硬脆材料磨削加工机理的理论分析

第三章切削与磨削原理3.1 切屑的形成过程学习目标：本节主要讨论金属材料的切削过程，并对硬脆非金属材料的切削过程进行简单介绍。

学习本节必须研究切屑形成过程的物理本质及其变形规律，熟悉不同切屑类型以及切屑控制方法。

3.1.1 切屑的形成过程切屑的形成工件上切屑层的金属材料,在刀具前刀面的推挤作用下发生了塑性变形，最后沿某一面剪切滑移形成了切屑。

切屑形成的过程切屑形成的过程实质是切削层受到前刀面的挤压后产生的以滑移为主的塑性变形过程。

切屑形成过程动态演示被切金属的受力变形分析由图3-2塑性金属(紧靠刀尖前面的被切金属层及切屑)的切屑根部金相照片可知，刀尖前面的金属晶粒变成为沿某一方向倾斜的纤维状结构，发生了极大的剪切变形，且剪切区内的剪切线与自由表面的交角约为45°(符合塑性力学理论)。

一般这一变形区的宽度仅为0.02～0.2mm。

切削速度愈高，宽度愈小。

因此可以将变形区视为一个剪切平面，称为剪切面，剪切面与切削速度夹角以φ表示，称为剪切角。

如图3-3所示。

金属除在剪切区发生显著变形外，还形成3个变形区，如图3-4所示。

图3-4说明：一般将剪切区称为第一变形区，其位置如图中Ⅰ所示，靠前刀面处称为第二变形区，如图中的Ⅱ。

由图3-2可看出，在已加工表面处也发生了显著的变形，方格已纤维化，这是已加工表面受到切削刃和后刀面的挤压和摩擦造成的。

这一部分一般称为第三变形区，如图中的Ⅲ。

3.1.2 切屑变形程度的表示方法剪应变ε切削过程中金属的塑性变形主要集中于第一变形区，且主要形式是剪切滑移，因而其变形量可用剪应变ε来表示，如图3-5所示。

..........(3-1)根据图中所示的几何关系，可导出剪应变ε和剪切角φ的关系：.......................(3-2)按此式计算，剪切角愈小，剪切变形量愈大，即切屑变形愈大。

