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精密研磨技术案例分析（正文）精密研磨技术案例分析精密研磨技术是现代制造业中至关重要的一环，本文将详细分析一则精密研磨技术的案例。
精密研磨技术在许多领域发挥着关键作用，包括航空航天、汽车制造、医疗设备等诸多领域。
通过深入研究该案例，我们可以更好地了解这一技术在现代工业中的应用以及其对产品质量和性能的影响。
本案例的焦点是一家航空航天公司的研磨部门，他们使用精密研磨技术来加工和完善飞行器发动机零部件。
这家公司一直致力于提高发动机部件的制造质量，以确保飞行器的性能和安全性。
通过采用精密研磨技术，他们取得了长足的进步，并在市场上保持了竞争优势。
首先，我们来探讨研磨技术在零部件制造中的应用。
在航空航天领域，发动机零部件必须符合严格的精度和表面光洁度要求。
通过精密研磨技术，工程师们能够精确地调整零部件的尺寸和形状，并在微观层面上实现表面的光洁度，以确保零部件在高温高压环境下的稳定性和性能。
其次，该公司在研磨技术方面的投资使其能够实现更高的生产效率和更低的废品率。
通过引入先进的数控研磨设备和生产流程优化，他们能够更快速地完成零部件的加工，并减少了因人为操作失误而导致的废品产量。
这使得公司生产更加高效，降低了制造成本，提高了产品的市场竞争力。
此外，精密研磨技术的应用还直接影响了最终产品的质量和性能。
通过精密研磨，发动机零部件的表面质量得到了明显提升，包括表面光洁度和形状精度。
这直接提高了零部件的耐磨性和耐蚀性，从而延长了零部件的使用寿命，并保证了飞行器在复杂环境下的可靠性和安全性。
总的来说，精密研磨技术在航空航天领域的应用案例充分展示了该技术对现代工业的重要性以及其在提高产品质量和性能方面的巨大潜力。
通过不断改进和创新，精密研磨技术将继续在各个领域发挥关键作用，推动现代制造业的发展和进步。
因此，我们强调精密研磨技术在航空航天领域中的成功应用案例，对于更深入地理解和推动这一技术在其他领域中的应用具有重要意义，也有助于我们更好地认识到其在推动现代工业发展中的无限潜力。
精密磨削(Precision Grinding)newmaker1 前言磨削(Grinding)是一种利用磨轮(Grinding Wheel)作高速旋转及微小深度（微小量），磨削工件表面或内孔，以获得精密形状及表面粗度的加工技术。
磨削加工的特色：(1)每一颗微细磨粒，其作用相当于一把细微刀刃，磨削加工，如同无数细微刀刃同时切削。
(2)可磨削硬脆材料，如硬化钢、玻璃、碳化物及陶瓷等。
(3)磨削去除率小(Low Material Removal Rate)(4)磨削速率(Cutting Speed)大，进给率(Feed Rate)及磨削深度(Depth of cut)均小，因此比马力(Specific Horse Power)相当大HPs (Specific Horse Power)=HP(Horse Power)/MRR(Material Removal Rate)2 深进缓给磨削(Creep Feed Grinding)所谓深进缓给磨削(Creep Feed Grinding)简称(C.F.G)，与一般的平面磨削不一样，磨削深度(Depth of cut)增加数倍至数十倍，而进给率(Feed Rate)以相同的倍数减慢，可以增加磨削速率及增进工作表面粗度的磨削技术。
CFG 机制示意图，如图（一）所示。
图一CFG机制示意图CFG磨床之特色：(1)磨削深度（即磨削量）大，具备减震装置(Damping Device)，以维持静，动平衡。
(2)软质磨轮增进工件表面粗度。
(3)为保持磨轮表面，不被磨屑阻塞，经常保持在锐利状态，因此在其上方按装表面含有钻石磨粒之整修砂轮(Dressing Wheel)，在制程中，不断整修磨轮，使其保持真圆度及锐利状态，以维持工件品质之稳定性。
(4)为维持一定的切削速率(Cutting Speed)及磨削深度，磨轮转速不但可以无段变速，并且能够自动下降以获得理想且一致的工件品质。
微磨削加工技术微磨削加工技术主要分为精密和超精密磨削技术。
1 精密与超精密磨削的机理精密磨削一般使用金刚石和立方氮化硼等高硬度磨料砂轮，主要靠对砂轮的精细修整，使用金刚石修整刀具以极小而又均匀的微进给(1O一15 mm／min)，获得众多的等高微刃，加工表面磨削痕迹微细，最后采用无火花光磨，由于微切削、滑移和摩擦等综合作用，达到低表面粗糙度值和高精度要求。
超精密磨削采用较小修整导程和吃刀量修整砂轮，靠超微细磨粒等高微刃磨削作用进行磨削u J。
精密与超精密磨削的机理与普通磨削有一些不同之处。
1)超微量切除。
应用较小的修整导程和修整深度精细修整砂轮，使磨粒细微破碎而产生微刃。
一颗磨粒变成多颗磨粒，相当于砂轮粒度变细，微刃的微切削作用就形成了低粗糙度。
2)微刃的等高切削作用。
微刃是砂轮精细修整而成的，分布在砂轮表层同一深度上的微刃数量多，等高性好，从而加工表面的残留高度极小。
3)单颗粒磨削加工过程。
磨粒是一颗具有弹性支承和大负前角切削刃的弹性体，单颗磨粒磨削时在与工件接触过程中，开始是弹性区，继而是塑性区、切削区、塑性区，最后是弹性区，这与切屑形成形状相符合。
超精密磨削时有微切削作用、塑性流动和弹性破坏作用，同时还有滑擦作用。
当刀刃锋利，有一定磨削深度时，微切削作用较强；如果刀刃不够锋利，或磨削深度太浅，磨粒切削刃不能切人工件，则产生塑性流动、弹性破坏以及滑擦。
4)连续磨削加工过程。
工件连续转动，砂轮持续切人，开始磨削系统整个部分都产生弹性变形，磨削切人量(磨削深度)和实际工件尺寸的减少量之间产生差值即弹性让刀量。
