毕业论文-金刚石砂轮修整器设计（送全套CAD图纸 资料打包）
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下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763目 录绪 论 ------------------------------------2第 1 章 磨 削 加 工 技 术 概 述 -------------------3第 2 章 磨 削 原 理 ---------------------------5第 3 章 超 硬 磨 料 及 其 磨 具 -------------------10 3.1 超 硬 磨 料 磨 具 的 加 工 特 点 -----------------103.2 金 刚 石 的 性 质 ---------------------------103.3 超 硬 磨 料 磨 具 结 合 剂 的 选 择 ---------------113.4 浓 度 的 选 择 -----------------------------123.5 超 硬 磨 料 磨 具 的 使 用 ---------------------123.6 超 硬 磨 料 磨 具 的 磨 削 用 量 选 择 -------------13第 4 章 砂 轮 的 磨 损 与 修 整 ------------------14 4.1 金 刚 石 滚 轮 修 整 方 法 ---------------------144.2 金 刚 石 滚 轮 切 入 修 整 机 理 -----------------144.3 金 刚 石 滚 轮 修 整 用 量 ---------------------144.4 金 刚 石 滚 轮 摆 式 修 整 砂 轮 -----------------154.5 金 刚 石 修 整 器 的 尺 寸 ---------------------16第 5 章 磨 削 液 ----------------------------18第 6 章 磨 削 加 工 表 面 质 量 ------------------24体 会 与 感 受 ------------------------------25参 考 资 料 -------------------------------26下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763绪 论随着科学技术的迅速发展，国民经济各部门所需求的多品种，多功能，高精度，高品质，高度自动化的技术装备的开发和制造，促进了先进制造技术的发展。磨削加工技术是先进制造技术中的重要领域，是现代机械制造业中实现精密加工，超精密加工最有效，应用最广的基本工艺技术。磨削加工技术主要包括了磨削原理，材料去除机理，工艺原理与工艺方法，磨料磨具，磨削液，数控磨床，磨削质量的控制，计算机控制核技术与编程技术，ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ集成技术，计算机仿真技术与软件技术，现代管理技术等。随着磨削技术的发展，磨床在加工机床中也占有相当大的比例。据 1997 年欧洲机床展览会（ＥＭＯ）的调查数据表明，25％的企业认为磨削是他们应用的最主要的加工技术。磨床在企业中占机床的比例高达 42％，车床占 23％，铣床占 22％，钻床占14％。我国 1949—1998 年，开发生产的通用磨床有 1800 多种，专用磨床有几百种，磨床的拥有量占金属切削机床总拥有量的左右。可见，磨床技术及磨床在机械制造业中占有极其重要的地位。为什么磨削技术会不断地发展？主要原因如下：（１）加工精密高；（２）加工效率高；（３）工程材料不断发展；（４）新的磨料磨具；（５） 相关技术的发展。总 之 ， 磨 削 技 术 发 展 很 快 ， 在 机 械 加 工 中 起 着 非 常 重 要 的 作 用 。买文档送全套图纸 扣扣 414951605下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763磨削加工技术概论 当今，磨削加工技术的发展趋势是向着采用超硬磨料磨具，发展高速，高效，高精度磨削新工艺，装备 CNC 数控磨床的方向发展，但普通磨床及专用磨床，普通磨料磨具，传统磨削工艺仍占有重要地位。资料表明磨削加工量约占机械加工总量的百分之３０至４０。