砂轮磨削力计算

磨削力、磨削功率及磨削温度

一、磨削力和磨削功率

（一）磨削力的主要特征及计算

砂轮上单个磨粒的切削厚度固然很小，但是大量的磨粒同时对被磨金属层进行挤压、刻划和滑擦，加之磨粒的工作角度又很不合理，因此总的磨削力很大。为便于测量和计算，将总磨削力分解为三个相互垂直的分力 F x (轴向磨削力)、F y (径向磨削力)、F z (切向磨削力)，如图4-4所示，和切削力相比，磨削力有如下特征：

1.径向磨削力 F y 最大。这是因为磨粒的刃棱大都以负前角工作，而且刃棱钝化后，形成小的棱面增大了与工件的实际接触面积，从而使 F y 增大。通常 F y =（1.6～3.2）F z 。

2.轴向磨削力 F x 很小，一般可以不必考虑。

3.磨削力随不同的磨削阶段而变化。在初磨阶段，磨削力由小至大变化较大；进入稳定阶段，工艺系统的弹性变形达到一定程度，此时磨削力较为稳定；光磨阶段实际磨削深度近趋于零，此时磨削力渐小。

磨削力的计算公式如下：

（4-5）

（4-6）

式中 F z ， F y ——分别为切向和径向磨削力（N ）；

v w ，v ——分别为工件和砂轮的速度（m/s ）；

f r ——径向进给量（mm ）；

B ——磨削宽度（mm ）；

α ——假设磨粒为圆锥时的锥顶半角；

C F ——切除单位体积的切屑所需的能（KJ/mm 2 ）；

μ ——工件和砂轮间的摩擦系数。

磨削过程很复杂，影响磨削力的因素也很多，上述理论公式的精确度不高。目前一般采用实验方法来测定磨削力的大小。

（二）磨削功率的计算

磨削时，由于砂轮速度很高，功率消耗很大。主运动所消耗的功率定义为磨削功率。其计算公式如下：(kW) （4-7 ）

式中 F z ——砂轮的切向力（N ）；

v——砂轮的线速度（mm/s ）。

二、磨削温度

由于磨削的线速度很高，功率消耗较大，所以磨削温度很高。这样高的温度会直接影响工件的精度及表面质量。因此，控制磨削温度是提高工件表面质量和保证加工精度的重要途径。

（二）磨削温度对工件表面质量的影响

磨削工件的表面质量主要表现在表面粗糙度、表面烧伤、表面残余应力和裂纹几个方面，这里重点讨论磨削烧伤问题。

1 ．磨削烧伤的产生和实质磨削加工时，磨粒的切削、刻划和滑擦作用，大多数磨粒的副前角切削以及高的磨削速度，使得工件表面层有很高的温度。因此对已淬火的钢件往往会使表面层的金相组织产生变化，从而使表面层的硬度下降，严重的影响了零件的使用性能，同时表面呈现氧化膜颜色，这种现象称为磨削烧伤。所以磨削烧伤的实质是材料表面层的金相组织发生变化。图4-6 所示为淬火高速钢磨削后表面层硬度的变化情况。由此可以看出，磨削烧伤会破坏工件表面层组织，严重的会出现裂纹，从而影响工件的耐磨性和使用寿命。

2 ．磨削烧伤的表现形式磨削烧伤主要表现为以下三种形式：

（ 1 ）退火烧伤在磨削时，如工件表面层温度超过相变温度 A c3 ，则马氏体转变为奥氏体，如果此时无冷却液，则表面层硬度急剧下降，工件表面层被退火，故这种烧伤称退火烧伤。工件干磨时常发生这种情况。

（ 2 ）淬火烧伤磨削时，工件表面层温度超过相变温度 A c3 ，如果此时冷却充分，则表层将急冷形成二次淬火马氏体组织。工件表层硬度较原来的回火马氏体高，但很薄，其下层因冷却速度慢仍为硬度较低的回火索氏体和屈氏体。这种情况称为淬火烧伤。

（ 3 ）回火烧伤磨削时，工件表面层温度未超过相变温度 A c3 ，但超过马氏体的转变温度，这时工件表层的组织将转变成硬度较低的回火屈氏体或索氏体。这种情况称为回火烧伤。

3 ．影响磨削烧伤的工艺因素

（ 1 ）磨削用量影响最大的是砂轮的速度v 和径向进给量 f r 。当v 和f r 较小时，不易出现烧伤。

（ 2 ）冷却方法加大冷却剂流量和采用喷雾冷却、高压冷却等加速热量的传出，降低磨削区温度，可以有效避免烧伤现象。

（3）砂轮接触长度砂轮与工件的接触长度大，易堵塞而不易冷却，容易出现烧伤。

磨削不锈钢时怎样选择砂轮

1.磨料：白刚玉具有较好的切削性能和字锐性，适于磨削马氏体及马氏体+铁素体不锈钢；单晶刚玉磨料适用于奥氏体和奥氏体+铁素体不锈钢；微晶钢玉磨料是由许多微小的晶体组成的，强度高、韧性和自锐性好，其自锐的特点是沿微晶的缝隙碎列，从而获得微韧性和微刃高等性，可以减少烧伤、拉毛等现象，并可以降低磨削表面粗糙度，适于磨削各种不锈钢；立方氮化硼磨料的硬度很高，热稳定性好，化学惰性高，在1300℃～1500℃不氧化，磨粒的刃尖不易变钝，产生磨削热也少，适用于磨削各种不锈钢，为了减少粘附现象，也可采用碳化硅和人造金刚石为磨料的砂轮。 2.粒度：磨削不锈钢时，一般采用36号、46号、60号中等粒度的砂轮为宜，其中粗磨时，采用36号、46号粒度，精磨用60号粒度。为了同时适用于粗磨和精磨，则采用46号和60号粒度。 3.结合剂：磨削不锈钢要求砂轮具有较高的强度，以便承受较大的冲击载荷。陶瓷结合剂耐热、抗腐蚀，用它制作的砂轮能很好的保持切削性能，不怕潮湿，具有多孔性，适合于制作磨削不锈钢砂轮的结合剂。磨削耐浓硝酸不锈钢等材料内孔时，可采用树脂结合剂制造砂轮。 4.硬度；应选用硬度较低的砂轮，以提高自锐性，一般选用G～N硬度的砂轮，其中以K～L使用最为普遍，使用微晶刚玉作磨料的内圆磨砂轮，则以J为宜。 5.组织：为了避免磨削过程中砂轮堵塞，砂轮组织应选用较疏松的，一般选用5～8号较为合适。 十四、磨削不锈钢时怎样选择磨削用量 陶瓷结合剂砂轮的速度为30～35m/s；树脂结合剂的砂轮速度为35～50m/s。当发现表面烧伤时，应将砂轮速度降至16～20m/s。 工件速度：当工件直径小于50mm时，ｎ=120～150r/min;大于50mm时，ｎ=40～80r/min.用砂轮外圆进行平面精磨时，工作台远动速度一般为15～20m/min，粗磨时为5～50 m/min。磨削深度和横向进给量大时取最小值。粗磨深度为～，精磨深度为。修整砂轮后应减小磨削深度。 外圆磨削时纵向进给量，粗磨时为（～）Bmm/r,精磨时为（～）Bmm/r ；内圆磨削时纵向进给量，粗磨时为（～）Bmm/r,精磨时为（～）Bmm/r ；砂轮

