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工艺与检测ELID 精密镜面内孔磨削技术的应用哈尔滨工业大学 关佳亮 袁哲俊 张飞虎 摘要 采用金属基超硬磨料砂轮和在线电解修整(ELID)技术对碳化硅陶瓷、工具钢等材料进行精密镜面内孔磨削,得到了表面粗糙度R a 0.02～0.035 m 的加工表面。
关键词 在线电解修整(ELID ) 镜面磨削 磨削效果 在线电解修整(ELID)精密镜面磨削技术具有效率高、加工精度高、表面质量好、加工装置简单及适应加工材料广等特点。
目前,ELID 磨削技术在日本获得了广泛的应用,有几十家大公司将它用于实际生产。
加工材料包括各种黑色金属和非金属硬脆材料。
应用行业涉及电子、机械、光学、仪表、汽车等许多领域。
由于ELID 磨削技术的优点,加之具有广泛的应用前景,使得ELID 磨削技术受到各国的重视。
我国以哈尔滨工业大学袁哲俊教授为首的ELID 研究室,致力于ELID 磨削技术的机理研究和应用技术的开发,继成功地在平面磨床和外圆磨床上实现ELID 磨削之后,又成功地开发了用于M G 1420E 万能外圆磨床的内孔ELID 磨削实验系统,实现了ELID 精密镜面内孔磨削。
1 ELID 镜面磨削的基本原理 图1是ELID 精密镜面磨削机理的示意图。
它针对金属结合剂金刚石和CBN 砂轮难于修整的特点,利用在线电解修整作用,连续修整砂轮来获得恒定的出刃高度和良好的容屑空间。
同时,随着电解过程的进行,在砂轮表面逐浙形成一层钝化膜,阻止电解过程继续进行,使砂轮损耗不致太快,当砂轮表面的磨粒磨损后,钝化膜被工件表面磨屑刮擦去除,电解过程得以继续进行,对砂轮表面进行修整。
上述过程循环进行,既避免了砂轮过快消耗,又自行保持砂轮表面的磨削能图1 ELID 精密磨削机理示意图力。
2 内孔磨削的ELID 装置2.1 MG1420E 万能外圆磨床上的内孔磨削电解装置如图2所示装置实现了在小直径内孔加工过程中的ELID 磨削。
(a)电解过程 (b)磨削过程图2 内孔磨削ELID 电解装置结构示意图电解装置在设计中应注意以下几点:电极用不锈钢制造;电极在径向和轴向双向可调,以保证其与砂轮间隙控制在0.1～1.5mm 范围内;电解磨削液喷嘴位置应使电解磨削液充满整个电极与砂轮之间的间隙,以保证砂轮充分电解; 电极应与机床充分绝缘。
精密与超精密磨削技术国内外都采用超精密磨削、精密修整、微细磨料磨具进行亚微米级以下切深磨削的研究以精密与超精密磨削技术国内外都采用超精密磨削、精密修整、微细磨料磨具进行亚微米级以下切深磨削的研究以获得亚微米级的尺寸精度。
微细磨料磨削用于超精密镜面磨削的树脂结合剂砂轮的金刚石磨粒平均直径可小至4 μm。
日本用激光在研磨过的人造单晶金刚石上切出大量等高性一致的微小切刃对硬脆材料进行精密磨削加工效果很好。
超硬材料微粉砂轮超精密磨削主要用于磨削难加工材料精度可达0.025 μm。
日本开发了电解在线修整ELID超精密镜面磨削技术使得用超细微或超微粉超硬磨料制造砂轮成为可能可实现硬脆材料的高精度、高效率的超精密磨削。
作平面研磨运动的双端面精密磨削技术其加工精度、切除率都比研磨高得多且可获得很高的平面度在工具和模具制造中磨削是保证产品的精度和质量的最后一道工序。
技术关键除磨床本身外、磨削工艺也起决定性的作用。
