1、磨削及磨削機理磨削及磨削機理一、磨削概述一、磨削概述1.磨削磨削： 指用磨具進行去除材料的加工方法。2.分類：分類： 按其加工對象可分六種基本類型：平面磨削、外圓磨削、內圓磨削、無心磨削、自由磨削、環端面磨削。按砂輪與工件相對運動關系又可分往復式、切入式及綜合磨削。按工件與砂輪干涉處運動方向又可分順磨和逆磨兩種方式。軸承行業采用無心夾具磨削軸承套圈，常用順磨方式，即砂輪與工件在切向處旋轉方向相同。3.磨削主要運動參數：磨削主要運動參數： 磨削主運動即砂輪高速回轉。不同類型的進給形式又有不同的運動參數。外圓及內圓磨削除主運動外，還有徑向進給（砂輪及工件沿其半徑方向的運動）運動、軸向進給（砂輪及工

2、件沿其軸線方向）運動、圓周運動。其中工件轉速的選擇原則：在保證工件表面粗糙度要求的前提下，應使砂輪在單位時間內切下最多的磨屑而砂輪磨耗最少。一般取 砂：工=80160。4.磨削加工的特點：磨削加工的特點： 返回目錄 第4頁 參與磨削的磨粒數極多；起切削作用的磨粒數具有特殊性質；磨粒具有一定的脆性及熱穩定性；磨粒切削刃形狀不規則，單顆粒切入深度小；磨具具有較好的自銳性；比磨削能大；可獲得高精度低粗糙度表面。二、磨削過程二、磨削過程 在磨粒切削刃與工件接觸的全過程中，存在三個明顯不同特征的區域，即彈性滑擦區、塑性耕犁區和切削區。而磨粒進入切削區域的過程中，磨粒切刃與工件之間的干涉深度從零開始逐漸加

3、深。正是由于磨削過程中存在彈塑性變形，才使得磨粒在切削過程中與工件的表面生成曲線、理論干涉曲線、實際干涉曲線不重合，從而導致磨削殘留余量、降低磨削精度。三、磨削幾何參數三、磨削幾何參數 磨削中存在的表征輸入條件參數有：磨刃幾何參數、有效磨粒數、切削厚度、接觸弧長、砂輪當量直徑等。表征輸出主要參數有：材料磨除率、砂輪磨耗率、磨削比、比磨削力、功率消耗、表面粗糙度、磨削比能、加工精度及表面完整性等。其中磨刃幾何參數、有效磨粒數、切削弧長、磨削比等做為基本磨削參數。1.連續切刃間隔連續切刃間隔： 通常把實際參加切削的切刃示為有效切削刃，它不僅跟砂輪表面幾何參數有關，它也隨砂、工或a厚的變化而變化。返

4、回目錄 第5頁 2.磨粒最大切入深度磨粒最大切入深度：指單顆磨粒最大切入深度對磨削加工的力和熱有著直接影響，進而影響整個加工質量、砂輪耐用度、磨削效率及磨削能的消耗。單顆磨粒最大切入深度g為： g 2 （其中-連續切刃間隔；s-砂輪轉速； w-工件轉速；e-砂輪切深；ds、dw-砂輪直徑、工件直徑） 此公式雖近似而得，但對磨削加工卻有重要指導意義。其中外圓磨削取正，內圓磨削取負。3.切削弧長切削弧長： 一個切刃在一次切削中所產生的切屑，其未經變形的長度，又叫砂輪接觸弧長= =（1 其中順磨時取負，逆磨時取正。4.平均切削面積平均切削面積： 磨削中，磨粒切刃所受的力與磨粒的切削面積成比例。一個切

5、屑的斷面積是瞬時變化的，只有討論平均切屑斷面積。這里引入比磨除率，即砂輪單位寬度上，單位時間內磨除工件體積稱比磨除率Z=wae。若取返回目錄 第6頁swvlv wseswddavv11)swvvwsedda11 切屑弧長與接觸弧長相等，則平均切斷面積am=w2 （其中w表示平均切刃間隔）四、磨削力四、磨削力1.磨削分力磨削分力 磨削力是磨削過程中切削力和摩擦力的總和，由于磨削力大小方向不斷變化，所以一般將磨削力分解成三個力 其中Fn-法向磨削力。三分力最大，與砂輪和磨粒抗壓強度及系統剛性有密切關系。 Ft-切向磨削力。直接影響磨削時有效功率的消耗 Fa-軸向磨削力。總磨削力在砂輪軸線方向分力。

6、 一般Fn FtFa。且Fn/ Ft可間接說明砂輪工作表面磨粒鋒利程度，即可作為砂輪耐用度判斷依據之一。單個切刃的分力公式：Fn=bae ；Ft=bae ；Fa=bae 。從上式可以看出：磨削各分力都與磨削寬度、砂輪切入深度、工件速度成比例增加，與砂輪速度成比例 返回目錄 第7頁swvvswvvwseswddavv112sawvvv 減小。在實際磨削中，嚴格解析磨削力是困難的，在工程上常簡化其公式，如Ft=k0 （其中k0為磨削系數）2.比磨削能比磨削能 指磨除工件上單位體積的金屬所消耗的能量叫比磨削能。U=W/V= 。它對估算磨削力和功率消耗有重要意義。五、磨削熱五、磨削熱 金屬切削時絕大部