砂轮的硬度

砂轮的硬度：砂轮表面磨料在磨削力的作用下脱落的难易程度 选择砂轮硬度的原则：磨削软材料选择硬砂轮，硬材料软砂轮 高效磨削方法：高速磨削，强力磨削，砂带磨削 工件的加工方法：用找正法装夹工件、用夹具装夹工件。 夹具的主要组成部分：定位元件、夹紧装置、对刀元件、导引元件、其他装置、连接元件和连接表面、夹具体。 六点定位原理的定义：要是工件完全定位，就必须限制工件在空间的六个自由度，称为工件的“六点定位原理”。 完全定位的定义：分布的六个定位支承点，限制了工件全部六个自由度，称为工件的“完全定位”。 不完全定位的定义：工件在夹具中并非都需要完全定位，这种允许少于六点的定位称为工件的“不完全定位”。 过定位的定义：在加工中，若工件的某一个自由度同时被一个以上的定位支承点重复限制，则对这个自由度的限制会产生矛盾，这种情况被称为“过定位”或“重复定位”。 欠定位的定义：在加工中，如果工件的定位支承点数少于应限制的自由度数，必然导致达不到所要求的加工精度，这种工件定位点不足的情况，称为“欠定位。 基准的定义：所谓基准就是零件上用来确定点、线、面位置时，作为参考的其他的点、线、面。 产生定位误差的原因：一是由于定位基准与设计基准不重合，称为基准不重合误差(基准不符误差)；二是由于定位副制造误差而引起定位基准的位移，称为基准位移误差。 夹紧装置的组成：力源装置、中间传力机构、夹紧元件 钻套的四种形式：固定钻套、可换钻套、快换钻套、特殊钻套。 刀具角度选择： 前角：对切削难易程度有较大关系，增大前角是刀刃变得锋利，使切削变得轻快，可以减少切削变形，减少切削力和切削功率，但增大前角 会使刀刃和刀尖强度下降，刀具散热体积减小，影响刀具寿命，前角的大小对工作表面粗糙度、刀具的排屑及断屑性能也有一定影响； 前角的选择：工件的强度和硬度较低时应选用较大的前角，反之取较小的前角；加工塑性材料（钢）时应选较大的前角；加工脆性材料时（如铁）时选较小的前角；刀具材料韧性好（如高速钢）可选较大的前角，反之选较小的前角；粗加工时，特别是断续切削时，应选较小的前角；精加工是选较大的前角。 后角：它主要减小后刀面的与工件的摩擦和后刀面的摩损，其大小对刀具耐用度和工件已加工表面质量影响很大； 后角选择：切削层公称厚度越大，刀具后角越小；工件材料越软、塑性越大，后角越大；工艺系统刚性较差时应适当减小后角，尺寸精度要求较高的刀具，选较小的后角。 主偏角和负偏角：两角对刀具耐用度有很大的影响，减小主偏角和负偏角可使刀尖角增大，刀尖强度提高，散热条件改善，使刀具耐用度提高；同时可将降低残留面积的高度，减小加工表面的粗糙度，增大主偏角可使切深抗力明显较小，进给抗力增大，有利于减小工艺系统 的弹性变形和振动。 刃倾角：主要影响刀头的强度和切屑的流动方向。 逆铣法：刀齿旋转方向和工件进给方向相反，由切屑层内切入，从待加工表面切 出，切屑厚度由小增至最大，刚切入时刀齿抬磨已加工表面，产生冷硬层，降低表面质量，但切削过程平稳切削分力使夹紧力增大； 顺铣：刀齿旋转方向和工件进给反方向响相同，切削厚度由小到大，切削分力压向工件，可

磨削砂轮的选择

砂轮的种类很多，并有各种形状和尺寸，由于砂轮的磨料、结合剂材料以及砂轮的制造工艺不同，各种砂轮就具有不同的工作性能。每一种砂轮根据其本身的特性，都有一定的适用范围。因此，磨削加工时，必须根据具体情况（如所磨工件的材料性质、热处理方法、工件形状、尺寸及加工形式和技术要求等），选用合适的砂轮。否则会因砂轮选择不当而直接影响加工精度、表面粗糙度及生产效率。下面列出砂轮选择的基本原则以供参考。 一、普通砂轮的选择 1. 磨料的选择磨料选择主要取决于工件材料及热处理方法。 a. 磨抗张强度高的材料时，选用韧性大的磨料。 b. 磨硬度低，延伸率大的材料时，选用较脆的磨料。 c. 磨硬度高的材料时，选用硬度更高的磨料。 d. 选用不易被加工材料发生化学反应的磨料。

最常用的磨料是棕刚玉（A）和白刚玉（WA），其次是黑碳化硅（C）和绿碳化硅（GC），其余常用的还有铬刚玉（PA）、单晶刚玉（SA）、微晶刚玉（MA）、锆刚玉（ZA）。 棕刚玉砂轮：棕刚玉的硬度高，韧性大，适宜磨削抗拉强度较高的金属，如碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等，这种磨料的磨削性能好，适应性广，常用于切除较大余量的粗磨，价格便宜，可以广泛使用。 白刚玉砂轮：白刚玉的硬度略高于棕刚玉，韧性则比棕刚玉低，在磨削时，磨粒容易碎裂，因此，磨削热量小，适宜制造精磨淬火钢、高碳钢、高速钢以及磨削薄壁零件用的砂轮，成本比棕刚玉高。 黑碳化硅砂轮：黑碳化硅性脆而锋利，硬度比白刚玉高，适于磨削机械强度较低的材料，如铸铁、黄铜、铝和耐火材料等。 绿碳化硅砂轮：绿碳化硅硬度脆性较黑碳化硅高，磨粒锋利，导热性好，适合于磨削硬质合金、光学玻璃、陶瓷等硬脆材料。 铬刚玉砂轮：适于磨削刀具，量具、仪表，螺纹等表面加工质量要求高的工件。