在磨削脆性材料时由于材料本身的物理特性切屑形成多为脆性断裂磨剂后的表面比较粗糙。
在某些应用场合如光学元件这样的粗糙表面必须进行抛光它虽能改善工件的表面粗糙度但由于很难控制形状精度抛光后经常会降低。
为了解决这一矛盾在80年代末日本和欧美的众多公司和研究机构相继推回了两种新的磨削工艺塑性磨削Ductile Grinding和镜面磨削Mirror Grinding。
1塑性磨削它主要是针对脆性材料而言其命名来源出自该种工艺的切屑形成机理即磨削脆性材料时切屑形成与塑性材料相似切屑通过剪切的形式被磨粒从基体上切除下来。
所以这种磨削方式有时也被称为剪切磨削Shere Mode Grindins。
由此磨削后的表面没有微裂级形成也没有脆必剥落时的元规则的凹凸不平表面呈有规则的纹理。
塑性磨削的机理至今不十分清楚在切屑形成由脆断向逆性剪切转变为塑断这一切削深度被称为临界切削深度它与工件材料特性和磨粒的几何形状有关。
一般来说临界切削深度在100μm以下因而这种磨削方法也被称为纳米磨削Nanogrinding。
硬脆材料的elid精密镜面磨削机理和技术的研究硬脆材料的ELID精密镜面磨削机理和技术的研究一、引言硬脆材料的磨削一直以来都是制约高精度加工的瓶颈之一。
传统的研磨技术在处理硬脆材料时容易产生较大的划痕和组织损伤，严重影响了工件的表面质量和性能。
近年来，电解抛光镜面磨削（ELID）技术在硬脆材料加工领域得到了广泛应用，具有磨削精度高、表面质量良好以及工件材料损伤小的优点。
本文将从机理和技术两个方面探讨硬脆材料的ELID精密镜面磨削。
二、ELID精密镜面磨削机理1. 基本原理ELID精密镜面磨削是在研磨过程中通过在磨粒、砂轮和工件间施加低电压直流电进行电化学反应，从而实现对硬脆材料表面的精密磨削。
磨削过程中，磨粒、砂轮和工件形成一个电解质层，该电解质层能够加速磨削产物的去除、减小热量的输送并改善磨削表面的质量。
2. 电化学反应机理ELID精密镜面磨削的关键在于砂轮表面形成了一层硬脆材料的致密抛光层。
这是通过电化学反应实现的，其中砂轮表面的氧化层在电解质中发生电离，生成OH-离子和氧化铁或氧化铁的混合物，进而与硬脆材料的表面发生反应形成致密抛光层。
3. ELID电解质的选择ELID磨削中的电解质是影响磨削效果的一个重要因素。
常用的电解质有硫酸、硝酸及其混合物等。
不同的电解质对于磨削表面的质量、磨削速度和电解质的消耗等方面都有影响。
三、ELID精密镜面磨削技术1. 砂轮制备技术ELID磨削中的砂轮具有较高的表面质量，其制备技术对于磨削效果和表面质量具有重要影响。
常见的砂轮制备技术包括经典ELID制备技术和局部ELID制备技术。
2. 加工参数优化不同硬脆材料的ELID精密镜面磨削过程中，加工参数的优化是关键。
加工参数包括电流密度、砂轮粒度、进给速度等，这些参数会直接影响砂轮磨削效率、磨粒尺寸和表面质量。
3. 先进监测技术ELID精密镜面磨削过程中的质量控制是确保加工效果的关键。
随着先进监测技术的发展，通过磨削力、磨削声音、表面温度等多参数监测，可以及时调整磨削参数，提高加工效率和表面质量。