在金属切削机床的１１个大类中，磨床的品种规格是最为繁多的一类，这正是为满足各种零件的不同材质，不同形面，不同的加工要求而开发的繁多磨削工艺方法所需要的结果。从加工工艺方法分类讲，磨削加工是一个大类。磨削是一个总称。磨削涵盖了固结磨具的各种工艺方法，游离磨粒加工的各种工艺方法及涂附磨具的各种工艺方法。各种工艺方法的去除机理，工艺原理及工艺装备构成了磨削加工技术的体系。磨削加工工艺系统是一个系统工程。磨削加工过程中所受的影响因素繁多，加工过程中物理化学现象复杂。为提高磨削加工质量和磨削效率，满足机械制造业的需求，机械工程学科中的科研与工程技术人员，技术工人，运用多学科的基础理论和科学技术，探索和揭示磨削过程的机理和规律，研究和开发了各种磨削工艺方法及工艺装备，形成了多学科基础理论与科学技术融合与交叉的具有综合性的磨削加工技术。下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763根据加工对象的工艺目的和要求不同，磨削加工已发展成为多种加工形式的加工工艺。通常按工具类型进行分类，可分为使用固定磨粒加工及使用自由磨粒加工两大类，在此主要使用前者。通常所说“磨削”主要是指用砂轮或砂带进行去除材料加工的工艺方法。它是应用广泛的高效精密的终加工工艺方法。砂轮磨削方式根据加工对象、表面生成方法不同为外圆磨削。对旋转表面按工件夹紧和驱动方法为定心磨削。按砂轮进给方法相对于加工表面的关系，可为纵向进给。按砂轮工作表面类型可为周边磨削。磨削加工中的磨床、磨具、工件、夹具和量具等构成磨削工艺系统。从系统工程、信息及控制论观点出发，磨削工艺系统由输入—磨削过程—输入组成。磨削工艺系统主要构成要素是信息流、物流及能量流的集成。任务是：（１） 将毛坯转变成具有一定尺寸、形状、位置精度及表面质量性能的零件。（２） 尽可能使磨削过程在最佳条件下运行，提高加工效率和降低生产成本。要实现磨削加工两项根本目标，必须认真考察系统的输入信息、磨削过程规律（物理、化学、力学现象的规律）及磨削的输出结果。磨削加工是机械制造中生要的加工工艺。随着机械产品精度、可靠性和寿命的要求不断提高，高硬度、高强度、高耐磨性、高功能性的新型材料的应用增多，给磨削加工担出了许多新问题，诸如材料的磨削加工性及表面完整性、超精密磨削、高效磨削和磨削自动化等问题亟待解决。当前，磨削加工技术正朝着使用超硬磨料磨具，开发精密及超精密磨削，高速、高效磨削工艺及研制高精度、高风度的自动化磨床的方向发展。砂轮的设计，其截面形状的优化、粘结剂的结合强度及其选用性、砂轮基体的材料、砂轮的制造技术等都是非常重要的，仍需对一些关键技术进行攻关：①砂轮基体材料及制造技术的开发、设计及其优化。②砂轮新型粘结剂（特别是选用于制造磨料磨具的粘结剂）研究。③新型磨料的制备工艺，如可使磨料容易产生新的切削刃。④新型砂轮的制造工艺，既要使砂轮具有足够的容屑空间，也要有更好的凸出性。⑤适合于超精密磨削的超微粉砂轮的制备技术。现在用户不断寻求产品性能的完美性与可靠性，要求产品具有更高的精度及更高的表面完整性；产品制造厂家不断追求高的劳动生产率、低的生产成本，要求产品一次制造合格及严格的制造一致性；产品上为断采用新型材料。为适应需要，磨削新工艺技术不断涌现；即使传统磨削工艺技术，也在根据不同工件材料和磨削条件，进行优化磨削工艺参数确定最佳的磨削参数，获得最佳的磨削效果。当前精密磨削是指被加工零件的加工精度达 1-0.1um，表面粗糙度 Ra 为 0.2-0.01um 加工技术。超精密磨削的加工精度小于 0.1um，表面粗糙度 Ra≦0.025um,磨床下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763定位精度的分辨率和重复精度小于 0.01um。用磨具进行磨削和用磨粒进行研磨和抛光是实现精密及超精密加工的主要方法。实现磨削加工计算机控制与智能化，对磨削过程进行监控是一个重要问题。解决磨削过程诸现象的信号识别、信号采集、信号数据处理、反馈与补偿，需要高灵敏度的传感器，还需要有专家系统或智能系统及软件设计等技术的支撑。对砂轮的磨损与破损情况采用声发射监控系统。对磨削加工后零件尺寸、形状及位置精度，表面质量进行检测分为离线与在线检测。对超精密磨削及游离磨粒加工后所获得高精度与低表面粗糙度的检测，目前采用的检测方法有：电子显微镜，隧道扫描电子显微镜和光学式非接触测量，如外差干涉法，条纹干涉法激光散射法等。游离磨粒弹性发射加工系统是通过光识别表面，光敏发光谱的方法实现被加工表面的自动检测。