此后，磨削切人量逐渐变得与实际工件尺寸减少量相等，磨削系统处于稳定状态。
最后，磨削切入量到达给定值，但磨削系统弹性变形逐渐恢复为无切深磨削状态引。
2 精密与超精密磨床的发展精密磨床是精密磨削加工的基础。
当今精密磨床技术的发展方向是高精度化、集成化、自动化。
英国Cranfield大学精密工程公司(CUPE)是较早从事超精研制成功的OAGM2500大型超精密磨床是迄今为止最大的超精密磨削加工设备，主要用于光学玻璃等硬脆材料的超精密磨削加工 J。
精密研磨技术的发展趋势
精密研磨技术是一种用于加工高精度、高表面质量的工艺，随着工业和科技的发展，精密研磨技术也在不断的发展和改进。
以下是精密研磨技术的发展趋势：
1. 自动化和数字化：随着自动化技术的进步，越来越多的精密研磨过程可以实现自动化操作，减少人力参与，提高工作效率和一致性。
同时，数字化技术也可以实现对研磨参数和过程的实时监控和控制。
2. 精度和表面质量的提高：精密研磨技术的目标是实现高精度和高表面质量的加工，随着材料科学、磨料技术和加工设备的进步，可以实现更小尺寸、更高精度和更好表面质量的工件加工。
3. 高效率和可持续性：随着能源消耗和环境问题的日益突出，精密研磨技术也在不断追求高效率和可持续性。
例如，通过减少材料的浪费和能源的消耗来提高加工效率，并采用绿色材料和环保磨料来减少对环境的污染。
4. 多功能性和多材料加工：精密研磨技术不再局限于单一材料的加工，而是可以适应各种材料，如金属、陶瓷、复合材料等。
同时，根据不同的应用需求，精密研磨技术也可以同时实现多个功能的加工，如研磨、抛光、磨削等。
5. 加工规模的扩大：随着工业的发展，对大型工件的精密加工需求也在不断增加。
因此，精密研磨技术也在不断寻求适应大型工件加工的解决方案，如开发大
型精密研磨设备和工艺。
综上所述，精密研磨技术的发展趋势主要包括自动化和数字化、精度和表面质量的提高、高效率和可持续性、多功能性和多材料加工以及加工规模的扩大。
这些趋势将进一步推动精密研磨技术在工业和科技领域的应用和发展。
２００８年第６期 ・控制与检测・ 文章编号：１００１—２２６５（２００８）０６—００６９—０３ 定子曲线精密磨削数控技术的研究
吴焱明，苏学满，高宏涛，汪进 （合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥２３０００９）
摘要：定子曲线的磨削质量主要受工作台的运动精度和磨削点线速度的影响。为了提高工作台的运动 精度，采用光栅尺对工作台的综合误差进行在线检测，并进行实时补偿；为了保证磨削点线速度恒定，采 用变频器实时调整砂轮转速；同时对砂轮半径进行补偿，以保证工件的轮廓精度。实际的加工结果获得 了满意的磨削质量。 关键词：定子曲线；精密磨削；误差补偿 中图分类号：ＴＧ６５ 文献标识码：Ａ
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ＣＮＣ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｓｔａｔｏｒ Ｃｕｒｖｅ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ ＷＵ Ｙａｎ—ｍｉｎｇ，ＳＵ Ｘｕｅ—ｍａｎ，ＧＡＯ Ｈｏｎｇ—ｔａｏ，ＷＡＮＧ Ｊｉｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｆｅｉ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ ２３０００９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｔａｔｏｒ ｃｕｒｖｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｉｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ａｎｄ ｌｉｎｅａｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｆ ｇｒｉｎｄｉｎｇ，Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ａｃｃｕｒａｃｙ，ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｅｒｒｏｒ ｏｆ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ ｌｉｎｅａｒ ｓｃａｌｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒ ｗａｓ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ ｉｎ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ．Ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｆ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｗａｓ ｃｏｎ－ ｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．