GCr15轴承钢的ELID高效精密磨削的实验研究王咏莉;王春健;关佳亮;王志伟;朱莉莉【摘要】采用在线电解(ELID)磨削技术对GCr15轴承钢进行超精密镜面磨削实验.实验表明:电极间隙、磨削深度和砂轮线速度是影响表面加工质量的主要因素.当电极间隙为0.5～1 mm、磨削深度在0.1μm、砂轮线速度为在16～20 m/s时,磨削效果达到最佳,获得了Ra0.006 μm的已加工表面.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2013(000)010【总页数】3页(P78-80)【关键词】GCr15轴承钢;ELID磨削;表面粗糙度;磨削参数【作者】王咏莉;王春健;关佳亮;王志伟;朱莉莉【作者单位】北京卫星制造厂,北京100190;北京卫星制造厂,北京100190;北京工业大学机械工程与应用电子技术学院,北京100124;北京工业大学机械工程与应用电子技术学院,北京100124;北京工业大学机械工程与应用电子技术学院,北京100124【正文语种】中文【中图分类】TG58GCr15轴承钢是一种最常用的高铬轴承钢，具有良好的耐磨性、淬透性、尺寸稳定性和抗蚀性，热处理后可获得高而均匀的硬度，被广泛应用于航空航天、汽车制造、铁路运输和国防工业等领域。
随着科学技术的发展，传统的加工方法难以满足对GCr15的精密超精密加工要求。
传统的加工方法加工工序多、效率低、成本高。
在线电解修整(ELID)磨削技术是对金属结合剂超硬磨料超微细砂轮在线修整、修锐的复合磨削技术，它有别于电解磨削、电火花磨削，具有以下显著特点:磨削过程具有良好的稳定性和可控性，易于实现磨削过程的最优化;加工精度高，表面裂纹少，表面质量好;适应性广泛，磨削效率高;装置简单，成本低，推广性强等［1］。
本文采用ELID磨削技术对GCr15轴承钢进行超精密镜面磨削实验，探究磨削时的电极间隙、磨削深度和砂轮线速度对加工质量的影响，优化试验参数后获得Ra0.006 μm的加工表面。
先进制造技术课程大作业2014年10月ELID超精密磨削技术综述蔡智杰天津大学机械工程学院机械工程系2014级硕士生摘要：金属基超硬磨料砂轮在线电解修整(Electrolytic In-process Dressing, 简称ELID)磨削技术作为一种结合传统磨削、研磨、抛光为一体的复合镜面加工技术，开辟了超精密加工的新途径，具有广发的应用价值。
本文将从工作原理、磨削机理、工艺特点、影响因素及磨削机床的分类等方面系统地介绍ELID超精密磨削技术，并通过分析国内外研究应用状况，阐述该技术在精密加工制造行业的应用发展前景。
关键词：在线电解修整(ELID) 超精密镜面加工金属基超硬磨料砂轮硬脆材料磨削机理0 引言随着制造行业的飞速发展，硬质合金、工程陶瓷、光学玻璃、玻璃陶瓷、淬火钢及半单晶硅等硬脆难加工材料得到广泛应用，寻求低成本、高效率的超精密加工技术的研究工作正在广泛开展。
超精密镜面磨削技术是一种借助高性能的机床、良好的工具(砂轮)、完善的辅助技术和稳定的环境条件，控制加工精度在0.1μm级以下、表面粗糙度Ra<0.04μm甚至Ra<0.01μm的磨削方法[1]。
然而，由于传统磨削工艺效率低、磨削力大、磨削温度高，且砂轮极易钝化、堵塞而丧失切削性能，从而造成加工面脆性破坏，加工质量恶化，难以满足高精度、高效率的加工要求。
随着砂轮精密修整技术的发展及超微细粒度砂轮的使用，将磨削加工的材料去除工作引入到一个新的领域。
ELID磨削技术是应用电化学反应的非传统材料去除技术来解决金属基超硬磨料砂轮的修整问题的超精密镜面加工技术，以其效率高、精度高、表面质量好、加工装置简单及适应性广等特点，已较广泛用于电子、机械、光学、仪表、汽车等领域。
