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高端制造的精密磨削技术

随着科学技术水平不断的提高,磨削加工已广泛应用于金属及其他材料的粗、精加工,是非常重要的切削加工方式。目前,磨削加工已经成为现代机械制造领域中实现精密与超精密加工最有效、应用最广泛的基本工艺技术,为人们提供高精度、高质量、高度自动化的技术装备的开发和研制。

精密磨削中超硬磨料砂轮

精密磨削技术

磨削是指用磨料或磨具去除材料的加工工艺方法,一般来讲,按照砂轮线速度的高低可将其进行分类,把砂轮速度低于45 m/s的磨削称为普通磨削,把砂轮速度高于45 m/s的磨削称为高速磨削,把砂轮速度高于150m/s的磨削称为超高速磨削。

按磨削效率将磨削分为普通磨削、高效磨削(高速磨削、超高速磨削、缓进给磨削、高效深切磨削、砂带磨削、快速短行程磨削和高速重负荷磨削)。

磨削加工能达到的磨削精度在生产发展的不同时期有不同的精度范围,当前,按磨削精度将磨削分为普通磨削(加工精度>1μm、表面粗糙度R a0.16~1.25μm)、精密磨削(加工精度1~0.5μm、表面粗糙度R a0.04~1.25μm)、超精密磨削(加工精度≤0.01μm、表面粗糙度R a≤0.01μm)。

精密加工是指在一定发展时期中,加工精度和表面质量达到较高程度的加工工艺,当前是指被加工零件的加工精度为l~0.1µm,表面粗糙度值Ra0.2~0.01µm的加工技术。

精密磨削是目前对钢铁等黑色金属和半导体等脆硬材料进行精密加工的主要方法之一,在现代化的机械和电子设备制造技术中占有十分重要的地位。

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,使用金刚石修整工具以极小而又均匀的微进给(10~15mm /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。高精密磨削的切屑很薄,砂轮磨粒承受很高的应力,磨粒表面受高温、高压作用,一般使用金刚石和立方氮化硼等高硬度磨料砂轮磨削。

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。

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