Ｍ ｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ ｒａｄｉｕｓ ｏｆ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｗｈｅｅｌ ｗａｓ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅ－ ｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｌａｒｇｅｌｙ， Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔａｔｏｒ ｃｕｒｖｅ；ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｇｒｉｎｄｉｎｇ；ｅｒｒｏｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
精密磨削技术在零部件加工中的应用摘要：本文介绍了精密磨削技术在零部件加工中的应用。
精密磨削技术以其高精度、高效率和优质表面等特点，在零部件加工中起到关键作用。
通过控制磨削参数和选择合适的砂轮，精密磨削技术可以实现对零部件表面的精加工、孔加工和轴承加工等需求。
它不仅能提高加工精度和表面质量，还能增加零部件的使用寿命和可靠性。
关键词：精密磨削技术；零部件加工；表面精加工；孔加工；轴承加工随着科技的不断发展和工业制造水平的提高，对零部件的加工精度和质量要求越来越高。
而精密磨削技术作为一种重要的加工方法，在零部件加工中得到了广泛应用[1]。
精密磨削技术以其高精度、高效率、高表面质量和适用性强等优点，成为提高零部件加工精度和质量的重要手段[2]。
本文将详细介绍精密磨削技术在零部件加工中的应用情况，并展望其未来的发展前景。
一、精密磨削技术概述精密磨削技术是一种通过旋转砂轮与工件之间的相对运动，利用砂轮颗粒对工件进行切削和磨削的方法[3]。
它具有以下特点：①加工精度高，可以达到亚微米级别[4]；②表面质量好，可实现镜面光洁度；③适用性强，可以加工各种材料和形状的工件[5]。
根据加工方式和磨削对象的不同，精密磨削技术可以分为平面磨削、外圆磨削、内圆磨削、曲面磨削等多个类别。
二、精密磨削技术在零部件加工中的应用（一）表面精加工精密磨削技术在零部件表面精加工中起到关键作用。
通过控制磨削参数和使用合适的砂轮，可以实现对零部件表面的光洁度和精度要求。
具体应用包括：1. 模具加工：模具是工业生产中常用的工具，在其制造过程中，需要保证模具表面的质量和精度。
采用精密磨削技术可以提高模具的表面质量和加工精度，减少后续的手工修整工序。
2. 铣削后的零部件加工：在零部件铣削后，常常需要进行表面的精加工。
通过精密磨削技术，可以去除铣削过程中产生的毛刺、颗粒和不平整，并获得更好的表面质量。
（二）孔加工精密磨削技术在零部件孔加工中发挥着重要作用。
1 精密磨削技术研究 【摘要】：磨削在现代制造业中占有重要地位，技术发展迅速,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。当前磨削除向超精密、高效率和超硬磨料方向发展外，自动化也是磨削技术发展的重要方向之一。本文就精密和超精密磨削，砂带磨削,磨削自动化进行了研究与论述. 【关键词】：ELID磨削技术 砂带磨削 磨削自动化
【Abstract】：The grinding holds the important status in the modern manufacturing industry, the technological development is rapid, domestic 2
and foreign all uses the ultra microfinishing, the precise conditioning, the tiny grinding compound grinding tool carries on the submicron level to undercut the deep grinding the research, obtains the submicron level the size precision.Outside the current grinding except to ultra precise, the high efficiency and the ultra hard grinding compound direction develops, the automation also is one of grinding technological development important directions.This article on precise and the ultra microfinishing, the belt grinding, the grinding automation has conducted the research and the elaboration。 【Keywords】：ELID grinding technology, belt grinding, grinding automation 3