离心力和转速之间的简单换算

离心力和离心转速的换算是经常用到的，具体的计算公式如下： RCF = 1.118 ×10-5×N2×R RCF表示相对离心力，单位为g N表示转速，单位为rpm转/分 R表示离心半径，单位为cm。 离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力，加快液体中颗粒的沉降速度，把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。离心力(F)的大小取决于离心转头的角速度(ˉ，r/min)和物质颗粒距离心轴的距离(r，cm)。它们的关系是：F＝ˉ2R 为方便起见，F常用相对离心力也就是地心引力的倍数表示。即把F值除以重力加速度g(约等于9.8m/s2)得到离心力是重力的多少倍，称作多少个g。例如离心机转头平均半径是6cm，当转速是60000r/min时，离心力是240000×g，表示此时作用在被离心物质上的离心力是日常地心引力的24万倍。 因此，转速r/min和离心力g值之间并不是成正比关系，还和半径有关。同样的转速，半径大一倍，离心力(g值)也大一倍。转速(r/min)和离心力(g值)之间的关系可用下式换算： 其换算公式如下：Mt\lS_x~RV G＝1.11＊10（－５）＊R＊（rpm）２ G为离心力，一般以ｇ（重力加速度）的倍数来表示。 10（－５）即：10的负五次方。 （rpm）２即：转速的平方。 R为半径，单位为厘米。 例如，离心半径为10厘米，转速为8000， 其离心力为： G＝1.11＊10（－５）＊10＊（8000）２＝7104 即离心力为7104g.而当离心力为8000g时，其转速应为：8489即约为8500rpm. 值得注意的是，这里跟半径是相关的。也就是说，不同的离心机其换算关系是不一样的。 普通离心机可以用计算器算一下，很准。而低温离心机则不须如此费事。上面有按钮可以在rpm与g之间切换，非常方便。 以前的文章，尤其是国内的文章通常以rpm来表示。现在多倾向于以g来表示。 转速有离心力（×g）和每分钟转速（rpm)两种表示方式，有些离心机没有自动切换功能。下面的公式可以帮助解决这个问题： g=r×11.18×10-6×rpm2(式中r为有效离心半径，即从离心机轴心到离心管桶底的长度) 如:转速为3000rpm，有效离心半径为10cm，则离心力为=10×11.18×10-6×30002=1006.2（×g）。

砂轮使用的选择

砂轮的选择 砂轮对磨削加工过程影响是多方面的，其中包括生产效率、表面质量以及加工精度等。 选择砂轮必须考虑的因素如下： 1、工件材料的物理机械性能（强度、硬度、韧性、导热性等） 2、工件的热处理方法（调质、淬火、氮化等） 3、对磨削光洁度和精度的要求 4、工件的形状和尺寸（成型面、曲面、长度、厚度等） 5、工件的形状和尺寸（成型面、曲面、长度、厚度等） 6、磨削方式（外圆、内圆或平面磨削、开槽、切断等） 此外，磨削用量、冷却状况、磨床状况、修整砂轮方法、生产力、类型以及操作者的熟练程度等，都对选择砂轮的特性有一定影响 由于影响选择砂轮的因素非常复杂，要提出各种加工条件都可适用的具体方法，显然是不可能的，所以下面只提出一些选择砂轮的基本原则，供参考。为了方便起见，下面仍按砂轮的各个特性介绍其选用原则。 一、磨料的选择 磨料的选择与被磨工件的材料及其热处理方法有关 磨料的特点及其适用范围

二、硬度的选择 砂轮硬度的选择，决定于许多因素，其中主要的有被磨工件材料、磨削方式和性质等。选择的主要原则如下： 1、工件材料硬度高，磨料容易磨钝，为了使磨钝的磨粒能及时脱落，应选择较软的砂轮；反之，，工件材料软，磨粒不易磨钝，为了从分利用磨粒的切削能力，砂轮应较硬些。但是磨削很软很韧的材料时，如铜、铝、韧性黄铜、软钢等，为了避免砂轮堵塞，砂轮的硬度也应软一些。磨削硬度很高的材料（硬质合金除外），砂轮的硬度也不能太低，否则磨粒过分容易脱落，切削能力降低，且光洁度也不易保证。 通常磨削淬过火的碳素钢、合金钢、高速钢可选用硬度R2~ZR1，磨未淬火钢可用硬度ZR1~ZR2。 2、磨削容易烧伤、变形的弓箭，如导热性差的工件、薄壁薄片工件等，应选用较软的砂轮。 3、砂轮与工件接触面积较大时，因发热量多，冷却条件差，为了避免工件烧伤或变形，应当用较软的砂轮。 例如内圆磨削、平面磨削比外圆磨削的接触面积大，用砂轮端面磨平面比用砂轮圆周面磨平面的接触面积大，所以选用砂轮硬度时应有所区别。 4、精磨时的硬度应比粗磨时的硬度适当高一些。成型磨削以及磨削具有圆角的轴颈（如发动机曲轴等），为了较好地保持砂轮外形轮廓，应该用较硬的砂轮。 5、磨削断续表面，如花键轴、有键槽的外圆等，由于有撞击作用而使磨粒较易脱落，所以硬度应高一些。 6、砂轮线速度低，工件线速度高或纵向进给量大时，磨粒受力较大，应当用较硬的砂轮，以避免过早脱落。 7、干磨应比湿磨的砂轮选得稍软些，以减少发热量。 三、粒度的选择 粒度的选择主要与加工精度、光洁度要求有关，选择原则如下： 1、精磨时工件表面光洁度和精度要求高，应选择粒度较细的砂轮。反之，粗磨时磨削余量大，对表

砂轮选择及诺顿砂轮介绍

砂轮选择及诺顿砂轮介绍 砂轮选择在磨削中的重要性 磨削加工一般作为工件加工的终工序，其任务就是要保证产品零件能达到图纸上所要求的精度和表面质量。磨削表面粗糙度与零件精度有密切关系，一定的精度应有相应的表面粗糙度。一般情况下，对尺寸要进行有效的控制，则粗糙度Ra值应不超过尺寸公差的八分之一，磨削表面粗糙度对零件使用性能的影响是：表面粗糙度值越小，则零件的耐磨性，耐蚀性，耐疲劳性越好。反之则相反。因此，在磨削加工中，必须注意降低表面粗糙度。影响磨削加工表面粗糙度的主要工艺因素中砂轮粒度对其有显著影响，砂轮粒度越细，同时参与磨削的磨粒就越多，则磨削表面粗糙度就越低。一般磨削时取46～80号粒度的砂轮，精磨时应选用150～240号粒度的砂轮，镜面磨削时应选用W10～W7粒度的树脂石墨砂轮，可获得较好的工件表面粗糙度。 近年来随着新技术的开发应用，高精度磨削技术的发展，使磨削尺寸达到0.1～0.3μm，表面粗糙度达到0.2～0.05μm，磨削表面变质层和残留应力均甚小，明显提高的加工质量。成形磨削，特别是高精度的成形磨削，经常是生活中的关键问题。成形磨削有两个难题：一是砂轮质量，主要是砂轮必须同时具有良好的自砺性和形廓保持性，而这二者往往是有矛盾的。二是砂轮修整技术，即高效、经济的获得所要求的砂轮形廓和锐度。因而为了提高磨削的效率和精度，特别是对于难加工材料的高效精加工，高效和强力磨削采用了CBN砂轮，使得强力磨突破传统磨削的限制，生产率成倍提高，有些零件的毛坯不需要经过粗加工，可直接磨削成为成品，这不仅提高了加工效率，同时还提高了加工质量。如SG磨料。它是一种新颖的陶瓷氧化铝磨料，以纯刚玉为原料，将其在水中与氧化镁之类媒介结合，产生块状胶凝物，干燥之后形成脆性物体。再将其碾碎至所需粒度，在1300℃到1400℃到温度下烧结而成。其硬度大大高于普通氧化铝，且韧性好，因此可以在较高速度和较大载荷条件下运转，金属磨除率比普通氧化铝高三倍以上。它最大的优点是磨削区温度低，砂轮始终具有锋利的磨削刃，砂轮形状保持性好、时间长。立方氮化硼磨削。它是一种坚硬而耐磨的磨料，并具有高的导热性和耐化学侵蚀等优异的性质。最新一代的磨料是以尖锐、高强和可用于无支撑切削为特征的，这些特征可降低磨削加工过程中的磨削力，从而减少对工件的损伤。 实际上，对磨料合成条件控制得严格与否将会直接影响到磨粒的最终晶型和包括强度、热稳定性和断裂特征在内的物理性质，从而影响到它的使用性能。如De Beers公司生产的