高精度的磨削表面的在线自动检测要比车、铣加工困难得多，关键在于开发高灵敏度的传感器技术及信号采集、识别、处理技术。第 1 章 磨削原理 磨削时，磨床上相应的机构控制着砂轮，使它与工件接触，逐渐切除工件与砂轮相互干涉的部分，形成被磨表面。影响磨削加工过程的因素很多，使得对磨削研究比对切削机理的研究变得更加困难和复杂。为了实现磨削过程的最优控制，就必须研究磨削加工中输入参数和输出参数之间的相互关系，也就是必须研究磨削加工过程的物理规律---- 磨削机理。磨削过程的特点及切屑形成：由于制造砂轮用的磨粒晶体的生长机理不同或制粒过程的破碎方法不同，磨粒的形状一般是很不规则的。从宏观上看，磨粒的开关近似于多棱锥体形状。在磨粒切削刃的几何特征研究中，常根据刀具切削部分的几何参数定义，来确定磨粒切刃的几何参数。它们影响着砂轮的锋锐程度、切削能力和容屑能力。砂轮表面上同时参加切削的有效磨粒数不确定 砂轮工作表面的磨粒数很多，相当于一把密齿刀具。据统计规律，不同粒度和硬度的砂轮，每平方厘米的磨粒数约为60—1400 颗。但是，在磨削过程中，仅有一部分磨粒起切削作用。另一部分磨粒只在工作表面刻划出沟痕，还有一部分磨粒公与工件表面滑擦。根据砂轮的特性及工作条件不同，有效磨粒约占砂轮表面总磨粒数的 10％-50％。砂轮有自锐作用 在切削加工中，如果刀具磨损了，切削就无法正常地进行下去，必须重新刃磨刀具。磨削的情况刚不同，因为砂轮上的切削刃是由硬质材料的磨粒尖端形成的，当磨粒的微刃变钝时，作用在磨粒上力增大，使磨料局部被压碎形成新的微刃或整粒脱落露出新的磨粒微刃来工作。下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763磨削过程的三个阶断：第一阶段为滑擦阶断，该阶段内切削刃与工件表面开始接触，工件系统仅仅发生弹性变形。随着切削刃切过工件表面，进一步发生变形，因而法向力稳定地上升，摩擦力及切向力也同时稳定增加，即该阶段内，磨粒微刃不起切削作用，只是在工件表面滑擦。第二阶段为耕犁阶段，在滑擦阶段，摩擦逐渐加剧，越来越多的能量转变为热。当金属被加热到临界点，逐步增加的法向应力超过了随温度上升而下降的材料屈服应力时，切削刃就被压入塑料基体中。经塑性变形的金属被推向磨粒的侧面及前方，最终导致表面的隆起。这就是磨犁作用，这种耕犁作用构成了磨削过程的第二阶段。磨削过程的第三阶段即切屑形成阶段。在滑擦和耕犁阶段中，磨粒并不产生磨屑。由此可见，要产生磨屑及切下金属，存在着一个临界磨削深度。此外还可以看到，磨粒切削刃推动于金属材料的流动，使前方隆起，两侧面形成沟壁，随后将有磨屑沿切削刃前面滑出。确定磨屑形成的技术近年来，用速度急停装置，是砂轮个工件约在 5ms 之内进行分离，对于许多磨屑状态来说，在工件表面留下比较满意的切屑根。从切屑根的总数，可以近似地得到有效切屑刃的数目，从切屑根部所占的宽度，可以测出砂轮与工件的接触长度，切屑根部的形态表明了切屑形成的过程。磨屑的形态除重负荷磨削外，磨粒一般切下的切屑非常细小，根据不同的磨削条件，磨屑的形态一般可分为三种：带状切屑，碎片状切屑，和熔融的球状切屑。也有分为五种的，即带状，剪切形，挤裂形，积屑瘤形及熔球形。事实上，在复杂的、无规律的、多刃性的砂轮条件下，确定磨屑形态是相当困难的。为了探索这方面的问题，只能用单颗磨粒来做近似的模拟。单颗粒磨削的试验方法是，将磨粒用电镀镍或树脂粘结的方法固定在小杆上。然后装在金属盘上作为模拟砂轮。考虑到磨料在砂轮上的弹性安装问题，因此用一小块砂轮来代替单颗磨粒，注意在这一小块砂轮上选定一颗磨粒，把它周围的磨粒用细金刚石油石修低，但不能损伤被选定磨粒周围的结合剂。实验表明，在磨屑形成过程中，磨粒倾角对一定的金属存在一定的临界值。若倾角为正时，则得到带状切屑；若倾角为负时，仅得到一些断裂的碎切屑。这同单刃刀具的正负前角所产生的效果一致。一定金属的磨粒倾角临界值，随着金属的发热量和切削液的使用不同而改变。表征磨削过程的磨削要素砂轮与工件的接触弧长：砂轮与工件磨削时的接触弧长度，是磨削过程中的极其重要的基本参数之一，它几乎与所有的磨削参数有关系。尤其是它对磨削区的磨削温度、磨削力、砂轮与工件接触时的弹塑性变形以及被磨工件的表面完整性均有重要影响。关于砂轮与工件的接触弧长度是按几何接触长度、运动接触长度及真实接触长度下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763来定义的。磨削时的未变形磨屑形状可看作是曲边三角形鱼状体。