1 ELID磨削的基本原理ELID(Electrolytic In-process Dressing)磨削是在磨削过程中，利用非线性电解修整作用使金属结合剂超硬磨料砂轮表层氧化层的连续修整用与钝化膜抑制电解的作用达到动态平衡。
elid磨削的基本原理一、引言ELID磨削是一种新型的超精密磨削技术，具有高效、高精度、低成本等优点，在制造业中得到了广泛的应用。
本文将详细介绍ELID磨削的基本原理。
二、ELID磨削的概述ELID磨削是Electrolytic In-process Dressing（电解内置修整）的缩写，是一种结合电化学反应和机械磨削的技术。
其基本原理是在砂轮和工件之间加入电解液，通过电解反应在砂轮表面形成极薄氧化膜，并利用氧化膜作为新的切削层进行磨削，同时不断修整砂轮表面，保持其形状和尺寸稳定。
三、ELID磨削的工艺流程1. 研磨液准备：将适量的电解液加入到配制好比例的水中，并充分搅拌均匀。
2. 砂轮安装：选择合适规格和形态的金刚石或CBN（立方氮化硼）制成的超硬质材料作为砂轮，并将其安装在机床上。
3. 工件安装：将待加工的工件安装在机床上，并调整加工参数，如磨削速度、进给量等。
4. 电解液喷洒：通过喷嘴将研磨液均匀地喷洒到砂轮和工件之间，形成一个电解液膜。
5. 电解反应：在电解液的作用下，砂轮表面形成一层极薄的氧化膜，并产生一定的氢气和氧气。
6. 磨削过程：利用氧化膜作为新的切削层进行磨削，同时不断修整砂轮表面，保持其形状和尺寸稳定。
7. 磨削结束：当达到所需精度时，停止加工并关闭机床。
将残余的电解液排出，并对机床进行清洗和维护。
四、ELID磨削的原理分析1. 电化学反应ELID磨削利用了电化学反应的原理。
在电解液中施加直流电压时，会发生一系列复杂的化学反应。
以金刚石为例，在碳酸钾水溶液中施加直流电压时，会发生以下反应：2K+ + 2e- → 2K（金属钾）2H2O + 2e- → H2↑ + 2OH-（水电解）CO3^2- + H+ → HCO3^-（碳酸氢根离子）4OH^- → O2↑ + 2H2O + 4e-（氧化反应）由上述反应可知，电解液中的钾离子和水分子会在砂轮表面形成一层极薄的氧化膜，并产生一定的氢气和氧气。
超高速加工技术最新进展综述一.超高速磨削加工技术的发展及现状摘要: 综述了超高速磨削加工技术的起源,概述了德国、美国以及日本等国的发展历程和目前的现状,并分析了国内近年来超高速磨削的发展。
介绍了超高速磨削的机理, 简单总结了超高速磨削的优越性和特点。
超高速磨削是提高磨削效率、降低工件表面粗糙度和提高零件加工质量的先进加工技术。
超高速磨削具有巨大的经济效益。
阐述了超高速磨削目前的发展趋势。
通常将砂轮线速度大于45m/ s的磨削称为高速磨削, 而将砂轮线速度大于150m/ s的磨削称为超高速磨削。
超高速磨削技术是磨削工艺本身的革命性跃变, 是适应现代高科技需要而发展起来的一项新兴综合技术, 它集现代机械、电子、光学、计算机、液压、计量及材料等先进技术成就于一体。
超高速磨削在德国、日本和美国等发达国家发展比较快。
德国著名磨削专家Tawakoli T 博士将其誉为“现代磨削技术的最高峰”。
日本先端技术研究学会把超高速加工列为五大现代制造技术之一。
国际生产工程学会( CIRP) 将超高速磨削技术确定为21世纪的中心研究方向之一, 并进行合作研究。