7、分能量轉化為熱能，這些熱能傳散在切屑、刀具、工件上。其中車削、銑削等普通切削方式，熱量都是被切屑帶走，而對與磨削來說由于切削的金屬層非常薄所以大約60%90%的熱量都傳入工件，這些熱量來不及導入工件更深處所以在局部形成高溫，并在表層形成極大的溫度梯度。當這些局部溫度達到一定臨界值時，就會在工件表面形成熱損傷（如表面氧化、燒傷、殘余應力、裂紋等），也影響工件尺寸精度。所以控制磨削熱非常關緊。返回目錄 第 8頁svwveaewstabvvF1.磨削熱產生與傳散磨削熱產生與傳散 磨削熱來源于磨削功率的消耗。磨削熱量Q分配如下： Q=QW+QS+QC+QO+QU （QW、QS、QC、QO、QU分別表示

8、：傳入工件熱量、傳入砂輪熱量、傳入切屑熱量、傳入切削液熱量、輻射熱量）。熱量的分配還跟工件、砂輪的導熱性有關，如超硬磨具導熱性好，所以磨削熱大部分被砂輪帶走。2.磨削溫度的分類和意義：磨削溫度的分類和意義：.工件的平均溫升w: 它主要影響工件的尺寸和形狀精度，它在磨削經過一定時間后會穩定在某一范圍內，其主要雖砂輪轉速、切向力的增加而增加，雖工件轉速增加而降低。.接觸面溫度、m: 即接觸弧部分的表面溫度，其主要與工件燒傷、裂紋、內應力有密切關系。它可分平均溫度和最高溫度m，一般m=1.5， 其接觸面溫度雖砂輪切入深度e、砂輪速度、工件速度的增加而增高。 返回目錄 第9頁.磨粒切削刃溫度: 可用下

9、式表達：g 由上式可看工件轉速比砂輪轉速影響要大。這是因為vw增加，使單位時間磨除工件體積增加，磨粒切入深度顯然也增加，所以磨削力和比磨削能消耗增加，熱源強度雖之增加，溫度進一步升高。而砂輪速度增加，使單位時間內參與磨削的磨粒數增多，磨粒的切入深度減小，這樣磨削力的下降將抵消由速度增加而增大的比磨削能。在實際加工中常通過增加vw的方法來減少磨削表面的燒傷和裂紋，vw增加，雖然磨削熱增加，但工件表面同一地方在磨削區停留的時間減少，因而傳入工件的熱量相對減少。 磨削溫度的測量常用熱電偶測溫法和紅外輻射測溫法。六、磨削液六、磨削液 一般磨削加工都要采用磨削液。正確采用磨削液，不但可以降低磨削溫度，減

10、少磨削力，降低動力消耗，而且還可延長砂輪壽命和改善工件表面質量。磨削液的四大作用：潤滑、冷卻、清洗、防銹作用。 磨削液種類非常多，通常可分為兩大類型：水溶性磨削液和油溶性磨削液，水溶性磨削液又可分為：乳化液、透明性水溶液、電解質水溶液。 返回目錄 第10頁64. 029. 024. 0ewsavv 其中油溶性磨削液主要成分多為礦物油。普通礦物油是在低黏度或中黏度礦物油中加防銹添加劑。如在機械油、輕質柴油、煤油中加脂肪酸以增強潤滑作用。另外在磨削液中加入硫、氯、磷等元素的極壓添加劑形成極壓油，其滲透能力和潤滑能力會更佳適宜表面粗糙度要求低的工序加工使用。油溶性磨削液有較好的附著性，能隔絕空氣，防

11、止磨削區氧化和水解等不良的化學反應。如CBN砂輪易高溫下與水發生反應，所以使用CBN高速磨削時應采用油性磨削液。水溶性磨削液主要成分是水，再配加其它添加劑而成。其具有很好的冷卻效果，且配制方便、成本低廉、不易污染。 磨削液常用加添加劑來改善磨削液性能，常用的有油性添加劑、極壓添加劑、防銹添加劑、抗泡沫添加劑以及乳化劑等。而常用的一些供液方法有；澆注法、高壓冷卻、內冷供液法、超聲波供液法和浸漬砂輪等方法。七、砂輪的磨損七、砂輪的磨損返回目錄 第11頁 在磨削過程中，由于磨削力和磨削熱的作用，砂輪工作表面磨粒會逐漸磨鈍，這將影響被加工的表面質量和幾何精度，并引起振動、噪音、粗糙度增大，產生裂紋、燒

12、傷和殘余應力等，因此砂輪要進行定期的修整。磨粒的磨耗磨損形式主要有：磨料機械磨損、化學磨損、粘附磨損。1.砂輪壽命及其判據砂輪壽命及其判據 砂輪兩次修整之間的實際磨削時間稱為砂輪壽命。判斷砂輪壽命，一般根據工作面磨損后所產生的現象目測判定。主要現象有：磨削過程出現自激振動、工件表面出現再生振紋；磨削噪音增大；工件表面出現磨削燒傷、磨削力急劇增大或減小；磨削精度下降；磨削表面粗糙度增大。這些現象的產生主要是由于磨削溫度過高使工件表面產生熱損傷和由于自激振動導致的粗糙度和精度下降。 砂輪壽命終結形式：砂輪表面鈍化磨平狀態（將增大磨削力及磨削熱）；砂輪堵塞（易出現振動或噪音及至燒傷）；砂輪輪廓破壞（

13、影響加工精度）返回目錄 第12頁2.評價砂輪磨削性能指標評價砂輪磨削性能指標 磨削效率：實驗時常用指標有磨除率（Z），指單位時間內磨除的工件體積或質量；比磨除率（Z），指磨具的單位寬度在單位時間所磨去的工件體積。它表示在磨具耐用度期間內， 磨具平均寬度的磨除率。 砂輪耐用度：表示砂輪兩次修整間隔中金屬磨除量 磨削比：磨除的工件體積（或質量）與砂輪的損耗體積（或質量）之比叫磨削比。G=VWC/ VSC 磨削表面質量：指工件的粗糙度、表面精度及表面層質量等。八、砂輪修整八、砂輪修整 砂輪在磨削過程中需要修整，其原因有二：一、由于磨粒磨損，棱角變鈍，氣孔被切屑堵塞，從而失去切削能力；二、由于磨粒在砂