磨粒擦过了工件表面时，在工件表面上划出了形状尺寸各不相同或相互错开或相互重叠的许多细小刻痕，由于刻痕深度不一，所以未变形磨屑的厚度和大小不同。未变形磨屑厚度对磨削过程有较大的影响，它不仅影响到作用在磨粒上力的大小，同时也影响到磨削比能的大小以及磨削区的温度从而造成对砂轮的磨损以及对加工表面完整性的影响。磨削力起源于工件与砂轮接触后引起的弹性变形、塑性变形、切屑形成以及磨粒和结合剂与工件表面之间的摩擦作用。研究磨削力的目的，在于搞清楚磨削过程的一些基本情况，它不仅是磨床设计的基础，也是磨削研究中的主要问题，磨削力几乎与所有的磨削有关系。为便于分析问题，磨削力可为相互垂直的三个分力，即沿砂轮切向的切向磨削力，沿砂轮径向的法向磨削力以及沿砂轮轴向的轴向磨削力。磨削力与砂轮耐用度、磨削表面粗糙度、磨削比能等腰三角形均有直接关系。实践中，由于磨削力比较容易测量与控制，因此常用磨削力来诊断磨削状态，将此作为适应控制的评定参数之一。磨削力的诸在实际工作中很重要，不论是机床设计和工艺改进都需要知道磨削力。一般是用磨削力的计算公式来估算，或者用实验的方法来测定。用实验的方法来测定，工作量较大，成本高。因此多年来的研究者一直试想通过建立理论模型找出准确通用的计算公式来解决工程中的问题。现有磨削力计算公式大体上可分为三类，一类是根据因次解析法建立的磨削力计算公式；一类是根据实验数据建立的磨削力计算公式；另一类是根据因次解析用实验研究相结合的方法建立的通用磨削力计算公式。磨削力的尺寸效应所谓磨削过程中的尺寸效应是指随磨粒切学及平均磨削面积的减小，单位磨削力或磨削比能愈大。也就是说，随着切深的减小 ，切除单位体积材料需要更多的能量。目前，解释尺寸效应生成的理论有三种：其一是从工件的加工感化理论解释尺寸效应；另一种是从金属物理学观点分析材料中裂纹与尺寸效应的关系。其三是用断裂力学原理对尺寸效应解释的观点。磨削时被磨削层比切削时变形大得多，其主要原因是磨削时磨粒的钝圆半径与磨削层厚度比值较切削加工时大得多的缘故。另外，磨粒切刃有较大的负前角及磨削时挤压变形后才被切离。能过观察磨屑和磨削后工件表面的变质层，并能过测量磨削力的大小与计算出的磨削比能的情况可知，磨削时，磨削比能比车削时大得多。磨削力的理论公式对磨削过程做定性分析研究和大致估算时具有很大作用；但是由于磨削加工情况的复杂性，建立于一定加工条件和假设条件之上的理论公式，在条件改变后就导致使用受到极大限制。迄今为止，不没有一种可适用于名种磨削条件下的严密磨削力理论公式。对于磨削过程的详细研究，目前仍然需依靠实验测试及在该实验条件下的经验公式来进行。磨削力的实验确定需借助测力仪进行，目前，用得较多的是在弹性组件上粘贴应变片的电阻式测力仪，也可利用压电晶体的压电效应原理以及各种传感配置计算机进行测量。下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763在实际的工程计算中，当前仍以采用经验公式为主，多年来，各国学者都做出了许多研究，发表了大量的数控，并且详细讨论了各种磨削条件对磨削力的影响，提出了各种各样的磨削力实验公式。金属切削时所作的功几乎全部转化为热能，这些热传散在切屑、刀具和工件上。对于车削和铣削等加工方式，大约 70％-90％的热量聚集在切屑上流走，传入工件的约占 10％-20 ％，刀具的则是不到 5％。但是磨削加工与切削加工不同，由于被切削的金属层比较薄，大约 60-95 的热量被传入工件，仅有不到 10 的热量被磨屑带走。这些传入工件的热量在磨削过程中常来不及传入工件，仅有不到 10 的热量被磨屑带走。这些传入工件的热量在磨削过程中常来不及传入工件深处，而聚集在表面层里形成局部高温。工件表面温度常可高达 1000 以上。在表面层形成极大的温度梯度。所以磨削的热效应对工件表面质量和使用性能影响极大。特别是当温度在界面上超过某一临界值时，就会引起表面的热损伤，其结果将会导致零件的抗磨损性能降低，应力锈蚀的灵敏性增加、抗疲劳性变差，从而降低了零件的使用寿命和工作可靠性。此外，磨削周期中工件的累积温升，也常导致工件产生尺寸精度和形状精度误差。另一方面，磨削区的磨削热，不仅影响到工件，也影响到砂轮的使用寿命。因此，研究磨削区的温度在工件的颁布状况，研究磨削时砂轮在磨削区的有效磨粒的温度，研究磨削烧伤前后磨削温度的分布特征等腰三角形，是研究磨削机理和提高被磨零件的表面完整性的重要问题。在机械制造中，为了解决磨削烧伤问题，提出了许多新的磨削方法和措施，其中镶块砂轮和开槽砂轮是方法之一。