1. 超高速磨削技术的发展1. 1 高速和超高速磨削的理论依据高速加工和超高速加工的概念是由德国切削物理学家SalomonC博士于1931年首先提出, 他发表了著名的Salomon曲线, 创造性地预言了超越Talor切削方程式的非切削工作区域的存在, 提出如能够大幅度提高切削速度, 就可以越过切削过程产生的高温死谷而使刀具在超高速区进行高速切削, 从而大幅度减少切削工时, 成倍地提高机床生产率。
他的理论成为后来的高速超高速磨削的理论依据。
1. 2 国外高速超高速磨削的发展1. 2. 1欧洲的发展情况欧洲高速超高速磨削技术的发展起步比较早。
1979年德国Bremen大学的Werner PG[1]教授撰文预言了高效深磨区存在的合理性, 由此开创了高效深磨的概念。
1983年德国Bremen大学出资由德国Guhring Automation公司制造了当时世界上第一台高效深磨的磨床, 砂轮圆周速度达到了209m/s。
声发射的ELID超精密磨削光学玻璃技术研究A study on ELID ultra precision grinding of optical glasswith acoustic emissionD.J. Stephenson*, X. Sun, C. Zervos摘要BK7玻璃和微晶玻璃的ELID磨削是用声发射进行研究的。
实验结果表明，在磨削过程砂轮和工件之间的接触面积是对精细粒度的树脂结合剂砂轮的承载能力至关重要。
ELID可用于当砂轮和工件接触面积大时材料去除的高效性。
ELID砂轮的敷料强度之间的与检测到的AE信号之间的相关性进行了观察。
更细的粒度砂轮磨削的进取ELID 修整参数对应于一个较低的AE水平。
当ELID砂轮的处理时间增加时，低而稳定的AE振幅由于砂轮磨削的恶化变得大而波动。
结果表明，声发射检测技术有潜力被采纳为超精密磨削过程监测，确定砂轮的条件和调查ELID磨削机制的有效方法。
Q 2005 Elsevier公司保留所有产权。
关键词：ELID磨削玻璃；声发射；1.引言在精密磨削，实现高质量的表面最实用的方法是使用一个细磨粒尺寸砂轮。
然而，随着粒度的减小，用于存储碎屑的空间变小，承载容易冲突[ 1 ]。
当碎屑填充在砂轮表面的活性颗粒的孔隙间时砂轮受到负载。
当去除率超过碎屑存储可用率，碎屑会积聚在碎屑存储空间[ 2 ]。
磨屑粘附在砂轮表面减少了磨粒出刃的层次和存储新的碎屑的空间由此产生了砂轮和工件之间沉闷的摩擦行为。
因此，表面光洁度差，严重损伤都将在加载条件下出现。
车轮负载可以限制加工效率甚至使磨削变得不可能。
树脂和金属结合剂砂轮是精密磨削常用的。
他们有相对较少的空隙当敷料、整形后，修整表面太光滑、致密，活动构件间不足的空间来容纳芯片[ 2 ]。
当钝的磨粒和树脂粘结材料被磨损是精细粒度的树脂结合剂砂轮光学玻璃的精密磨削可能发生自我修正过程。
使用树脂结合剂砂轮的自我修整效果仍需被研究。
.. ELID超精密磨削技术综述蔡智杰天津大学机械工程学院机械工程系2014级硕士生摘要：金属基超硬磨料砂轮在线电解修整(Electrolytic In-process Dressing, 简称ELID)磨削技术作为一种结合传统磨削、研磨、抛光为一体的复合镜面加工技术，开辟了超精密加工的新途径，具有广发的应用价值。