14、輪中分布不規則，切削刃的棱角銳利程度不同，磨削時形成自銳脫落不均勻，影響工件表面質量。返回目錄 第13頁 修整砂輪的工具按修整器的幾何形狀和修整過程中運動形式可分兩種：靜止型修整器和運動型修整器。普通的修整方法有三種：車削法、滾壓法和磨削法 我公司主要用金剛石筆的車削法修整和修整滾輪的磨削法。而對超硬磨具的修整可分為整形和修銳：整形是對砂輪進行微量切削，使表面達到所要求的幾何形狀；修銳是去除磨粒間的結合劑，使磨粒間有一定的溶屑空間，并行成切削刃。對于陶瓷結合劑的疏松型的超硬砂輪（如金剛石、CBN砂輪），整形和修銳可在同一工序進行。返回目錄 第14頁磨具特性的選擇磨具特性的選擇一、磨具概述一、磨

15、具概述 磨具即指在加工工序中起磨削、研磨、拋光作用的工具。一般由磨料、結合劑、氣孔三大要素溝成，不過后又把浸漬劑列為第四要素，而超硬磨具則把基體作為第四要素。其分類按磨料種類可分普通與超硬材料磨具；按結合劑又分無機（陶瓷、菱苦土、硅酸鈉結合劑磨具）、有機（樹脂和橡膠結合劑磨具）、金屬結合劑；按磨料結合劑結合形式又可分固結、涂附磨具及研磨膏。普通磨具的特征標記必須按順包含下面8項內容。例：PDT500*(10/16)*203-A/WA100L5V60m/s。依次序上例各數字字母所代表含義為： PDT磨具的形狀代號（單面凸砂輪），現用新代號數字表示（38） 500砂輪直徑，mm（正規的還須標上環端

16、直徑） 10/16砂輪厚度，mm。其中10mm為砂輪厚度，16mm為中孔加厚區厚度。 203砂輪孔徑，mm 返回目錄 第15頁 100磨料粒度號。微粉級（240粒度以下）用W標識，現國標規定 固結磨具統用F粒度號標識 L磨具硬度號（舊稱中軟2） 5磨具組織號 V磨具所用結合劑（陶瓷結合劑） 60m/s磨具線速度 而各內容所用表示方法，不同時期或國家標識又不一致，比如美國硬度等級L、M、N、O都可規劃為我國國標的M、N等級，且我國不存在O等級。二、磨料的選擇二、磨料的選擇1.磨料種類及應用范圍磨料種類及應用范圍 磨料是磨削加工過程中的主體，它不僅要具備很高的硬度、耐熱性、熱穩定性和化學穩定性，還

17、應具有一定韌性、以便承受一定磨削力。主要分氧化物系、碳化物系和超硬磨料系，各磨料以各自不同的性能，可確定以下的主要加工范圍： 返回目錄 第16頁 返回目錄 第17頁 返回目錄 第18頁2.磨料選擇對磨削性能影響磨料選擇對磨削性能影響.磨料硬度：必須選則比工件硬度高，且熱硬度要好；.磨料韌性：主要影響磨具磨削時自銳性；.抗壓強度：影響使用過程中的切削性能；.線膨脹系數：磨料與結合劑線膨脹系數一定要一致，否則將引起砂輪裂紋；.化學成份：直接影響磨料強度、韌性、磨削性能及色澤。如碳化硅磨料其碳化硅含量越高，其磨削性能越好，而棕剛玉中氧化鋁含量不應超過97%，這樣切削力增加，韌性降低。白剛玉中Al2O

18、3含量高，切削力差。如碳化硅磨具磨鋼材時易與鋼發生強烈的化學反應，所以磨削鋼材時不易采用碳化硅磨具；.磨粒形狀：直接影響有效磨削粒數；.導熱性：影響整個磨具導熱性；.親水性：影響磨具成形能力 。三、粒度選擇三、粒度選擇 磨料粒度是反應磨粒幾何尺寸的大小，也是反映工件表面粗糙度和加工效率的重要指標。粒度粗細還影響磨削熱量的生成及磨具表面堵塞。粒度的劃分國標新規定普通磨料是按“F“等級來劃分，即磨料所能通過篩網在每英寸長度（25.4mm）上所含網眼數，依據顆粒尺寸依次為F4、F5、 返回目錄 第19頁 F6F220、F240等，過去標準中將粒度小于F240按顆粒尺寸劃分，依次W63、W50W1.0

19、、W0.5（分別代表顆粒尺寸為6350m、5040m）。而不同國家又有不同標準，比如日本對粒度規定標準則是以浮水磨粒劃分，如我們用的油石粒度規格是3000#，其對應我國標準跟W3.5接近。磨料具體選擇與磨削關系如下表。磨具粒度選擇與工件性質及磨削條件的關系表磨具粒度選擇與工件性質及磨削條件的關系表 返回目錄 第20頁不同粒度磨具的應用范圍不同粒度磨具的應用范圍四、硬度選擇四、硬度選擇 磨具硬度是直接反應磨粒在磨削過程中受力后從磨具表面脫落的難易程度，它決定磨具自銳性的好壞，是磨具磨削時的重要控制參數。磨具硬度的劃分現國標規定是按A、B、CY英文字母依次變硬。返回目錄 第21頁 磨具硬度選擇的基