大量的实验证明，开槽砂轮和镶块砂轮由于其间断磨削的特性，它可以在相同的磨削用量下比使用普通砂轮大幅度地降低磨削温度，有效地减轻和避免工件表层的热损伤，在相同的温度下可以大大提高磨削用量，获得更高的生产效率。因此近年来，断续磨削一直在磨削领域中倍受重视。缓进给强力磨削本身具有具大的潜力，但是由于缓磨机理的研究尚无法圆满解决生产中提出的涉及加工质量和效率的若干根本性问题，因而其潜力难以得到充分发挥，其中最明显的是关于缓进给磨削工件表面烧伤问题，由于这种烧伤往往可以在看似正常的缓磨过程中突然发生，因而是生产现场最感棘手的问题之一，深入研究缓进给磨削中的工件表面温度特性，对于烧伤的控制，是十分必要的。（１） 平均温度分布曲线光滑连续，峰点位置靠近弧区高端且峰点附近曲线变化平稳，故可以认为缓进给磨削时热流密度沿弧长的颁布也是连续的，且更接近三角形分布的热源模型。（２） 弧区工件表面平均温度数值很低，弧区低端温度更低，这说明正常缓进给磨削时已加工表面的实际生成的温度是很低的，这也正是缓进给磨削容易实现无应力加工的原因所在。（３） 相对于平均温度而言，磨粒磨削点上的温度虽然高一些，但高的并不多，这似乎也提示了正常缓进给磨削时磨削热中的大部分确实没进入工件。在一定范围内改变磨削用量条件重复上述试验表明，所没得的下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763平均温度低这一点是可确认无疑的，有些文献中认为缓进深磨削时温度肯定高于普通往复磨削实质上是一种误解。在同样的的磨削用量下，不使用磨削液时，弧区工件表面温度一开始便陡增至1000℃上下。该现象足以说明缓进给磨削时磨削液在弧区换热中的所起的主导作用，它也证实了以往文献中所提出的磨削液换热理论的正确性。值得指出的是实验是在使用刚玉砂轮及常压磨削液的条件下进行的，这就说明缓进给磨削低温并不只是大气孔超软砂轮与高压喷注磨削液综合作用的结果，而是缓进给磨削本身特具有的现象。为了解释在正常缓磨温度很低情况下常产生的突发烧伤现象，以往的研究曾认为是由于磨削液在弧区成膜沸腾导致工件瞬间产生烧伤，亦即认为当缓磨条件决定的热流密度不超过磨削液的临界热流密度时，弧区工件表面可稳定维持正常低温；但只要磨削热流密度超过临界值，则由于弧区磨削液出现成膜沸腾引起二相流换热曲线上热平衡点的温度，从而导致工件突发烧伤。近年来的研究认为：上述磨削液成膜沸腾导致了瞬间突发烧伤的思想，明显地忽略了缓进给磨削烧伤无法控制的假想。研究磨削区的温度分布，除了采用分析法外，采用实验方法能得到更加准确的结论，迄今为止，磨削温度的测量已出现了许多方法，新方法的不断产生，为磨削温度研究提供了有效的手段，但是在所有实验测量方法中，最基本的方法是热电偶直接测量法。热电偶丝端头与孔底接触之处就是半自然热忆偶的结点。磨削过程中，孔与顶面的距离在改变因而每次磨削所输出的热电势是反映磨削表面下不同处的温度。磨削后孔与顶面的距离可根据试件本体高度 h 的改变量来确定的。理论上讲，当孔底刚好磨穿时的热电势反映的温度刚是磨削表面的温度。第 2 章 超硬磨料及其磨具 下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 13041397633．1 超硬磨料磨具的加工特点超硬磨料系指金刚石和立方氮化硼以及这两种磨料为主的复合材料。金刚石和立方氮化硼均属立方晶系。与刚玉和炭化硅相比，具有硬度高、强度好、颗粒形状好、良好的导热性和低的热膨胀系数等特点。磨削能力强及优良的磨削性能。是非常优异的磨削材料。由超硬磨料制成的磨具，其磨削性能突出。1.极高的磨料硬度是超硬磨料磨具的主要特征超硬磨料极高的硬度，可加工各种高硬度材料，特别是加工普通磨料所难以加工的材料。2.超硬磨料磨具耐磨损性能好超硬磨料磨具耐磨损性能好，使用中磨损少、砂轮使用周期长、磨削比高。在合理的使用条件下，可获得良好的经济效益，特别对难加工材料的磨削加工，经济效益更佳。3.超硬磨料磨具的形状和尺寸保持性好超硬磨料磨具在磨削加工中磨具的形状和尺寸变化极为缓慢，有利于磨削操作，加工工件的形状精度、尺寸精度保持性好。加工中无需经常更换磨具，大为节约工时，特别适宜于自动生产线上加工高精度零件。超硬磨料磨具在使用中很少修整或不需修整，极大地改善了劳动条件和节省工时。4.超硬磨料磨具能长时间保持磨粒微刃的锋锐性磨料微刃切削锋利，切削性能好，磨削力下降，有利于提高工件的加工精度和降低表面粗糙度，减少机床动力消耗。