应力计算

①叶片离心拉应力计算 1)对于涡轮增压器来说，等截面叶片根部截面上的拉应力公式为 20m 1=2u a σρσθ+ 2/N m 其中 ρ为叶片的材料密度（3 /kg m ）； m u 为叶片中经处的圆周速度（m/s ）； /m D l θ=为直径叶高比； m D 为叶片平均直径（m ）； l 为叶片高度（m ）； a σ为叶片附加应力，其表示式为： 2222p p t e a m m h m h D A D A u z D A D A πρσ????????=+ ? ????????? ，2/N m 其中 z 为叶轮叶片个数； t D 为叶冠中经（m ）； p D 为叶片凸台或拉筋的中经（m ）； h D 为叶根直径（m ）； e A δ=?为叶冠截面面积（2m ）； p A 为凸台或拉筋的截面积（2 m ）； h A 为叶根截面面积（2m ）； 如果叶片没有设置阻尼拉筋或凸台，则p A =0；如果叶片不带冠，则e A =0；当两者均不存在时，a σ=0. 2)叶片截面面积沿叶高按线性变化时的拉应力计算式： 212113m a u λλσρσθθ+-??=++ ??? 2/N m 式中，/t h A A λ=是叶顶叶根截面比。通常，对压气机叶片，λ=0.3~0.65 3)叶片截面面积沿叶高按某一任意规律变化时，任意一个截面上离心应力可

用数值积分法计算。对于第i 个几面，离心力i σ可按下式计算： 21i i ic i i V r A σρω?=∑ 2/N m 其中 ()112 i i i i im i V A A x A x -?=+?=?为叶片第i 个微段的体积（3m ）； i A 和1i A -为叶片第i 个微段的内径与外径上的截面积（3m ）； ic h i ic r r x x =++?为第i 个微段重心c 的半径（m ）； ()1216i i ic i im A A x x A -+?=?为第i 个微段重心c 离第i 截面的间距（m ）； ω为旋转角速度（rad/s ）； ρ为材料密度（3/kg m ）； ②叶片弯应力计算 1)由气体作用引起的弯矩 作用于叶片任意截面上的气体周向弯矩gu M 可以按下式计算： ()2gu i M B l x =- N m ? 而 ()122um um G B c c zl =+ N/m 式中 i x 为计算截面至叶根的距离（m ）； z 为叶片个数； l 为叶片的高度（m ）； 1um c ，2um c 为叶片中经处、出口气流周向分速（m/s ）； G 为气体流量（kg/s ）。 作用于叶片而难以截面上的气体周向弯矩ga M 的计算公式也表达为： ()2ga i M D l x =- N m ? 而 ()()12122m a a r G D c c p p zl z π=-+- N/m 式中 1a c ，2a c 为叶片进、出口中经截面上的周向分速（m/s ）； 1p ，2p 为叶片进、出口中经截面上的气体压力（2 /N m ）；

砂轮硬度及砂轮硬度的选择

砂轮硬度及砂轮硬度的选择 砂轮磨具的硬度是反映磨粒在磨削力的作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度。砂轮硬度用软硬表示，砂轮的硬度不同于磨粒的硬度。 砂轮选用的时候，要注意硬度适当，如果太硬，磨钝了的磨粒不及时脱落，会产生大量热量，烧伤工件；砂轮太软，则会使磨粒脱落过快而不能充分发挥作用。 [选择砂轮硬度的原则] 1.工件越硬，砂轮越软。 2.砂轮与工件接触面越大，砂轮选择越软。 3.精磨和成型磨削时应选择较硬的砂轮，以保持砂轮必要的形状精度。 4.砂轮硬度选择与粒度大小的关系：粒度越大的砂轮，为避免砂轮被磨屑阻塞，一般要选择较软的砂轮。 5.工件材料：磨有色金属、橡胶、树脂等较软材料时，应选用较软的砂轮。 砂轮选择及诺顿砂轮介绍 -------------------------------------------------------------------------------- 砂轮选择在磨削中的重要性 磨削加工一般作为工件加工的终工序，其任务就是要保证产品零件能达到图纸上所要求的精度和表面质量。磨削表面粗糙度与零件精度有密切关系，一定的精度应有相应的表面粗糙度。一般情况下，对尺寸要进行有效的控制，则粗糙度Ra值应不超过尺寸公差的八分之一，磨削表面粗糙度对零件使用性能的影响是：表面粗糙度值越小，则零件的耐磨性，耐蚀性，耐疲劳性越好。反之则相反。因此，在磨削加工中，必须注意降低表面粗糙度。影响磨削加工表面粗糙度的主要工艺因素中砂轮粒度对其有显著影响，砂轮粒度越细，同时参与磨削的磨粒就越多，则磨削表面粗糙度就越低。一般磨削时取46～80号粒度的砂轮，精磨时应选用150～240号粒度的砂轮，镜面磨削时应选用W10～W7粒度的树脂石墨砂轮，可获得较好的工件表面粗糙度。 近年来随着新技术的开发应用，高精度磨削技术的发展，使磨削尺寸达到0.1～0.3μm，表面粗糙度达到0.2～0.05μm，磨削表面变质层和残留应力均甚小，明显提高的加工质量。成形磨削，特别是高精度的成形磨削，经常是生活中的关键问题。成形磨削有两个难题：一是砂轮质量，主要是砂轮必须同时具有良好的自砺性和形廓保持性，而这二者往往是有矛盾的。二是砂轮修整技术，即高效、经济的获得所要求的砂轮形廓和锐度。因而为了提高磨削的效率和精度，特别是对于难加工材料的高效精加工，高效和强力磨削采用了CBN砂轮，使得强力磨突破传统磨削的限制，生产率成倍提高，有些零件的毛坯不需要经过粗加工，可直接磨削成为成品，这不仅提高了加工效率，同时还提高了加工质量。如SG磨料。它是一种新颖的陶瓷氧化铝磨料，以纯刚玉为原料，将其在水中与氧化镁之类媒介结合，产生块状胶凝物，干燥之后形成脆性物体。再将其碾碎至所需粒度，在1300℃到1400℃到温度下烧结而