20、本原則是：保證磨具適當自銳性的同時，避免磨具過大磨損，保證磨削時不產生過高磨削溫度。其選擇方式如下：磨具硬度選擇與工件性質及磨削條件的關系表返回目錄 第22頁不同磨具硬度使用范圍不同磨具硬度使用范圍 五五.結合劑選擇結合劑選擇結合劑作用是將磨具粘結成一定幾何形狀。它是影響到砂輪強度、硬度、返回目錄 第23頁 組織成型密度的主要因素。它的選擇主要取決于磨削目的、砂輪速度及加工表面要求。常用結合劑及其應用范圍如下： 返回目錄 第24頁六六.組織的選擇組織的選擇 組織是反映組成磨具中磨粒間松緊程度，即磨具體積中磨粒所占比例，組織的劃分與磨粒率關系如下：VG=62-2N（VG磨粒率，%；N組織號），即

21、當VG=62時，N=0，即該磨具為0號組織，且磨粒率每遞減2%，組織號放松一級。磨具組織實際上關系到磨粒、氣孔、結合劑三者比例。 返回目錄 第25頁 它的選擇主要關系到磨削過程中的磨削熱，砂輪堵塞，磨具外形保持性，表面粗糙度，精度的好壞。磨具組織選擇與工件性質及磨削條件的關系表磨具組織選擇與工件性質及磨削條件的關系表磨具組織的使用范圍表磨具組織的使用范圍表 返回目錄返回目錄 第第26頁頁七七.濃度選擇濃度選擇 濃度是超硬磨料磨具所特有的指標。指磨具工作層內每立方厘米體積內所含超硬磨料的質量，國標規定每單位體積含0.88g超硬磨料，其濃度為100%。它對磨具磨削效率和工序加工成本有著重要影響。濃

22、度過高，磨料易過早脫落，導致磨料浪費，濃度過低導致，磨削效率下降。它的選擇主要跟結合劑種類、磨具粒度、加工工序、磨具形狀有關，一般立方氮化硼磨具比金剛石磨具硬度高點，陶瓷結合劑的CBN砂輪濃度一般75125%。粒度細，其濃度應低些，以獲得較低粗糙度。對于加工效率要求高的，宜采用粗粒度、高濃度磨削。另外對于磨具形狀保持性要求較高的，如溝槽加工，其濃度應選用高些。 返回目錄 第27頁磨削缺陷分析與解決磨削缺陷分析與解決一、磨削加工精度一、磨削加工精度1.1.產生原因及影響因素產生原因及影響因素 零件的磨削精度指零件在磨削加工后，其形狀、尺寸及表面相互位置三方面與理想零件的符合程度。一般說來，形狀精

23、度高于尺寸精度，而位置精度也應高于尺寸精度。磨削過程中出現的輸入和輸出誤差見下圖： 輸入誤差 磨床磨削過程 輸出誤差 測量誤差 機械誤差 磨削加工中的誤差主要來源與兩方面。一是磨床-夾具-砂輪組成的工藝系統本身誤差；二是磨削過程中出現的載荷和各種干擾，包括力變形、熱變形、振動、磨損等引起的誤差。 而在磨削過程中，使砂輪與工件位置改變以降低磨削精度的主要原因有：.由磨削力引起的磨床和工件彈性變形；.磨床和工件的熱變形；.磨床和工件的振動；.砂輪磨損后其形狀、尺寸變化； 返回目錄 第28頁.工裝、夾具的損壞或變形；.導軌、軸承和軸等部件的非彈性變形。其中磨削過程中的彈性變形是主要的影響因素，它會使

24、砂輪的實際切入深度與輸入切入深度 不一致，這一變化是由“砂輪架砂輪軸承-砂輪軸-工件-工件支承”的彈性系統剛性決定。一般為消除這種原因帶來的誤差常在行程進給磨削后，停止相互間的進給，僅依靠彈性回復力維持磨削，即光磨階段（又叫清火花磨削），從而消除殘留余量。當然造成磨削誤差的其它因素液很多如：工件磨削形狀誤差，工件熱變形，磨粒切刃引起的塑性變形，砂輪的磨損等。2.2.對工件的影響：對工件的影響： 降低工件使用壽命；降低工件抗疲勞強度；特殊特性的尺寸精度誤差易影響工件使用，如軸承孔尺寸的控制，尺寸過小，安裝不到軸上；過大，易引起振動，影響軸承使用壽命等。3.3.解決方法：解決方法： 增加系統剛性；

25、減少上工序加工留量，以減小磨削厚度，從而減小磨削力返回目錄 第29頁 降低殘留應力；增加光磨時間；及時修整砂輪，及時檢查工裝、夾具、軸承完好性及電主軸的振動性等；精細的選擇砂輪，如挑選細粒度，硬度較大，組織稍緊密的砂輪；選用導熱性好的砂輪（如CBN砂輪）；采用冷卻性能優良的磨削液以減少因熱變形引起的誤差。二、工件表面粗糙度二、工件表面粗糙度1.1.產生原因及影響因素產生原因及影響因素 表面粗糙度指加工表面具有較小間距和峰谷所組成微觀幾何形狀特征。它是大量磨粒在工件表面進行切削后留下的微觀痕跡的集合。它有三種表示方法：輪廓算術平均偏差Ra；微觀不平度十點平均高度Rz；輪廓最大高度Ry.由于Ra最