本文将从工作原理、磨削机理、工艺特点、影响因素及磨削机床的分类等方面系统地介绍ELID超精密磨削技术，并通过分析国外研究应用状况，阐述该技术在精密加工制造行业的应用发展前景。
关键词：在线电解修整(ELID) 超精密镜面加工金属基超硬磨料砂轮硬脆材料磨削机理0 引言随着制造行业的飞速发展，硬质合金、工程瓷、光学玻璃、玻璃瓷、淬火钢及半单晶硅等硬脆难加工材料得到广泛应用，寻求低成本、高效率的超精密加工技术的研究工作正在广泛开展。
超精密镜面磨削技术是一种借助高性能的机床、良好的工具(砂轮)、完善的辅助技术和稳定的环境条件，控制加工精度在0.1μm级以下、表面粗糙度Ra<0.04μm甚至Ra<0.01μm的磨削方法[1]。
然而，由于传统磨削工艺效率低、磨削力大、磨削温度高，且砂轮极易钝化、堵塞而丧失切削性能，从而造成加工面脆性破坏，加工质量恶化，难以满足高精度、高效率的加工要求。
随着砂轮精密修整技术的发展及超微细粒度砂轮的使用，将磨削加工的材料去除工作引入到一个新的领域。
ELID磨削技术是应用电化学反应的非传统材料去除技术来解决金属基超硬磨料砂轮的修整问题的超精密镜面加工技术，以其效率高、精度高、表面质量好、加工装置简单及适应性广等特点，已较广泛用于电子、机械、光学、仪表、汽车等领域。
1 ELID磨削的基本原理ELID(Electrolytic In-process Dressing)磨削是在磨削过程中，利用非线性电解修整作用使金属结合剂超硬磨料砂轮表层氧化层的连续修整用与钝化膜抑制电解的作用达到动态平衡。
从而获得稳定厚度的氧化层，使砂轮磨粒获得恒定的出刃高度和良好的容屑空间，实现稳定、可控、最佳的磨削过程，它适用于硬脆材料进行超精密镜面磨削。
1.1 系统做成ELID磨削的必备装置主要有磨床、电源、电解装置、电解液和砂轮五个要素。
详述如表1所示：表1 ELID磨削机床的组成1.2 系统工作原理ELID磨削原理如图1所示。
金属结合剂超硬磨料砂轮的转轴与电刷的接触而接通电源正极作为阳极，铜电极（工具电极）与电源负极相接作为阴极。
砂轮与负极之间存在100~500μm的间隙（间距可调），利用喷嘴喷出具有电解功能的磨削液使之充满间隙[2]。
在高电压（60~120v）和高脉冲频率电源的作用下，使磨削液电解产生阳极溶解效应，将砂轮表层的金属基体电解去除，与此同时，在砂轮表面会产生一层绝缘的钝化膜能有效抑制金属基体的过度电解，以减少砂轮基体的过分电解损耗。
因为氧化膜极易磨损，从而容易使新的磨粒露出锋利的棱角以达到修锐效果。
整个加工过程中电解作用与钝化膜的抑制作用达到动态平衡，保证了磨粒的恒定的突出量，使砂轮在加工过程中始终保持有磨粒突出的最佳磨削状态。
该技术将砂轮的在线修整与磨削过程结合在一起，从而实现对工件的连续超精密..镜面磨削。
图1 平面磨削 E L I D 基本原理的装置示意图1.3 磨削机理ELID 超精密磨削的过程可分为四个阶段，具体归纳如图2。
图2 ELID 磨削过程流程图ELID 磨削的机理可由图3形象描述。
在电解修整过程中，金属结合剂砂轮为阳极，发生如下电解反应（以铁元素为例）：22Fe Fe e +-−−−→+电离工具电极作为阴极，电极附近电解液中的水分子发生如下反应：2H O H OH +-−−−→+电解如图3(a)所示，在砂轮修正前，砂轮由磨粒和金属结合剂组成，磨粒均匀分布。
在进行磨削加工前，需单独对砂轮进行电解修整工作(图3b)，在砂轮表面电离溶解一层金属结合剂，以一定厚度的钝化膜取而代之。