变形系数Λh由于切削时金属的塑性变形，使切下的切屑厚度h ch通常要大于切削层厚度h D，而切屑长度l ch却小于切削长度l c，如图3-6所示。

磨削加工的概念
磨削加工是一种通过将磨削工具与工件表面接触并施加压力和运动来去除材料，使其达到所需的形状和尺寸的加工方法。

它通过在磨削工具与工件之间的相互磨擦作用下，去除工件上的材料，实现精确加工和表面质量的提高。

磨削加工常用于对硬脆材料（如金属、陶瓷、玻璃等）的加工，特别是对精密零件的加工和表面质量要求较高的工艺中。

它能够实现高精度、高度重复性和高表面质量的加工。

磨削过程一般需要使用磨削机床和磨料，磨削机床通过驱动磨削工具的转动或线性运动，使其与工件表面接触并产生相对运动。

磨料则是用于磨削的工具，一般为具有较高硬度和较好耐磨性的磨料颗粒，磨削时通过与工件表面的相互磨擦来去除材料。

磨削加工的优点包括可以实现高精度和高质量的加工、适用于各种材料和形状的工件、加工过程稳定等。

然而，磨削加工也存在一些缺点，如加工效率低、成本较高、对操作人员技术要求高等。

因此，在实际应用中需要根据具体情况来选择是否采用磨削加工。

磨削加工中的超硬磨削技术随着工业的不断发展，各种材料的使用愈加广泛，但是这些材料的硬度也越来越高，传统的磨削工艺难以满足现代工业对材料加工的需求。

因此，超硬磨削技术应运而生。

本篇文章就超硬磨削技术进行深度分析，探讨它在磨削加工中的应用与发展。

第一节：超硬磨削技术的概述超硬磨削技术是一种采用高速旋转的砂轮对高硬度材料进行加工的先进技术。

它能够高效地加工各种硬度材料，如高速钢、硬质合金、非金属材料等。

与传统的磨削工艺相比，超硬磨削工艺能够达到更高的加工精度及表面质量，同时还能降低对材料的损伤和变形。

超硬磨削技术的主要设备是CNC磨床，它能够高速旋转砂轮，并在磨削过程中自动调整刀具的位置和角度。

这样一来，超硬材料的加工就变得更为精准和高效。

除此之外，超硬磨削技术还应用了液压系统、自动化系统等多种先进技术，进一步提高了加工质量和效率。

第二节：超硬磨削技术的种类超硬磨削技术包括金刚石砂轮磨削、碳化硅砂轮磨削、立方氮化硼砂轮磨削等几种类型。

在这些磨削方式中，金刚石砂轮磨削是最常见的磨削方式之一，它具有高硬度、高耐磨性和高热稳定性等优点，可以用于加工各类热敏性材料和脆性材料。

碳化硅砂轮磨削和立方氮化硼砂轮磨削则适用于加工各种金属材料。

碳化硅砂轮磨削具有高硬度、高耐磨性、高温稳定性等特点，可以用于加工大型、高硬度的锻造铸件等；立方氮化硼砂轮磨削则由于其高硬度、高温稳定性和低摩擦系数等优点，成为加工难度较大的高精度测量仪器的理想工具。

第三节：超硬磨削技术的应用超硬磨削技术主要应用于机械制造、航空航天、汽车制造、工业钻探以及医疗器械等领域。

其中，在机械制造领域中，超硬磨削技术已经成为高精度加工的首选，并广泛应用于模具制造、齿轮加工、精密陶瓷等高端领域。

在航空航天领域中，超硬磨削技术则被广泛应用于加工高温合金等难加工材料，大大提高了零件加工的精度和质量。

第四节：超硬磨削技术的优势和未来发展方向超硬磨削技术具有高效、精确、高品质、低损伤等优点，在工业制造中是一项首屈一指的高端技术。

《磨料流加工的切削机理及加工工艺的研究》一、引言随着制造业的不断发展，对于机械零部件的精度和表面质量要求日益提高。

磨料流加工作为一种新型的加工技术，以其独特的切削机理和加工优势，在制造业中得到了广泛的应用。

本文将重点研究磨料流加工的切削机理及加工工艺，以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、磨料流加工的切削机理磨料流加工是一种以磨料为介质，通过磨料在工件表面进行高速流动，从而达到去除材料、改变工件形状和表面质量的目的的加工方法。

其切削机理主要包括以下几个方面：1. 磨料的特性磨料流加工中，磨料的特性对切削效果具有重要影响。

磨料应具有较高的硬度和良好的耐磨性，以保证在加工过程中能够有效地去除工件材料。

此外，磨料的粒度、形状和密度等因素也会影响切削效果。

2. 切削力的作用在磨料流加工过程中，切削力是推动磨料在工件表面流动的主要力量。

切削力的大小和方向决定了磨料对工件的切削作用，进而影响工件的形状和表面质量。

3. 磨料与工件的相互作用磨料与工件之间的相互作用是磨料流加工的关键。

在高速流动的磨料作用下，工件表面材料逐渐被去除，同时磨料自身也会发生磨损。

这种相互作用过程是一个动态平衡的过程，需要合理控制磨料的流动速度、压力和流量等参数。

三、加工工艺的研究磨料流加工的加工工艺主要包括以下几个步骤：1. 工件预处理在进行磨料流加工前，需要对工件进行预处理，包括清洗、涂覆粘结剂等步骤，以提高工件的表面质量和加工效果。