26、能反映表面微觀幾何特征，它不但跟微觀輪廓高度有關，還跟輪廓形狀有關，是一個綜合指標，所以通常用Ra來判定表面粗糙度。而影響表面粗糙度的主要因素是砂輪工作表面的特性和磨削運動條件。 .砂輪特性的影響：如砂輪粒度越粗，砂輪單位面積上磨粒數就越少，磨削表面的磨痕就越深，粗糙度越大；砂輪硬度過大，磨鈍磨粒不能及時脫落，繼續磨削塑性變形增加，表面粗糙度增加；砂輪硬度過軟， 返回目錄 第30頁 磨削工作面會過早變形，磨損的不均勻也會使磨削粗糙度變大；另外修整量的大小也有影響，修整量過大會使砂輪表面螺溝復映到工件上，影響粗糙度。.磨削用量的影響：若降低砂輪速度，可減少單位時間參與磨削的磨粒數，則單顆磨粒負荷

27、增加，工件塑性變形隆起增大，因此表面粗糙度增加；若增加工件速度將減少工件單位長度上的磨削磨粒數，使單顆磨粒的磨削厚度和金屬切削量增加，也將增大表面粗糙度；磨削深度的增加將會增加塑性變形程度，從而使磨削粗糙度增加。 在實際磨削加工中，還有磨削方式、磨削行程數、前道工序粗糙度、切刃形狀、修整條件、磨削液以及磨削振動都對表面粗糙度有不同程度的影響。而對于超精加工來說，切削角、油石擺頻、油石擺幅、工件轉速、油石壓力、的控制對粗糙度的影響都是很大的。.切削角：它是表示超精研加工切削作用的強弱，指瞬時切削速度與工件轉速的夾角。越大，切削作用越強，生產效率越高，表面粗糙度值越大；反之則亦然。切削角在設備調整

28、正常后一般不做調整。 返回目錄 第31頁 而調整的一般原則：以生產效率為主的粗超，切削角為2040，以提高質量為主的精超切削角為510。.油石擺頻:它決定著超精研加工的效果，且它的改變比其它因素要強的多，油石頻率的提高，磨粒對工件的切削次數增加，頻繁的改變切削方向，有利于油石自勵，切削作用增強，但受加工磨頭、機床與工藝系統剛性及振幅，和磨削表面質量影響，在選擇時也是有所區別，一般粗超比精超要高點。.油石擺幅：油石擺幅越大，切削作用越強，生產效率越高，但磨粒運動軌跡網紋變粗，表面粗糙度變大。.工件轉速：工件轉速增加，切削作用減弱，生產效率降低，但對改善表面粗糙度有利，但過高又會引起機床與工藝系統

29、振動，磨粒容易劃傷工件表面，且上工序粗糙磨紋和缺陷不易消除，所以通常粗超要比精超轉速低些。.油石壓力：油石作用與工作表面的壓力越大，磨粒潛入工件表面越深，切削量越大，效率越高，但過高，磨粒易脫落，切削作用一直延續下去而無光整階段，潤滑油膜不易形成，最終影響表面質量，而壓力過低，鈍化磨粒不易脫落，切削作用降低，油石與工件不易行不成良好接觸，對生產和表面質量都有影響，所以油石壓力要選擇恰當。 返回目錄 第32頁 2.2.對工件的影響對工件的影響.影響工件使用壽命：兩互相接觸的平面最初不是在整個面積上接觸，而只是表面凸起的一部分，這樣，零件表面越粗糙，凸峰接觸部位單位面積所受的壓力就更大，當兩接觸面

30、相對運動時，表面粗糙部分產生塑性變形甚至在壓力作用下，形成干摩擦。加劇磨損。但并非表面越光潔、摩擦阻力越小，就越耐磨，因表面粗糙度太小不利于潤滑油的儲存，還會使接觸表面間分子親和力增加甚至發生粘合，使摩擦力增加而產生急劇磨損，在一般條件下，表面粗糙度總是存在一個最佳點。對于軸承來說，還會產生噪音。.影響零件的疲勞強度：表面粗糙度大的表面，極易產生應力集中，使表面實際應力比平均應力高1.52.5倍，容易產生裂紋，3.3.解決方法解決方法： 要獲得較小表面粗糙度。需磨削時應留取較小的余量，選用大的砂輪線速度和較小的進給速度；合理選擇磨削特性，以最大限度的減小磨削力和磨削熱；同時在修整時采用較小的進

31、刀量，精細的修整。超精加工時嚴格按照基本規律調整。 返回目錄 第33頁三、磨削燒傷三、磨削燒傷1.1.產生原因及影響因素產生原因及影響因素 磨削時，由于磨削區的瞬時高溫（9001500）形成零件表面組織發生局部變化，并在表面的某些部分形成氧化變色，這種現象稱為磨削燒傷。根據燒傷外觀不同可分全面燒傷、斑狀燒傷、均勻線條狀燒傷、周期線條狀燒傷等；根據燒傷深度又可分淺度、中度、深度燒傷。最常見的是均勻或周期的線條狀燒傷。由于燒傷往往表面伴有氧化作用，形成氧化膜，所以可根據表面顏色判斷燒傷程度，一般燒傷依色變深變重，依次是白、黃、褐、紫、蘭。 而影響磨削燒傷的是磨削溫度，所以應從磨削液、磨削進給速、工

32、件砂輪轉速的選擇上考慮。其中振紋燒傷沿表面振紋分布，主要是系統剛性振動產生；劃痕燒傷沿著砂輪磨痕分布，是由于砂輪磨粒不鋒利造成的；柱狀燒傷是沿著零件軸向不等距分布，是無心夾具磁力不足，工件隨著砂輪旋轉而產生瞬時滑動而產生；局部燒傷是由于磨削余量不均勻，磨削厚度不一致；均勻燒傷的表面燒傷均勻，是砂輪硬度過硬，粒度過細，進給過大，工件轉速過低造成。 返回目錄 第34頁 2.2.對工件的影響對工件的影響 表面燒傷破壞了工件表層組織發生氧化變質，極易造成表層腐蝕，并極大影響工件使用性能和壽命，所以燒傷是磨加工中嚴格控制的質量指標。3.3.解決方法：解決方法： 調整冷卻液及注液方式；合理選擇砂輪特性（硬