一方面能有效减小砂轮的形状误差，另一方面能预先生成具有一定弹性的钝化膜，防止开始磨削时砂轮切入是造成工件的硬质划伤。
在磨削开始后，由于氧化膜极易磨损，固定在氧化膜中的磨粒路出锋利的棱角，其可以视为无数大小型刀具对工件表面进行微切削作用。
砂轮在通过与工件的接触区域后，由于工件材料的刮擦作用，磨粒磨损钝化，出刃高度降低，磨削效果变弱。
由于钝化膜变薄，导电性恢复，当砂轮转到工具电极位置时，在电解液的作用下，砂轮表面形成新的氧化膜，使磨料出刃高度增加（如图3c ）。
当氧化膜达到磨损前的厚度时，电阻足够大而起到绝缘作用，使电解作用终止。
由此可知，由于这种非线性电解作用的结果，使得修整过程对磨削过程有一定的自适应能力，砂轮在每个旋转周期都保持以相同厚度的氧化层和相同出刃高度的磨粒进行磨削，即砂轮表层氧化膜的电解生成与磨损达到动态平衡，最终使得砂轮表面结合剂基体不断被电解，新的磨料不断地露出，以保证金属基砂轮在磨削过程中的锐利性。
这种磨削方法即不会由于表层磨料的磨损和脱落而失去切削能力造成切屑堵塞现象，又不会造成砂轮的过快消耗，能充分发挥超硬磨料的磨削能力，非常有利于对硬脆材料实现高精度、高效率的超精密镜面磨削。
图3 ELID 镜面磨削基本原理过程示意图2 ELID 磨削的工艺特点及影响因素2.1 工艺特点ELID 磨削不仅包含了普通磨削的优点，而且在许多方面弥补了传统磨削的缺陷，可在完全取代传统磨削。
为研究ELID 磨削的特点，与普通镜面磨削进行对比如表2所示[3]：准备阶段 电解预先 修锐阶段 在线电解 修整动态 磨削阶段 光磨阶段 进行砂轮动平衡精密整形，减小圆度和圆柱度误差获得适当出刃高度和合理的容屑空间，形成钝化膜保持砂轮最佳磨削状态，形成精加工表面 进一步提高表面质量..表 2 ELID 磨削与普通磨削对比普通镜面磨削 ELID 镜面磨削过程磨削→研磨→抛光 结合磨、研、抛的复合式加工 原理以柔性研磨盘把磨料压在材料表面并产生相对运动，以滚动方式使材料破碎。
磨粒出刃高度只有1/3，进行微量磨削；砂轮表面容纳有脱落磨料的钝化膜作为研磨膜；精磨时，进给量很小，钝化膜对工件进行光磨。
材料去除机理 滑动和滚动方式去除破碎后的材料。
磨粒以滑动方式对材料进行微切削。
磨削力随着时间的变化增大，直至失去磨削能力。
磨削力几乎不随时间变化。
特点磨削力大、磨削温度高、效率低；砂轮极易钝化、堵塞；加工面易脆性破坏，精度和效率相对较低。
砂轮始终处于锐利状态，稳定性和可控性好；加工精度高，表面裂纹少，表面质量好；形状创成效率高，可实现自动化与在线测量；装置简单，成本低。
应用 围不适合加工高强度、高硬度和高脆性材料。
适应性广，可加工非金属硬脆材料和淬硬黑色金属。
2.2 影响ELID 磨削的因素影响ELID 的磨削效果的因素众多，根据目前的实验研究和文献总结，除了与普通磨削所共有的影响因素外，影响ELID 磨削效果特有的因素如下：(1)氧化膜的影响ELID 镜面磨削的技术核心是由于氧化膜的弹性效应与隔离效应形成的超微量切削作用，氧化膜在磨削过程中的状态对ELID 磨削效果的影响如图4所示：图4 氧化膜对ELID 磨削效果的影响(2) 磨粒的影响 如图3所示，在ELID 磨削过程中，由于砂轮表面的氧化膜具有一定的厚度和弹性且能够容纳脱落的磨料，参与磨削的超硬磨粒存在三种状态：紧紧固定在金属结合剂中的磨粒；因电解脱落而固定在氧化膜中的磨粒；容纳在氧化膜中的磨损过的磨粒。