目录 一 精密与超精密磨削技术..................................................................4 1塑性磨削 ........................................................................................4 2镜面磨削 .......................................................................................4 二 砂带磨削技术.................................................................................6 三 磨削自动化 ....................................................................................7 四 结论及展望 ....................................................................................8 4
一 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）。根据这一理论，有些人提出了一种观点，即塑性磨削要靠特殊磨床来实现。这种特殊磨床必须满足如下要求： l）极高的定位精度和运动精度。以免因磨粒的切削深度超过100μm时，导致转变为脆性磨削。 2）极高的刚性。因为塑性磨削的切削力远超过脆性磨削的水平，机床刚性太低，会因切削力引起的变形而破坏塑性切屑形成的条件。 对形成塑性磨削的另一种观点认为切削深度不是唯一的因素，只有磨削温度才是切屑由脆性向塑性转变的关键。从理论上讲，当磨粒与工件的接触点的温度高到一定程度时，工件材料的局部物理特性会发生变化，导致了切屑形成机理的变化。作者从实践中找到了支持这种观点的许多证据：比如在一台已经服役20多年的精度和刚度不高的平面磨床上磨削SiC陶瓷，用40O0#的金刚石砂轮。工件表面粗糙度小于Rq5μm，表面上看不到脆断的痕迹。另外德国亚琛工业大学的Konig教授作了如下试验，在普通的车床上，用激光局部加热一个SiN陶瓷试件，即能顺利地进行车削。这些实验均间接地说明温度对切屑形成机理有决定性的影响。 2镜面磨削 顾名思义，它关心的不是切屑形成的机理而是磨削后的工件表面的特性。当 5
磨削后的工件表面反射光的能力达到一定程度时，该磨削过程被称为镜面磨削。镜面磨削的工件材料不局限于脆性材料，它也包括金属材料如钢、铝和钼等。为了能实现镜面磨削，日本东京大学理化研究所的Nakagawa和Ohmori教授发明了电解在线修整磨削法ELID（Electrolytic In-Process Dressing）。 镜面磨削的基本出发点是：要达到境面，必须使用尽可能小的磨粒粒度，比如说粒度2μm乃至0.2μm。在ELID发明之前，微粒度砂轮在工业上应用很少，原因是微粒度砂轮极易堵塞，砂轮必须经常进行修整，修整砂轮的辅助时间往往超过了磨削的工作时间。ELID首次解决了仅用微粒度砂轮时，修整与磨削在时间上的矛盾，从而为微粒度砂轮的工业应用创造条件。 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和金属结合剂超硬磨料砂轮表层氧化物绝缘层对电解抑制作用的动态平衡，对砂轮进行连续修锐修整，使砂轮磨粒获得恒定的突出量，从而实现稳定、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。ELID磨削技术以其效率高、精度高、表面质量好、加工装置简单及加工适应性广等特点，在日本已较广泛用于电子、机械、光学、仪表、汽车等领域。 ELID磨削原理是金属结合剂超硬磨料砂轮与电源正极相接做阳极，工具电极做阴极，在砂轮和电极的间隙中通过电解磨削液，利用电解过程中的阳极溶解效应，对砂轮表层的金属基体进行电解去除，从而逐渐露出崭新锋利的磨粒，形成对砂轮的修整作用：同时形成一层钝化膜附着于砂轮表面，抑制砂轮过度电解，从而使砂轮始终以最佳磨削状态连续进行磨削加工。所以该技术将砂轮修整与磨削过程结合在一起，利用金属基砂轮进行磨削加工的同时利用电解方法对砂轮进行修整，从而实现对硬脆材料的连续超精密镜面磨削。 ELID镜面磨削过程可分为准备阶段、电解预修锐阶段、在线电解修整动态磨削阶段和光磨阶段。准备阶段主要是对砂轮进行动平衡和精密整形，减小砂轮的圆度和圆柱度误差：预修锐阶段使砂轮获得适当的出刃高度和合理的容屑空间，并形成一层钝化膜：动态磨削阶段形成加工表面：光磨阶段则进一步提高表面质量。 ELID磨削去除材料的机理与其他镜面加工有所不同。通常的镜面加工是通过磨削、研磨和抛光来获得的。研磨和抛光是以柔性的研磨盘把磨料压在材料表面并产生相对运动，磨料借助研磨盘的压力以滚动方式使材料破碎，以滑动和滚动方式去除破碎后的材料。 而在ELID磨削中，一方面由于磨粒固着在结合剂中，对于单颗粒的固着磨粒而言，其有效磨削尺寸只有磨粒尺寸的1/3，磨粒主要以微切削的方式去除材料，所以造成的破碎区要小得多：另一方面，砂轮表面形成具有一定厚度和弹性且容纳有脱落磨料的钝化膜，成为一种具有良好柔性的研磨膜。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，使砂轮基体表层磨料在磨削中不可能直接与工件接触，砂轮上覆盖的这层钝化膜将代替金属基砂轮参与真正的磨削过程。当电解作用完全抑制时，钝化膜对工件进行光磨。所以ELID磨削实际上是一种将磨、研、抛合为一体的复合式精密镜面加工技术。 ELID磨削技术是对金属结合剂超硬磨料砂轮在线修整、修锐的复合磨削技术，它有别于电解磨削、电火花磨削，在精密加工领域独树一帜，具有自身的一些显著特点。 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。