33、度適中，粒度降低、組織疏松點，采用脆性大、自銳性好的磨料）；合理選擇磨削用量（工件轉速適中、降低進給速度）；合理修整砂輪；檢查金剛筆是否完整；支撐環是否正常運轉；檢查鋼材是否達標；操作者要嚴格按工藝要求操作。四、磨削殘余應力四、磨削殘余應力1.1.產生原因及影響因素產生原因及影響因素 磨削殘余應力指磨削加工后仍保留在工件內部的應力。可分殘余壓應力和殘余拉應力，一般對零件變形、裂紋產生影響的主要是兩種應力的綜合體現。磨削力造成工件表面的彈塑性變形、磨削熱產生的熱應力及組織轉變產生的組織應力是產生磨削殘余應力的原因。而磨削力和磨削熱受磨削用量、砂輪特性和磨削液等磨削條件影響。 返回目錄 第35頁2

34、.2.對工件的影響：對工件的影響：.影響零件加工精度：當加工達到一定精度時，由于殘余應力具有自然釋放能力，這種精度就不能保持，因而影響機器使用性能。.殘余應力對零件疲勞強度的影響：零件的疲勞會由外界拉應力的作用下逐步產生斷裂，如果零件表面存在一定的殘余拉應力，則疊加外界拉應力，將加速裂紋的產生與擴大。但如果表面存在殘余壓應力，則會抵消一部分外界的拉應力。.殘余應力對零件耐腐蝕性影響：殘余壓應力可增加材料耐腐蝕性，殘余拉應力則明顯降低其耐腐蝕性主，要是殘余拉應力破壞表面鈍化膜，還可使表面電極電位發生變化，加速表面腐蝕3.3.解決方法：解決方法： 減小殘余應力須從較小磨削力和磨削熱兩方面入手：改變

35、砂輪特性(增加硬度、改用脆性好的磨料、組織疏松、粒度偏粗等)、減小進給速、減小磨削用量、改善磨削液條件及加大流量、工件轉速調整適當。五、磨削裂紋五、磨削裂紋 返回目錄 第36頁1.1.產生原因及影響因素產生原因及影響因素 在磨削過程中或磨削后零件表面形成裂紋稱磨削裂紋，有些用肉眼可看到，有的需用特殊儀器，其產生原因是零件表層內應力超過了材料的斷裂極限。一般拉應力斷裂極限要小于壓縮斷裂極限，因此拉應力更容易導致裂紋的產生。所以磨前的殘余拉應力使磨削過程更容易產生拉伸裂紋，而要控制磨削裂紋的產生，必須同時控制磨削應力和磨前殘余應力。在我們磨削加工中，由于采取淬回火工序，所以磨前殘余應力較少，只要磨

36、削過程減小磨削應力就可以防止裂紋產生。2.2.對工件的影響對工件的影響： 嚴重的影響工件的使用壽命，工件易腐蝕，裂紋處氧化快，表層組織變化快，易變質。3.3.解決方法：解決方法： 這里主要說一下減小磨削應力方面的措施：可調整冷卻方式，盡量冷卻均勻，調整砂輪特性（如適當降低硬度，減小粒度等），采用較小的磨削進給速；精細的修整砂輪。返回目錄 第37頁六、磨削振紋六、磨削振紋1.1.產生原因及影響因素產生原因及影響因素 磨削表面的顫振振紋可分為螺旋形、直線型、斑點三種。其中螺旋型振紋是由砂輪與金剛石修整筆之間的振動引起的，這是因砂輪主軸剛性差或發生一些外界擾動；直線型振紋是由砂輪不平衡引起的，特別是

37、在內圓磨削更易產生，而當砂輪磨損或堵塞不均勻，由于再生效應，也是極易在表面出現直線振紋的；斑點型振紋是由于砂輪圓周表面上硬度不均勻或不均勻磨損引起的局部振動造成的。2.2.對工件的影響對工件的影響： 對工件壽命有很大影響，振紋處易產生腐蝕。對軸承來說主要是影響到使用時工件的旋轉精度，在測振時，振動值大，圓度不圓，另外嚴重時引起磨削振紋燒傷。3.3.解決方法解決方法： 合理選擇砂輪特性（如硬度均勻，粒度略粗點，組織疏松）；及時更換修整裝置；精細的修整砂輪；精確的平衡砂輪；進給均勻；提高設備剛性；坯件磨削余量不應過大。 返回目錄 第38頁磨具的部分質量標準與使用檢驗磨具的部分質量標準與使用檢驗 磨

38、具產品型號眾多，結合我公司目前所用產品，就產品入庫前的檢驗及使用前的質量檢查，列出以下檢測項目標準及檢測手段。一、磨具成品的質量檢查項目一、磨具成品的質量檢查項目 磨具質量技術標準是進行產品質量檢查的主要依據。按照我國的技術規定，普通磨具的檢查項目有以下七項：基本尺寸、行位公差、外觀缺陷、硬度、靜平衡、回轉強度、組織號。 其中硬度、靜平衡、回轉強度、組織號這四項檢查直接決定磨具的安全性及使用性能等內在性能，因此這幾項常被稱為磨具內在質量的檢查。按國家標準規定，組織號在正常情下不作檢驗，但用戶提出異議時，應按國家標準規定測定。二、磨具基本尺寸的極限偏差及測量方法二、磨具基本尺寸的極限偏差及測量方