在磨削加工中，固定在结合剂中的磨粒对金属进行切削加工；研磨加工时，氧化膜作为一种具有良好柔性的研磨膜，因为进给量小于氧化膜的厚度，固定在结合剂中的磨粒不与工件接触，而固定在氧化膜中的磨粒对工件进行类似的研磨；而精磨时，由于进给量很小，钝化膜的厚度远大于磨料的出刃高度，弹性氧化膜具有良好的隔离效应，使得固定在氧化膜中的磨粒也不可能直接与工件接触，容纳在氧化膜中磨损过的磨粒成为自由的研磨剂对工件的作用类似抛光。
因此，ELID 磨削实际上是一个合磨削、研磨、抛光为一体的复合式精密加工技术。
(3) 砂轮粒度及切削深度的影响砂轮粒度与表面粗糙度的关系可由图5的示意曲线表示：图5 砂轮粒度与表面粗糙度关系关系曲线ELID 磨削时砂轮粒度不仅与工件的表面粗糙度有关，还与工件表面的力学性能有密切联系。
由图5可知，磨粒粒径的变化，工件材料也发生不同形式的变形。
当磨料粒度较大时，工件表面材料的去除形式主要表现为脆性破坏的形式，工件表面会出现裂纹，导致工件的力学性能下降。
随着砂轮粒度的减小，工件材料的去除方式逐渐变为脆一塑性方式甚至是塑性方式，所以砂轮的粒度越小，同时参与磨削的磨粒数目增多，工件的表面粗糙度值逐渐减小，工件的表面越光滑（如图6）。
当工件表面材料主要通过塑性变形来去除时，工件表面的力学性能较好。
当砂轮粒度减小到一定程度后(如#4000的砂轮)，工件表面粗糙度变化不大[4]。
图6 磨削表面AFM 图像：(a)#1200砂轮；(b) #4000砂轮磨削力的大小同样对加工质量有直接影响。
由于ELID 磨削主要以微切削形式加工，切削深度很小，因为在砂轮表面上形成的氧化膜厚度通常大于ELID 磨削效果氧化膜厚度及弹性电解过程磨削过程金属结合剂成分与配比 电解液成分与供液速度 脉冲电源的种类与参数 砂轮与电极之间的间隙..5μm，所以当切削深度在5～10μm 时，得到的加工工件表面粗糙度较好。
随着磨削深度的逐渐增大，法向磨削力和切向磨削力均随其逐渐增大，在同一磨削深度下，粒度越细的砂轮受到的磨削力越大。
(4) 脉冲电源的影响ELID 磨削加工过程中，砂轮表面的氧化膜的厚度与砂轮在线电解修锐过程有关，而影响电解效果的主要因素有电源电流大小及占空比。
氧化膜的厚度直接影响了砂轮与电极之间的导电性，电解过程中电流的大小与电解时间的关系可用下图7表示[5]：图7 电流与电解时间关系曲线由图可知，电解过程中电流的大小与电解时间呈负相关关系，即氧化膜越厚，电解电流越小；当氧化膜达到一定厚度时，电解电流趋近于零，可视为电解过程停止。
通过电源电流与氧化膜厚度的相互约束关系能有效的控制磨削加工过程。
电源的脉冲占空比可定义如下：100%ONc ON OFFT R T T =⨯+其中T ON 为脉冲宽度，T OFF 为脉冲间隔。
由上式可知，当占空比增大时，电解电流随之增大，电解速度也随着增加，砂轮上的氧化膜较厚，反之则较薄。
相关试验表明，当氧化膜较薄时，砂轮上更多地磨粒参与磨削，因此磨削力较大，工件表面上由磨粒产生的划痕较深，表面粗糙度较大。
而当氧化膜较厚时，由于氧化膜弹性较好，ELID 磨削与抛光类似，得到的工件表面质量较好。
所以，占空比应保持在一个临界值之上，这样才能保证足够的电解电流和氧化膜成膜速度，使得磨削过程中氧化膜的磨损与生成达到动态平衡。