5.超硬磨料磨具的磨削温度低由于超硬磨料微刃切削锋利。加工中摩擦减少，磨削温度较普通磨料低，产生的磨削热少，减少了磨削加工中的表面烧伤、裂纹及组织变化，降低了加工表面的应力状态，可大大改善表面加工质量，提高被加工零件的使用寿命，使综合经济指标得以改善。3．2 金刚石的性质1.金刚石的晶体形态金刚石分类天然金刚石和人造金刚石。在天然金刚石研究中金刚石属于立方晶系，是具有格子构造的晶体。有的金刚石是生长很完整的单晶体，有的是结晶颗粒和许多连生晶体的聚集----集合体。根据金刚石出现的晶体外形和内部构造，可将金刚石晶体分为单晶体和连生体。天然金刚石晶体形态常见的结晶形状为八面体。2．金刚石的化学组成在各类金刚石晶体中间和粗晶中间，碳的同位素是相近的。在金刚石研究发现，杂质常沿晶体的对称轴排列，它们的形成从晶体生长点开始向晶体顶端散布开去的射下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763线或线、杂质除线状分散外，还有薄片状、杆状、扁盘状或较大的不规则颗粒状杂质。3．金刚石的化学性质人造金刚石在大气条件下，氧化温度在 740-838℃之间，金刚石氧化主要取决于晶体的完整程度。结晶完整的人造金刚石晶体氧化温度高，非完整的晶体氧化温度低。金刚石与各类酸作用时，均没有任何化学反应，具有特殊的化学稳定性，只是在与钨、钽、钛、锆等腰三角形碳化物形成剂，在高温下，它们将与金刚石起化学反应，以形成它们各自的碳化物。另外在熔融状态下，铁、钴、锰、镍、铬等金属是碳的真正溶剂。4．金刚石的电磁性能理想的金刚石晶体，具有高的比电阻。但杂质大大降低了比电阻。天然金刚石没有磁性，人造金刚石具有磁性。但人造金刚石属于绝缘体。5．金刚石的热性能金刚石具有很高的热导率。在不同温度下，金刚石的热导率是不同的。6．金刚石的力学性能在结晶学上，把原子联结成的那些晶面叫做面网，在单位面网内的原子数叫做它的密度。由于晶体面间距不同，在外力作用下，最容易沿着面网间距最大的结晶面间劈开。最常见的金刚石晶体是八面体，其次是斜十二面体，而立方体少见。人造金刚石的密度，随着所用的触媒类型不同而异，就是同一种触媒合成出来的金刚石，由于压力- 温度 -时间等热力学条件的改变，同样具有不同的色泽和不同的密度。金刚石是最硬的物质，也是比较脆并易劈开的物质。具有裂缝和其它缺陷的晶体在低得多的压力下就劈开了。金刚石的弹性模量，在所有物质中最高。但由于金刚石晶体结构不同，在不同应力方向上弹性性质是不同的。3．3 超硬磨料磨具结合剂的选择金刚石磨具的结合剂有树脂结合剂，陶瓷结合剂、金属结合剂和电镀金属结合剂四类。金属结合剂有青铜结合剂、铸铁结合剂及铸铁短纤维结合剂。其性能与应用范围有否不同。金属结合剂包括青铜、铸铁基、电镀金属结合剂。青铜结合剂强度较高、耐磨性好、磨损少磨具寿命长、保持形状好、磨削成体低，能承受较大的负荷。但自锐性较差，易堵塞，发热，修整较困难。青铜结合剂金刚石磨具主要用于玻璃、石材等非金属硬脆材料的粗、精磨和切割工序。3．4 浓度的选择浓度是超硬磨料磨具的重要特性之一，它对磨削效率加工成本有很大的影响。浓度低，磨削效率不高，满足不了生产的要求；浓度过高，很多磨粒过早的脱落，造成浪费。从工件的加工要求和加工工序状况方面考虑。对粗磨工序，主要要求磨具的磨下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763削能力强，磨削效率低，一般选择磨料粒度要粗，浓度要较高的磨具。浓度高，磨具工作面上单位面积内磨粒数多，有利于满足粗磨时提高磨削效率的要求。对于半精磨、精磨工序，要满足表面粗糙度及磨削能力方面的要求，一般采用中等程度的浓度较好。对于抛光和低表面粗糙度值的磨削，常先用细粒度树脂结合剂磨具，一般采用低浓度为佳，个别甚至可选用低达 25％的浓度，有利于降低表面粗糙度值。3．5 超硬磨料磨具的使用人造金刚石的应用较为广泛，其应用领域几乎渗透到各部门。硬质合金制品及一些特殊刀具材料已普遍采用金刚石磨具加工。使用超硬磨料磨具磨削时，选用适当的磨削液可减少磨具的磨损，改善加工质量，降低表面粗糙度值，防止磨具表面被堵塞，延长磨具使用寿命。由于超硬磨料导热系数高，传入磨具中的热量比普通磨具多，使磨具温度升高，不利于磨削过程正常进行。当用树脂结合剂磨具进行磨削时，采用磨削液能降低磨削温度减少磨粒附近的结合剂热分解，从而减少磨具的磨损，提高磨削工序的生产率及经济效益。用超硬磨料磨具进行磨削加工，在有条件的情况下，应尽量选用合适的磨削液。