常见的3种磨削方法介绍

常见的3种磨削方法介绍 磨削过程就是砂轮表面上的磨粒对工件表面的切削、划沟和滑擦的综合作用过程。（一）外圆磨削 外圆磨削可以在普通外圆磨床或万能外圆磨床上进行，也可在无心磨床上进行，通常作为半精车后的精加工。 1、纵磨法 磨削时，工件作圆周进给运动，同时随工作台作纵向进给运动，使砂轮能磨出全部表面。每一纵向行程或往复行程结束后，砂轮作一次横向进给，把磨削余量逐渐磨去。可以磨削很长的表面，磨削质量好。特别在单件、小批生产以及精磨时，一般都采用纵磨法。 2、横磨法（切入磨法） 采用横磨法，工件无纵向进给运动。采用一个比需要磨削的表面还要宽一些（或与磨削表面一样宽）的砂轮以很慢的送给速度向工件横向进给，直到磨掉全部加工余量。横磨法主要用于磨削长度较短的外圆表面以及两边都有台阶的 3、深磨法 特点是全部磨削余量（直径上一般为～0.6mm）在一次纵走刀中磨去。磨削时工件圆周进给速度和纵向送给速度都很慢，砂轮前端修整成阶梯形或锥形。深磨法的生产率约比纵磨法高一倍，能达到IT6级，表面粗糙度的Ra值在～之间。但修整砂轮较复杂，只适于大批、大量生产，磨削允许砂轮越出被加工面两端较大距离的工件。 4、无心外圆磨削法 工件放在磨削砂轮和导轮之间，下方有一托板。磨削砂轮（也称为工作砂轮）旋转起切削作用，导轮是磨粒极细的橡胶结合剂砂轮。工件与导轮之间的摩擦力较大，从而使工件以接近于导轮的线速度回转。无心外圆磨削在无心外圆磨床上进行。无心外圆磨床生产率很高，但调整复杂；不能校正套类零件孔与外圆的同轴度误差；不能磨削具有较长轴向沟槽的零件，以防外圆产生较大的圆度误差。因此，无心外圆磨削多用于细长光轴、轴销和小套等零件的大批、大量生产轴径。 （二）内圆磨削

磨削过程残余应力

1 磨削表面残余应力的形成机理 塑性凸出效应的影响 磨削时，由于磨粒切刃具有大的负前角，变形区的塑性变形非常严重，在磨粒刃尖前方区域将形成复杂的应力状态。在磨粒切刃刚走过的表面部分上，沿表面方向出现塑性收缩、而在表面的垂直方向出现拉伸塑性变形——这就是塑性凸出效应，结果磨削表面出现残余拉应力。 挤光作用的影响 在切削加工过程中，刀具和工件之间会产生作用力。垂直于被加工表面的作用力和由此产生的摩擦力一起对被加工表面产生挤光作用。当刀刃不锋利或切削条件恶劣时，挤光作用的影响更为明显，挤光作用会使零件表面产生残余压应力。 热应力的影响 磨削时，磨削表面层在磨削热的作用下产生热膨胀，而此时基体温度较低，磨削表面层的热膨胀受到基体的限制而产生压缩应力。当表面层的温度超过材料的弹性变形所允许的温度时，表面层的温度下降至与基体温度一致时，表面层产生残余拉应力。 磨削液冷却效应 磨削过程中，由于磨削液的使用，磨削表面层在冷却过程中会产生一个降温梯度，它与热应力的影响刚好相反，它可减缓由热应力造成的表面残余拉应力。 磨削过程中，除了上述影响残余应力的因素外，还有表面层的二次淬火及表层的回火现象。 2 磨削表面残余应力数学模型的建立 通过上述分析可知，影响磨削表面残余应力的主要因素可归纳为：磨削力、磨削温度和磨削液的冷却性。力和温度是磨削过程中产生的两种磨削现象，直接对残余应力产生影响；而磨削液对残余应力的影响，一方面是通过表面的降温过程直接产生的，另一方面是通过对力和温度的影响间接产生的。本文试图通过对力和温度的试验数据，以及磨削表面二维残余应力

测试数据的数学处理，给出一种反映力、温度和磨削液的冷却性能与表面残余应力关系的数学模型。数学模型中应包括上述影响磨削表面残余应力的因素，即 σRT=σF+σR+σL 式中：σRT——磨削表面残余应力 σF——磨削力的影响 σR——磨削温度的影响 σL——磨削液冷却性能的影响 1) 磨削力与残余应力关系的数学模型 首先依据图1所示的模型来分析残余应力与塑性变形之间的关系。图1a为自由状态下的两个弹簧，图1b为两个弹簧被放入刚性板之间的状态。根据平衡条件可得出 N=k1k2(l1-l2)/(k1+k2) 式中：N——两个弹簧被放入刚性板后弹簧的内力 l1、l2——两个弹簧在自由状态下的长度 k1、k2——两个弹簧的弹性系数 l1-l2可看作是本文意义上的塑性变形。从上式中可得出，内力与塑性变形呈正比，即残余应力与塑性变形呈正比。 图1 残余应力与塑性变形关系模型 图2为应力σ与应变ε关系的简化模型。从图中可知 εB=(σB-σS)/E1+εSε＇A=εB/E

