器通常可以磨削不同类型的刀具，如刀片、钝头、锯片等。

由于电动驱动，操作相对方便快捷，适用于一般家庭使用。

2. 手动磨刀器：手动磨刀器是另一种常见的磨刀器类型，它没有电动设备，需要通过人力操作完成工作。

手动磨刀器通常较小巧便携，适用于户外使用或频繁携带。

操作过程中需要一定的力量和技巧，但磨刀角度和压力可以更加精准地控制，适合经验更丰富的用户。

3. 水冷磨刀器：水冷磨刀器在磨刀的同时，通过水的循环冷却，以降低温度和减少磨屑对磨石的影响。

这种磨刀器适用于较长时间的磨刀操作，可以有效延长磨石使用寿命。