所选用的磨削液应无腐蚀、无公害、无污染；良好的润滑性、冷却性及洗涤性。对于超硬磨料磨具来说，因其组织细密，气孔极少或无气孔，在磨削过程中易被磨屑堵塞。为了保证磨削过程正常进行，应及时冲掉粘在磨具工作表面上的磨屑，带走磨削过程中所产生的热量，所选用的磨削液还应具粘度小及良好的浸润性、清洗性。用金刚石磨具加工合金、钢结硬质合金，应选用有轻质矿物油的煤油，低号全损耗系统用油，汽油，轻柴油，煤油的混合油等磨削液。也可选用苏打水等混合水溶液。为减少超硬磨料磨具的修整消耗，每片磨具应配备专用法兰，法兰自磨具开始使用至用完不再拆下。每加工一批工件，仅需将磨具连同法兰装上机床并稍作修整即可进行磨削，节约了装拆磨具的时间，节约砂轮非磨削消耗，提高磨具使用的经济性。超硬磨料磨具装上法兰时，应尽可能地对中，一般使砂轮径向跳动小于 0．03ｍｍ以下，可减少修整消耗。超硬磨料磨具的平衡十分重要，磨具在出厂前及使用时均应进行静平衡或动平衡；以保证磨具在加工中运转平稳。树脂结合剂超硬磨料磨具存在老化问题，因此，保存时间不宜太长。3．６超硬磨料磨具的磨削用量选择金刚石砂轮磨削用量选择人造金刚石砂轮一般采用较低磨削速度。砂轮速度的提高，可获得较低的表面粗糙度值，但磨削温度也随之提高，促使砂轮磨损加剧。砂轮速度太低，单颗磨粒的切屑厚度过大，既影响表面粗糙度增加，也加剧砂轮磨损。磨削深度增大 ，磨削力和磨削热均增大。下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763磨削加工中，不仅磨粒的尺寸、形状和分布对加工过程有影响，而且砂轮的气孔状况也起着重要的作用，往往在加工韧性金属时，出现砂轮的急剧堵塞，导致砂轮寿命过早结束。要避免砂轮的堵塞和由此产生的不利因素，对产生堵塞的机理、过程及应采取的工艺措施进行讨论是十分重要的。所要需要修整。第 4 章 砂轮的磨损与修整4.1 金刚石滚轮修整方法金刚石滚轮是一种新发展起来的修整工具，它是用烧结或电镀的方法把金刚石固结在滚轮的金属基体的圆周表面上制成。金刚石滚轮修整砂轮的方法与单粒金刚石笔方法修整相比较，其修整时间要短得多（仅在几秒钟内即可完成） ，而且很容易地修整出各种复杂的成形表面。这仅需将金刚石滚轮相应地制成与工件一致的各种复杂成形面，与钢滚轮修整砂轮方法相比，其修整力小，不易造成砂轮表面崩溃，且本身不易磨损，从而使型面精度保持性好。因此，自金刚石滚轮修整方法出现以来，在生产中得到了越来越广泛的应用。金刚石滚轮修整砂轮有两种方法，切入式滚轮修整和摆式滚轮修整（也有根据修下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763整进给运动的方式将其分为径向切入式修整和纵磨式修整，切向进给式修整和摆式修整） 。在切入式滚轮修整中，如同外圆切入磨削工件一样，滚轮的旋转由电动机驱动，滚轮相对砂轮做切入运动，从而进行砂轮修整，在摆式滚轮修整中，金刚石滚轮装在摆臂的一端，它由电动机带动旋转，摆臂的旋转运动由液压系统驱动，通过这两种运动对砂轮进行修整。4.2 金刚石滚轮切入修整机理金刚石修整砂轮时有两个运动，一是径向切入修整，一是自身的旋转运动。由于滚轮的这两个运动以及砂轮的旋转，修整时滚轮上的金刚石颗粒对砂轮上磨料的作用也有两个，其一是由径向切入运动产生的对磨粒的挤压作用；其二是由滚轮和砂轮切向相对运动引起的对磨粒的修磨作用。金刚石滚轮修整过程就是这两种作用的交互作用过程。挤压作用和修磨作用的大小决定了砂轮表面形貌，进而也就决定了砂轮磨削性能。在滚轮修整过程中，若挤压作用占主导地位，则磨粒以破碎为主，而磨粒的破碎会形成尖刃，故这时磨碎刃顶端锐利，这样修出的砂轮磨削能力也就强；若修整过程中修磨作用占主导地位，磨粒则以“削平”为主，帮这时磨刃顶端平整。这样修出砂轮磨削表面粗糙度值就小。在滚轮修整中，提高修整进给量，则挤压作用增大，减小修整速比或提高光修转数，则修磨作用增强。因此，合理控制金刚石滚轮修整时的参数是获得良好修整效果的关键。4.3 金刚石滚轮修整用量用金刚石滚轮修整砂轮时，通过改变修整条件可获得适于粗磨和精磨的砂轮表面状态。粗磨时可采用顺向修整法，修整速比可取+0.5 以上；精磨时，为了获得良好的磨削表面粗糙度，可采用逆向修整。另外，用于粗磨的砂轮可采用粗粒度、低浓度的金刚石滚轮修整，用于精磨砂轮可用细粒度、高浓度的金刚石滚轮修整。若采用顺向修整，应根据加工目的首先选取修整速比，然后再选取修整进给量和光修转数。