离心机转速与离心力的换算

离心机转速与离心力的换算：(离心机分离因素计算公式) 1、分离因素的含义： 在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分配系数的比值。分离因素愈大（或愈小），说明两种溶质分离效果愈好，分离因素等于1，这两种溶质就分不开了。离心机上的分离因素则指的是相对离心力。 2、影响分离因素的主要因素： 离心力Centrifugal force (F) 离心力作为真实的力根本就不存在，在非惯性系中为计算方便假想的一个力。请看下面的说明：向心力使物体受到指向一个中心点的吸引、或推斥或任何倾向于该点的作用。笛卡儿把离心力解释为物体保持其“限定量”的一种趋势。它们的区别就是，向心力是惯性参考系下的，而离心力是非惯性系中的力。我们处理物理题时都是在惯性系下（此时牛顿定律才成立），所以一般不用离心力这个概念。由于根本不是一个情况下的概念，我们无法对他们的方向和大小进行比较。 F=mω2r ω：旋转角速度(弧度／秒) r:旋转体离旋转轴的距离(cm) m：颗粒质量 相对离心力Relative centrifugal force (RCF) RCF 就是实际离心力转化为重力加速度的倍数 g为重力加速度(9.80665m/s2) 同为转于旋转一周等于2π弧度，因此转子的角速度以每分钟旋转的次数(每分钟转数n或r/min)表示：一般情况下，低速离心时常以r／min来表示。 3、分离因素计算公式： RCF=F离心力／F重力= mω2r/mg= ω2r/g= （2*π*r/r*rpm）2*r/g注：rpm应折换成转/秒 例如：直径1000mm，转速1000转/分的离心机，分离因素为： RCF(1000)=(2*3.1415*16.667)^2*0.5/9.8 =104.72^2*0.5/9.8 =560 沉降离心机沉降系数： 1、沉降系数（sedimentation coefficient，s）根据1924年Svedberg（离心法创始人--瑞典蛋白质化学家）对沉降系数下的定义：颗粒在单位离心力场中粒子移动的速度。沉降系数是以时间表示的。用离心法时，大分子沉降速度的量度，等于每单位离心场的速度。或s=v/ω2r。s是沉降系数，ω是离心转子的角速度（弧度/秒），r是到旋转中心的距离，v是沉降速度。沉降系数以每单位重力的沉降时间表示，并且通常为1～200×10^-13秒范围，10^-13这个因子叫做沉降单位S，即1S=10^-13秒. 2、基本原理 物体围绕中心轴旋转时会受到离心力F的作用。当物体的质量为M、体积为V、密度为D、旋转半径为r、角速度为ω（弧度数/秒）时，可得： F=Mω2r 或者F=V.D.ω2r （1） 上述表明：被离心物质所受到的离心力与该物质的质量、体积、密度、离心角速度以及旋转半径呈正比关系。离心力越大，被离心物质沉降得越快。

砂轮特性及磨削原理

砂轮 一砂轮的特性参数及其选择 砂轮是由磨料和结合剂经压坯、焙烧而制成的多孔体。砂轮是由磨料、结合剂和气孔所组成。它的特性是由磨料、粒度、结合剂、硬度和组织五个参数所决定。 1.磨料 常用磨料可分为刚玉系、碳化物系和超硬磨料系三类。 2.粒度 粒度是指磨料颗粒大小.磨料颗粒大小通常分为磨粒和微粉两大类。 3.结合剂 把磨粒粘结在一起组成磨具的材料称为结合剂,它的性能决定了砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性和耐热性。 4.硬度 砂轮硬度是指在磨削力作用下,磨粒从砂轮表面脱落的难易程度。砂轮硬，表示磨粒较难脱落；砂轮软，磨粒容易脱落。砂轮的硬度主要由结合剂的粘结强度决定，与磨粒本身的硬度无关。 5.组织 砂轮的组织是表示磨粒、结合剂和气孔三者体积的比例关系。根据磨粒在砂轮总体积中占有的百分数，将砂轮组织分为紧密、中等和疏松三大类。

砂轮特性,代号和适用范围

二.砂轮外形及尺寸 砂轮的形状根据被磨削表面的几何形状和尺寸选择，砂轮的外形及尺寸选择由磨床的规格决定。在生产中通常将砂轮的形状尺寸和特性标注在砂轮端面上，其顺序依次为：形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、线速度。其中尺寸一般是指外径*厚度*内径。 三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮 砂轮的修整 一.砂轮磨损与失去磨削性能的形式 1，磨粒的磨耗磨损 在磨削过程中，在高温高压的作用下，磨粒发生塑性流动和化学反应。 然后，在强烈的机械摩擦作用下，被磨平变钝。 2，磨粒的破碎磨损 磨粒在磨削过程中，瞬间升至高温，又在切削液的作用下骤冷。这样经受多次反复速热骤冷，使磨粒表面形成很大热应力，从而使磨粒因热疲劳沿某个面破碎。 3，磨粒的脱粒磨损 在磨削过程中，随着磨削温度的升高，结合剂强度相应下降。当磨削力超过结合剂强度时，沿结合剂某断面破碎，使整个磨粒从砂轮上脱落不均匀，使砂轮轮廓失真。

离心机转速换算公式(rpm与g)

离心机转速换算公式（rpm与g）

离心力Centrifugal force (F) 离心力作为真实的力根本就不存在，在非惯性系中为计算方便假想的一个力。请看下面的说明：向心力使物体受到指向一个中心点的吸引、或推斥或任何倾向于该点的作用。笛卡儿把离心力解释为物体保持其“限定量”的一种趋势。它们的区别就是，向心力是惯性参考系下的，而离心力是非惯性系中的力。我们处理物理题时都是在惯性系下（此时牛顿定律才成立），所以一般不用离心力这个概念。由于根本不是一个情况下的概念，我们无法对他们的方向和大小进行比较。 F=mω2r ω：旋转角速度(弧度／秒) r:旋转体离旋转轴的距离(cm) m：颗粒质量 相对离心力Relative centrifugal force (RCF) RCF 就是实际离心力转化为重力加速度的倍数 g为重力加速度(9.80665m/s2) 同为转于旋转一周等于2π弧度，因此转子的角速度以每分钟旋转的次数(每分钟转数n或

r/min)表示：一般情况下，低速离心时常以r ／min来表示。 3、分离因素计算公式： RCF=F离心力／F重力= mω?2r/mg= ω?2r/g= （2*π*r/r*rpm）?2*r/g = （2*π* rpm）?2*r/g =（2*π）?2/g * rpm^2* r 注：rpm应折换成转/秒,r转换成m =（2*π/60）?2/g * rpm^2* r/100=1.119 x 10-5 x (rpm)^2 x r 换算后，rpm为r/min，r为cm 例如：直径1000mm，转速1000转/分的离心机，分离因素为： RCF(1000)=(2*3.1415*16.667)^2*0.5/9.8 =104.72^2*0.5/9.8 =560 在有关离心机的实验中，RCF(relative centrifugal field)表示相对离心场，以重力加速度g（980.66cm/s2）的倍数来表示； rpm(revolution per minute，或r/min)表示离心机每分钟的转数。rmp与g之间的换算公式