39、法1磨具基本尺寸的極限偏差磨具基本尺寸的極限偏差 根據我國現行標準GB/T2485-1997，對磨具基本尺寸的極限偏差作如下規定： 返回目錄 第39頁、輪外徑的極限偏差（見表1）、砂輪厚度的極限偏差（見表2和表3） 表表1 外徑極限偏差表外徑極限偏差表 表表 2 用于一般砂輪厚度用于一般砂輪厚度 表表3 軸承溝道、磨曲軸砂輪厚度軸承溝道、磨曲軸砂輪厚度返回目錄返回目錄 第第40頁頁 表表4 孔徑的極限偏差孔徑的極限偏差 表表5 凹槽直徑的極限偏差凹槽直徑的極限偏差 表表7 砂輪底厚砂輪底厚E、環端面、環端面 寬度寬度W及周面厚度極限偏差及周面厚度極限偏差U返回目錄 第41頁 表表6 凹槽深度的

40、極限偏差凹槽深度的極限偏差 表表8磨、油石基本尺寸的極限偏差磨、油石基本尺寸的極限偏差、砂輪孔徑的極限偏差（見表4）、砂輪凹槽直徑的極限偏差（見表5）、砂輪凹槽深度的極限偏差（見表6）、砂輪底厚.環端面寬度及周面厚度的極限偏差（見表7）、磨（油）石基本尺寸的極限偏差（見表8）2磨具基本尺寸的測量方法及尺寸影響 磨具基本尺寸的測量，應根據不同的磨具、不同尺寸所規定的允許極限偏差的精度要求，選用不同精度的檢具。磨具尺寸檢查中所用的通用檢具有鋼直尺.游標卡尺等。專用檢具有塞規.卡規.樣本等。對于異形產品常有專用樣板來檢查其外形尺寸。 返回目錄 第42頁砂輪外徑測量及尺寸影響砂輪外徑測量及尺寸影響 要

41、求不高時采用鋼板尺及卷尺測量，如測量在最大極限及最小極限時，可采用游標卡尺配合鋼板尺測量。外徑尺寸大小一般對使用影響不大，但對專用產品卻是關鍵尺寸，如帶機床防護罩的砂輪尺寸大裝不進，尺寸小易影響加工件數；還有像我公司使用的組合砂輪，尺寸不一致會給修整帶來極大不便。砂輪厚度及油石尺寸的測量砂輪厚度及油石尺寸的測量 一般用鋼尺測量，如測量在最大極限及最小極限時，可采用游標卡尺配合鋼板尺測量。由于軸承行業對厚度要求較嚴格，在對砂輪厚度及油石寬度測量應用游標卡尺或千分尺測量。厚度尺寸影響一般也不大，但對成型磨削而言，厚度要求相當嚴格，像我公司用的軸承溝道磨削，超精加工用的油石，無心磨導輪、砂輪（無心磨

42、導輪要求和砂輪厚度一致），及開槽砂輪，都需嚴格控制其厚度尺寸。砂輪孔徑測量砂輪孔徑測量 砂輪孔徑尺寸精度等級要求較嚴格，測量時需采用較精密的專用量具極限量規，利用極限量規的通端及止端分別控制孔徑的上、下偏差。孔的影響是相當大的，小了安裝不上；過大，安裝時不易對準中心，易造成偏心和砂輪不平衡，高速旋轉下會造成徑向跳動加劇，砂輪破裂。 返回目錄 第43頁三、磨具形位公差及測量方法三、磨具形位公差及測量方法 磨具標準中有關形位公差規定檢查平行度和同軸度，指導性的技術文件規定的形狀公差檢查圓柱度、圓度和平面度。以上五個項目行業上通常稱為“五度”。實際上砂輪孔與平面的垂直度直接影響砂輪的使用，也應該嚴格

43、控制。因此磨具的形位公差檢查一般有六項。其測量方法與公差規定及其影響如下：1平面度平面度 平面度是指磨具任意一個平面對理想平面的不平程度。測量是用專用平尺測量磨具表面與平尺之間的空隙大小。平面度不好，在裝卡時易被卡破或造成暗紋，以致在旋轉時破裂。其平面度公差規定見表9。2圓度圓度 圓度是指磨具圓柱面、球面和椎面的邊緣形狀對理想圓的誤差程度。其測量方法是用鋼板（配合卡鉗）或卡尺測量出砂輪同一端面的最大直徑D1和最小直徑D2，其差D1-D2即為圓度。其公差規定如表10。3圓柱度圓柱度 返回目錄 第44頁 圓柱度是指圓柱形磨具在兩同軸圓度形內最大與最小直徑之差。其測量方法是用鋼板尺（配合卡鉗）或用卡

44、尺測出兩端面直徑D1和D2，或在砂輪外圓柱面找出最大直徑D1和最小直徑D2，其差D1-D2即為圓柱度。圓度、圓柱度不好，會影響砂輪的平衡性。其公差規定如表11。4平行度平行度 平行度是指磨具的兩端面對其包容兩端面之基準面之間的不平行程度。其測量方法是以磨具其中一端面為基準面測量出最大厚度H1和最小厚度H2，其差H1- H2即為平行度。平行度不好，砂輪兩端面不平行，在轉動時會產生偏擺，還會直接影響砂輪平衡性能，容易使工件產生振紋。公差規定見表12。5同軸度同軸度 同軸度是指砂輪或磨頭在孔為基準圓心的同心內的偏移程度。同軸度的測量方法是用鋼板尺（配合卡鉗）或用卡尺測出最大環端面a與最小環端面b,。