2. 磨料选择与准备根据工件的材料和加工要求，选择合适的磨料。

同时，需要合理控制磨料的粒度、形状和密度等参数，以保证加工效果。

3. 磨料流加工将选定的磨料放入加工设备中，通过控制设备的压力、流量和速度等参数，使磨料在工件表面进行高速流动，从而达到去除材料、改变工件形状和表面质量的目的。

4. 后处理加工完成后，需要对工件进行后处理，包括清洗、去除粘结剂、检测等步骤，以提高工件的精度和表面质量。

四、结论本文研究了磨料流加工的切削机理及加工工艺。

硬脆材料端面微磨削的磨削力及试验研究王克军;刘璇;李辉;王力影【摘要】端面微磨削对于加工硬脆材料具有显著的优势.磨削力是磨削机理研究的主要参数之一.本文基于微磨削的特点和逆磨与顺磨的不同,建立了磨削力模型.采用石英玻璃对端面微磨削进行实验研究.通过实验数据对理论模型参数值进行确定,完善并修正磨削力模型.通过实验测得的数据验证磨削力理论模型的正确性,并分析误差产生的原因.%Micro end grinding has significant advantages for processing hard and brittle materials.Grinding forces are important characteristic parameters of micro grinding mechanism research.A theoretical model of the grinding force is built which considers micro grinding characteristics and the differences between up grinding and down grinding.The silica glass is used for grinding experiment research.Through the experiment data, parameter values of the theoretical model can be determined, and the grinding force model can be perfected.The experimental data verifies the theoretical model of grinding force and the error is analyzed.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(000)029【总页数】5页(P212-216)【关键词】端面微磨削;磨削力;顺磨;逆磨【作者】王克军;刘璇;李辉;王力影【作者单位】河北工业大学机械工程学院,天津 300130;河北工业大学机械工程学院,天津 300130;河北工业大学机械工程学院,天津 300130;河北工业大学机械工程学院,天津 300130【正文语种】中文【中图分类】TG580.61微磨削技术采用磨头直径小于1 mm的微砂轮，加工尺寸在1 mm以下，加工精度在0.01～0.001 mm的零件，根据所需工件形貌对材料进行机械去除，尤其适用于加工脆硬材料微型零件[1]。

《磨料流加工技术的理论分析和实验研究》一、引言磨料流加工技术作为一种新型的加工方式，在制造业中具有广泛的应用前景。

本文旨在深入探讨磨料流加工技术的理论基础，并通过实验研究验证其在实际应用中的效果。

本文首先对磨料流加工技术进行理论分析，然后通过实验研究其加工效果，为该技术的进一步应用提供理论依据和实验支持。

二、磨料流加工技术的理论分析1. 磨料流加工技术概述磨料流加工技术是一种利用磨料在流体介质中流动，对工件进行加工的工艺方法。

其基本原理是通过磨料的冲击和剪切作用，去除工件表面的多余材料，从而达到加工的目的。

该技术具有加工效率高、加工精度高、适用范围广等优点。

2. 磨料流加工技术的理论框架磨料流加工技术的理论框架主要包括磨料的选取、流体介质的特性、加工过程中的力学分析等方面。

首先，磨料的选取对于加工效果至关重要，需要根据工件的材料和加工要求选择合适的磨料。

其次，流体介质的特性对加工过程的影响也不可忽视，包括流体的粘度、密度、流动性等。

最后，通过力学分析，可以了解磨料在流体介质中的运动状态，以及其对工件的冲击和剪切作用。

3. 磨料流加工技术的优势与挑战磨料流加工技术相比传统加工方式具有明显的优势，如加工效率高、加工精度高、适用范围广等。

同时，该技术也面临一些挑战，如磨料的选用和配置、流体介质的稳定性、加工过程中的控制等。

针对这些挑战，需要进一步深入研究，以推动磨料流加工技术的广泛应用。

三、实验研究1. 实验目的与内容本部分实验旨在验证磨料流加工技术在实际应用中的效果。

实验内容主要包括：选取典型的工件材料，配置合适的磨料和流体介质，进行磨料流加工实验，观察并记录加工过程中的现象，分析加工后的工件表面质量、尺寸精度等指标。

2. 实验方法与步骤实验方法主要包括文献调研、理论分析、实验设计和数据分先进行文献调研和理论分析，了解磨料流加工技术的基本原理和影响因素。

然后设计实验方案，包括工件材料的选择、磨料的配置、流体介质的选取等。