平面磨床磨削砂轮的选择

平面磨床磨削砂轮的选择 砂轮磨具是磨削加工不可缺少的一种工具，砂轮选择合适与否，是影响磨削质量，磨削成本的重要条件。本公司生产一系列的平面磨床，需配置不同的砂轮来适应各种工件的平面加工。为方便用户及本公司设计、工艺人员选择，本文针对平面磨床磨削砂轮的选择，常用不同工件材料的砂轮选择进行汇总，以供大家使用参考（见附表）。 砂轮的种类很多，并有各种形状和尺寸，由于砂轮的磨料、结合剂材料以及砂轮的制造工艺不同，各种砂轮就具有不同的工作性能。每一种砂轮根据其本身的特性，都有一定的适用范围。因此，磨削加工时，必须根据具体情况（如所磨工件的材料性质、热处理方法、工件形状、尺寸及加工形式和技术要求等），选用合适的砂轮。否则会因砂轮选择不当而直接影响加工精度、表面粗糙度及生产效率。下面列出砂轮选择的基本原则以供参考。 一、普通砂轮的选择 1. 磨料的选择磨料选择主要取决于工件材料及热处理方法。 a. 磨抗张强度高的材料时，选用韧性大的磨料。 b. 磨硬度低，延伸率大的材料时，选用较脆的磨料。 c. 磨硬度高的材料时，选用硬度更高的磨料。 d. 选用不易被加工材料发生化学反应的磨料。 最常用的磨料是棕刚玉（A）和白刚玉（WA），其次是黑碳化硅（C）和绿碳化硅（GC），其余常用的还有铬刚玉（PA）、单晶刚玉（SA）、微晶刚玉（MA）、锆刚玉（ZA）。 棕刚玉砂轮：棕刚玉的硬度高，韧性大，适宜磨削抗拉强度较高的金属，如碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等，这种磨料的磨削性能好，适应性广，常用于切除较大余量的粗磨，价格便宜，可以广泛使用。 白刚玉砂轮：白刚玉的硬度略高于棕刚玉，韧性则比棕刚玉低，在磨削时，磨粒容易碎裂，因此，磨削热量小，适宜制造精磨淬火钢、高碳钢、高速钢以及磨削薄壁零件用的砂轮，成本比棕刚玉高。 黑碳化硅砂轮：黑碳化硅性脆而锋利，硬度比白刚玉高，适于磨削机械强度较低的材料，如铸铁、黄铜、铝和耐火材料等。 绿碳化硅砂轮：绿碳化硅硬度脆性较黑碳化硅高，磨粒锋利，导热性好，适合于磨削硬质合金、光学玻璃、陶瓷等硬脆材料。 铬刚玉砂轮：适于磨削刀具，量具、仪表，螺纹等表面加工质量要求高的工件。 单晶刚玉砂轮：适于磨削不锈钢、高钒高速钢等韧性大、硬度高的材料及易变形烧伤的工件。 微晶刚玉砂轮：适于磨削不锈钢、轴承钢和特种球墨铸铁等，用于成型磨，切入磨，镜面磨削。

砂轮

XX大学2014学年秋季学期研究生课程考试 课程名称：制造工艺及刀具课程编号： 论文题目: 砂轮的修整及其应用的研究综述 研究生姓名: 学号: 论文评语: 成绩: 任课教师: 评阅日期:

砂轮的修整方法及其应用的研究综述 概要：本文介绍了CBN砂轮的性质、特点，以及在磨削中的修整和使用条件，从理论和实践上，向读者介绍CBN砂轮的磨削参数和应注意的事项，并对可能遇到的问题进行了分析。 关键词：CBN砂轮；修整（修型和修锐）。 Review on the research of wheel dressing process and its application (School of Communication and Information Engineering, Shanghai University, Shanghai 200072, China) Abstract:Content summary: describes the nature, characteristics of CBN grinding wheel in grinding, and the dressing and the conditions of use, from the theory and the practice, introduces the reader to the CBN wheel grinding parameters and the matters needing attention, and the possible problems are analyzed. Keywords：CBN, grinding wheel, dressing(repair and dressing) . 1．引言 CBN砂轮以其优良的磨削性能和磨削表面质量在高速、超高速磨削、难加工材料的高性能磨削、高效成型磨削等加工领域获得了广泛应用。在磨削过程中,由于磨削力和磨削区域高温、粘附等作用,砂轮工作表面的磨粒会逐渐钝化;同时,砂轮工作表面的磨粒会因不均匀磨损而失去正确的原始几何形状;此外,由于高速磨削的磨屑非常细小,很容易堵塞砂轮工作表面空隙。为使CBN砂轮始终保持良好的磨削状态,在磨削过程中必须对砂轮进行修整。CBN砂轮的整形、修锐技术是CBN砂轮应用领域一个相当重要的研究课题。 CBN砂轮的修整可分为整形和修锐两个步骤。整形是通过改变砂轮的宏观形状,使砂轮达到要求的几何形状和尺寸精度,并使磨粒尖端微细破碎形成锋利的磨刃;修锐则是通过去除砂轮磨粒间的结合剂,使磨粒凸出结合剂表面,形成必要的容屑空间,使砂轮具有最佳磨削能力。根据具体情况,整形和修锐可统一进行或同时完成,也可分步进行。 2． CBN砂轮的整形方法 CBN砂轮的整形方法较多,常用的有车削整形法、滚压整形法、磨削整形法、电加工整形法等,近年来又出现了激光整形法。 2.1 车削整形法 车削法是采用单颗粒金刚石笔、粉末冶金金刚石笔或金刚石修整片等整形工具车削砂轮,以达到整形目的。 2.1.1单颗粒金刚石笔整形 单颗粒金刚石笔具有极高硬度和良好的耐磨性,因此常用于陶瓷结合剂或树脂结合剂CBN 砂轮的修整。金刚石笔的尖端由于受到热和力的集中连续作用,磨损剧烈,因此修整时应通过合理供给冷却液进行充分冷却。采用单颗粒金刚石笔修整陶瓷结合剂CBN砂轮后,砂轮表面状态不易达到磨削加工要求,容屑空间较小,切削刃较宽,磨削刃不锋利,若直接用于磨削,初期磨削力和磨削温度均较大,容易出现磨削烧伤和振纹,因此必须用油石对修整后的砂轮表面进行合理

关于离心机及rpm单位与g(RCF)单位的换算

关于离心机及rpm单位与g(RCF)单位的换算 离心技术在生物科学，特别是在生物化学和分子生物学研究领域，已得到十分广泛的应用，每个生物化学和分子生物学实验室都要装备多种型式的离心机。离心技术主要用于各种生物样品的分离和制备，生物样品悬浮液在高速旋转下，由于巨大的离心力作用，使悬浮的微小颗粒（细胞器、生物大分子的沉淀等）以一定的速度沉降，从而与溶液得以分离，而沉降速度取决于颗粒的质量、大小和密度。 基本原理: 当一个粒子（生物大分子或细胞器）在高速旋转下受到离心力作用时，此离心力“F”由下式定义，即： F = m&S226;a = m&S226;ω2 r a — 粒子旋转的加速度， m — 沉降粒子的有效质量，ω—粒子旋转的角速度， r—粒子的旋转半径( cm )。 通常离心力常用地球引力的倍数来表示，因而称为相对离心力“ RCF ”。或者用数字乘“g”来表示，例如25000×g，则表示相对离心力为25000。相对离心力是指在离心场中，作用于颗粒的离心力相当于地球重力的倍数，单位是重力加速度“g” （980cm/sec2），此时“RCF”相对离心力可用下式计算： ∴19×10－5×(rpm)2 r RCF = 1.1 ( rpm — revolutions per minute每分钟转数，r/min ) 由上式可见，只要给出旋转半径r，则RCF和rpm之间可以相互换算。但是由于转头的形状及结构的差异，使每台离心机的离心管，从管口至管底的各点与旋转轴之间的距离是不一样的，所以在计算是规定旋转半径均用平均半径“ra v”代替： ra v=( r min＋rmax) / 2 一般情况下，低速离心时常以转速“rpm”来表示，高速离心时则以“g” 表示。计算颗粒的相对离心力时，应注意离心管与旋转轴中心的距离“r”不同，即沉降颗粒在离心管中所处位置不同，则所受离心力也不同。因此在报告超离心条件时，通常总是用地心引力的倍数“×g”代替每分钟转数“rpm”，因为它可以真实地反映颗粒在离心管内不同位置的离心力及其动态变化。科技文献中离心力的数据通常是指其平均值（RCFa v），即离心管中点的离心力。