45、即為同軸度。同軸度不好，易產生徑向跳動，工件產生振紋，同時會造成砂輪破裂，其公差規定如表13。返回目錄 第45頁6 6垂直度垂直度 垂直度指磨具孔的軸線對基礎表面的垂直程度。測量方法是用一個有基準面的量規一端為孔徑最大公差，一端為孔徑最小公差，放入被檢砂輪的孔內，觀其與砂輪表面是否有縫隙。有縫隙則說明有垂直差。垂直度不好，安裝時也容易將砂輪卡破，影響強度，同時旋轉時也易產生端面左右振擺，影響工件質量。7.7.圓跳動公差圓跳動公差 這是對一些切斷和修磨用的薄片砂輪、鈸形砂輪、磨頭等砂輪，國家規定了圓跳動的測量。就我公司目前所使用的砂輪，暫不存在這方面檢測。表表9 9 平面度公差平面度公差 表表1

46、1 11 圓柱度公差圓柱度公差 返回目錄 第46頁 表表12 平行度公差平行度公差 表表10 圓度公差圓度公差 表表13 同軸度公差同軸度公差 返回目錄 第47頁四、磨具的外觀缺陷四、磨具的外觀缺陷 磨具外觀缺陷不但影響產品商品化質量，也會影響磨具使用性能，按標準規定檢查的項目主要有裂紋、鐵斑、黑心、夾雜、邊棱損壞、發泡、表面組織不均、表面清潔度等。1.鐵斑鐵斑鐵斑是磨料和結合劑所含鐵質過量，或生產過程混入鐵經高溫燒成后，形成中心呈黑褐色四周色澤稍淺的鐵溶斑點（Fe2O3）。由于鐵斑硬度高，韌性大，沒有自銳性，易造成工件表面燒傷和劃痕，鐵斑僅以中間黑褐色部分計算，關于鐵斑尺寸規定檢表14，數量

47、規定見表15、16。2.裂紋裂紋磨具裂紋主要出現在磨具燒成及成型階段，分外徑裂紋、中孔裂紋、直徑裂紋、網狀裂紋、內壁裂紋、斜角裂紋、微裂紋、表面豎裂紋及內部暗裂紋。磨具裂紋對磨削加工影響相當嚴重，屬嚴重缺陷，規定磨具使用不應有裂紋。裂紋可憑目測檢查，也可用木棰輕擊，以是否有異音來判斷。更先進的是用高頻探傷儀來檢測。3.黑心黑心 返回目錄返回目錄 第第48頁頁黑心是指磨具燒成過程中由于氧化不均造成的局部呈現黑色或棕紅色現象。黑心處，硬度偏軟，強度偏低，砂輪不耐用，所以黑心被認為是嚴重缺陷，黑心磨具不允許出廠。磨具黑心可憑目測。 表表14 14 鐵斑尺寸規定鐵斑尺寸規定 表表1515外徑外徑100

48、mm100mm鐵斑數量控制規定鐵斑數量控制規定 表表1616小砂輪及磨頭鐵斑數量控制規定小砂輪及磨頭鐵斑數量控制規定返回目錄返回目錄 第第4949頁頁 4.夾雜夾雜指磨具生產過程中夾雜鐵絲、紗團、布塊、水泥等雜物，原則上磨具出廠不允許有。5.邊緣缺損邊緣缺損指磨具沿高、沿徑、沿周邊的邊棱損壞尺寸。文件對損壞尺寸規定如表17、18、19、20。6.發泡發泡指磨具表面組織疏松，硬度極軟現象。標準中無明確規定，應根據產品具體使用場合而定，高速精密加工是不允許有的，檢查主要靠目測。7.表面組織不均表面組織不均主要是成型時攤料不均造成。組織不均易造成磨具平衡性能差，檢查主要靠目測。8.8.表面清潔度表面

49、清潔度指車加工時刀花嚴重，或表面有油污，商標不清等現象，這點影響產品外觀，但對磨削加工影響不大。 返回目錄 第50頁表表1717 D100砂輪沿周邊的缺陷尺寸砂輪沿周邊的缺陷尺寸 表表1818小砂輪及小磨頭邊棱損壞小砂輪及小磨頭邊棱損壞 表表2020砂輪內孔邊棱損壞控制砂輪內孔邊棱損壞控制 表表1919油石周邊邊棱損壞控制油石周邊邊棱損壞控制 返回目錄返回目錄 第第5151頁頁 五、磨具硬度檢查五、磨具硬度檢查硬度檢測方法有手錐法和硬度計檢查法，硬度計常用有噴砂硬度計、洛氏硬度計、機械錐（大越式和沖擊式）等。我國國標規定：對于粒度F36F150的陶瓷及樹脂結合劑磨具，硬度用噴砂硬度計測定；對于

50、粒度F180F1200的陶瓷及樹脂結合劑磨具，硬度用洛氏硬度計測定；F30以粗的用手錐法與標準硬度砂輪塊對比。常用的噴砂硬度計工作原理是：利用磨具有一定的壓力的空氣，將一定量的標準石英砂噴射于磨具表面，形成一凹坑，利用凹坑深度來表示磨具硬度。1.硬度抽查方法硬度抽查方法：(1)超精油石、珩磨油石抽取100%；（2）磨螺紋砂輪及外徑600mm以上砂輪抽取30%以上；（3）其它磨具每批抽取10%，但不得少于5片。2.磨具硬度的確定磨具硬度的確定（1）磨具硬度均勻性）磨具硬度均勻性：指磨具表面所測各點數值最大與最小之差。噴砂硬度不大于1.5h(h為標志硬度極差值)；洛式硬度計硬度F180F240，均勻性不大于2.5h，小于W50其均勻性不大于2.2h。 返回目錄 第52頁（2）磨