若采用逆向修整，则应首先选取修整进给量，然后选修整速比和光修转数。在一般情况下，采用顺向修整。若希望砂轮磨削能力强，可选用 0.8 左右的修整速比，再在修整装置刚度允许的条件下，选用较大的进给量和光修转数；若希望磨削表面粗糙度值小（光洁度高） ，可选用 0.2-0.8 左右的修整速比，再选用较小的修整进给量和 50r /min 左右的光修转数。当希望砂轮耐用度高，则应采用顺向修整，这时可选用较小的修整速比和较大的修整进给量，或较大的修整速比及较小的修整进给量的搭配。4.4 金刚石滚轮摆式修整砂轮表征被修砂轮表面形貌的参数有：砂轮表面单位长度磨刃数砂轮表面容屑比以及砂轮表面容屑比以及砂轮表面的粗糙度。下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763最大修整摆动角 修整器的摆臂与摆动中心同砂轮中心连线的夹角称为摆动角。当滚轮与砂轮接触角称为修整摆动角。由于砂轮磨粒是脆性材料，在修整过程中，被修磨粒一般会出现两种现象，一是磨粒被削平；二是磨粒破碎或结合剂断裂。修整过程中视修整条件的不同，上述两种现象交织出现。一般认为，滚轮相对砂轮的径向切入运动的主要作用是对磨粒产生挤压，其结果表现为磨粒破碎和结合剂断裂；而滚动相对砂轮的切向运动的主要作用是对磨粒产生修磨，其结果是把磨粒削平。通过对两种修整方法的比较可知：摆式修整砂轮时不仅修整参数对砂轮表面形貌与切入式修整规律一致，且修整参数对磨削性能的影响规律也几乎相同；只是在摆式修整中，修整进给速度是变化的，而切入修整进给速度保持不变。此外在一次修整中，摆式修整除修整进给作用外，还在最后阶段有光修作用，而切入修整其磨削性能的改善是通过适当增加光修次数来实现。这样切入式修整，为了改善磨削性能，就需要在修整过程中增加一道环节，因此其修整效率比摆式修整要低。但是摆式修整的修整进给运动是靠摆臂的摆动来实现的，因而修整器结构复杂。相对来说，由于切入式修整器结构简单，故在实际生产中应用的较多一些。超硬磨料砂轮的整形法：所用的整形砂轮为绿色碳化硅或白色氧化铝陶瓷结合剂砂轮，其粒度应根据超硬磨料砂轮的粒度选择，若超硬磨料砂轮粒度细，则应选较细的修整轮。滚压修整法的修整机理与金刚笔修整工具的修整机理不同，前者主要靠压力使磨粒破碎与脱落，而后者主要靠剪切力。由于滚压整形修整时需要较大的滚压力，因此磨床的刚性要求要好，否则修整出的砂轮轮廓度较低。磨削修整法 这种方法同时也可以用于修锐，是常用的一种修整方法。可用碳化硅、刚玉油石修整超硬砂轮，也可用动力驱动金刚石、碳化硅或则玉砂轮来修整超硬砂轮。修整金刚石砂轮时，修整轮的特性较硬。用普通磨粒砂轮作为修整轮时，整形精度稍差，但被修整砂轮磨削性能好，适用于型面精度要求不高或对磨削能力有要求的砂轮修整。用金刚石砂轮作为修整轮时，整形精度好，但被修砂轮磨削能力差，因此仅用于型面精度要求较高的砂轮修整。为提高磨削能力，可二者兼用，即用金刚石砂轮整形后再用普通磨料砂轮加以修整。修整砂轮的硬度和粒度对修整效率、修整效果和磨削性能影响很大。修整轮硬度提高，修整率提高，但被修砂轮的磨削性能却相应降低，砂轮表面比较光滑，磨削比降低。修整砂轮的粒度对修整率及砂轮的磨削性能影响不大。当修整轮粒度接近被修砂轮粒度时，磨削性能较好。利用软钢磨削整形，同时也可以修锐。由于整形对磨粒脱落多，因此不宜用此法来修整型面精度要求较高的砂轮。软钢磨削法有单滚轮和双滚轮法。在被修整砂轮切线方向上有两个大小相等方向相反的修整力。这样就使就修砂轮不会产生附加干扰力矩，能保证整形过程平稳，提高整形质量。4.5 金刚石修整器的尺寸下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下载论文就送你全套 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763为了加工零件的需要和工作所需，选用的电动机的功率为 110W，转速为1500r/min.带轮设计计算功率 pd 单位 kw pd=ka*p p-传动功率 ka-、工作情况系数 0.18kw pd=0.18*1=0.18 ;带行 pj；传动比 1；小带轮直径 de1=80;大带轮直径 de2=80;带速 v 单位 m/s v=(pi*dp1*n1)/600*1000 v=5.86m/s ;初定中心距 a0 0.7(de1+de2)
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