磨削力及磨削

§14—4 磨削力及磨削功率 14-1砂轮的特性和砂轮选择 14-2磨削加工类型和磨削运动 14-3磨削加工表面形成机理和磨削要素 14-4磨削力及磨削功率 一、磨削力的特征 二、磨削力及磨削功率 三、磨削力的测试方法 14-5磨削温度 14-6砂轮的磨损及砂轮表面形貌 14-7磨削表面质量与磨削精度 14-8几种高效和小粗糙度的磨削方法 一、磨削力的特征 尽管砂轮单个磨粒切除的材料很少，但因砂轮表层有大量的磨粒同时工作，而且磨粒的工作角度很不合理，因此总的磨削力仍相当大。同其他切削加工一样，总磨削力可分解为三个分力：Fc—主磨削力(切向磨削力)；Fp—切深抗力(径向磨削力)；Ff——进给抗力(轴向磨削力)。几种不同类型磨削加工的三向分力示如图14—15。 磨削力的主要特征有以下三点： (1)单位磨削力kc值很大：由于磨粒几何形状的随机性和几何参数不合理，磨削时的单位磨削力kc值很大；根据不同的磨削用量，kc值约在7—20KN／mm2之间，而其他切削加工的单位切削力kc值均在7KN/mm2以下。 (2)三向分力中切深为Fp值最大：原因同上。在正常磨削条件下，Fp／Fc的比值约为2.0—2.5，而且工件材料的塑性越小，硬度越大时，Fp/Fc的比值越大(见表14—7)。在磨削深度(切深)很小和砂轮严重磨损致使磨粒刃区圆弧半径增大时，Fp/Fc的比值可能加大到5—10。 (3)磨削力随不同的磨削阶段而变化：由于Fp较大，使机床、工件和夹具产生弹性变形。在开始的几次进给中，实际径向进给量frac远远小于名义径向进给量frap，即frac＜frap。随着进给次数的增加，工艺系统的变形抗力也逐渐增大，这时实际的径向进给也逐渐增大，直至变形抗力增大到等于名义的径向磨削力Fpap时，实际径向进给量才会等于名义值。这一过程可用图14—16中的0A一段曲线来表示，称为初磨阶段。在初磨阶段中，frac＜frap。若机床、工件和夹具的刚度越低，则此阶段越长。此后，当frac＝frap时，即进入稳定阶段AB。当余量即将磨完时，就可停止进给进行光磨，以提高表面质量，图中BC一段称为光磨阶段。 由上述可知，要提高生产率，就必须缩短韧磨阶段及稳定阶段的时间，即在保证质量的前提下，可适当增加径向进给fr；要提高已加工表面质量，则必须保持适当的光磨进给次数。

CBN砂轮的修整方法及其应用

CBN砂轮的修整方法及其应用 作者：冯宝富蔡光起盖全文 1 引言 CBN砂轮以其优良的磨削性能和磨削表面质量在高速、超高速磨削、难加工材料的高性能磨削、高效成型磨削等加工领域获得了广泛应用。在磨削过程中，由于磨削力和磨削区域高温、粘附等作用，砂轮工作表面的磨粒会逐渐钝化；同时，砂轮工作表面的磨粒会因不均匀磨损而失去正确的原始几何形状；此外，由于高速磨削的磨屑非常细小，很容易堵塞砂轮工作表面空隙。为使CBN砂轮始终保持良好的磨削状态，在磨削过程中必须对砂轮进行修整。CBN砂轮的整形、修锐技术是CBN砂轮应用领域一个相当重要的研究课题。 CBN砂轮的修整可分为整形和修锐两个步骤。整形是通过改变砂轮的宏观形状，使砂轮达到要求的几何形状和尺寸精度，并使磨粒尖端微细破碎形成锋利的磨刃；修锐则是通过去除砂轮磨粒间的结合剂，使磨粒凸出结合剂表面，形成必要的容屑空间，使砂轮具有最佳磨削能力。根据具体情况，整形和修锐可统一进行或同时完成，也可分步进行。 2 CBN砂轮的整形方法 CBN砂轮的整形方法较多，常用的有车削整形法、滚压整形法、磨削整形法、电加工整形法等，近年来又出现了激光整形法。 2.1 车削整形法 车削法是采用单颗粒金刚石笔、粉末冶金金刚石笔或金刚石修整片等整形工具车削砂轮，以达到整形目的。 1) 单颗粒金刚石笔整形 单颗粒金刚石笔具有极高硬度和良好的耐磨性，因此常用于陶瓷结合剂或树脂结合剂CBN砂轮的修整。金刚石笔的尖端由于受到热和力的集中连续作用，磨损剧烈，因此修整时应通过合理供给冷却液进行充分冷却。采用单颗粒金刚石笔修整陶瓷结合剂CBN砂轮后，砂轮表面状态不易达到磨削加工要求，容屑空间较小，切削刃较宽，磨削刃不锋利，若直接用于磨削，初期磨削力和磨削温度均较大，容易出现磨削烧伤和振纹，因此必须用油石对修整后的砂轮表面进行合理修锐。 2) 金刚石片状修整器整形 采用粉末冶金方法将小粒度金刚石颗粒固结在硬质合金基体上，制成片状修整器。用金刚石片状修整器修整CBN砂轮的优点是费用较低，且片状修整器磨损后性能变化不大，整形时可以采用较大的修整进给量而不会增大修整后砂轮的表面粗糙度。 2.2 滚压整形法 滚压整形法是利用旋转的砂轮和滚压轮之间的相对滚动压裂结合剂桥，使磨粒表面崩碎出现微刃。滚压轮可用硬质合金或淬硬钢制成。滚压整形法的特点是修整压力大、修整效率及修整精度较低、修整后砂轮表面损伤层较深、切削刃密度较低、磨粒较尖锐、易磨损但不易堵塞。为降低滚压力，增加滚压稳定性，可在滚压轮表面开出斜槽或螺旋槽。为避免砂轮表面产生周期性波纹，必须控制砂轮轴与滚轮轴的同轴度。 2.3 磨削整形法 磨削整形法是用普通磨料砂轮、金刚石砂轮、金刚石滚轮等与CBN砂轮对磨整形，或用CBN砂轮磨削低碳钢进行整形。 1) 普通砂轮磨削整形