新德隆特种陶瓷（大连）有限公司
一、引言
磨削加工技术的发展趋势是开发超高速磨具磨床，开发高速，高效，高精度磨削新技术，开发数字化数控磨床的方向，但普通磨削机器和专用磨床，普通磨料磨具，传统磨削工艺仍占有重要地位。数据表明，磨削过程占整个加工的约30％至40％。在11大类金属切削机床中，各种磨床是多样化的。磨削加工系统是一个系统工程。磨削过程中影响因素很多，加工过程中物理化学现象复杂。为了提高磨削质量和磨削效率，满足机械制造业的需要，机械工程学科的科研和工程技术人员运用多学科的基础理论和科学技术，探索和揭示磨削的机理。研究和开发各种磨削加工方法和工艺设备，形成了多学科的基础理论和交叉科学技术融合一体化磨削技术。
二、磨削原理
磨削原理的研究内容主要包括磨削碎屑形成过程，磨削力和磨削功率，磨削热和磨削温度，磨削精度和表面质量，磨削效率等。磨削过程中的三个过程：
（1）滑动阶段。其中切削刃与工件表面接触，并且工件系统仅弹性变形。当切削刃切入工件表面并进一步变形时，法向力稳定上升，摩擦力和切向力也稳定增加。也就是说，在这个阶段，磨料微边缘不具有切割效果，而是仅在工件表面上滑擦。
（2）耕犁阶段。在滑动阶段，摩擦逐渐增加，越来越多的能量转化为热量。当加工材料被加热到临界点并且逐渐增加的法向应力超过材料随温度升高时的屈服应力，切削刃被压入加工材料基体中。加工材料被推向磨粒的侧面和前面，最终导致表面凸起。这是耕犁的作用，它构成了磨削过程的第二阶段。
（3）切屑形成阶段。在滑动和耕犁阶段，磨料颗粒不会产生磨损碎屑。可以看出，存在磨削的临界深度以产生磨损碎屑和切割材料。另外，可以看出，磨削切削刃推动加工材料的流动以使前部凸起，两侧形成凹槽壁，然后磨料碎屑沿切削刃的前边缘滑出。
三、超硬磨料及其磨具
（1）超硬磨料磨具的加工特点
超级磨料是指金刚石和立方氮化硼以及这两种磨料基复合材料。金刚石和立方氮化硼均为立方晶系。与刚玉和碳化硅相比，它具有高硬度，高强度，良好的颗粒形状，良好的导热性和低的热膨胀系数。磨削能力强，磨削性能优异。它是一种非常好的磨削材料。由超级磨料制成的磨料具有出色的磨削性能。超硬磨料具有非常高的硬度，可以加工各种高硬度材料，特别是那些难以用传统磨料加工的材料。
1.超硬磨料具有良好的耐磨性超级磨料具有良好的耐磨性，使用时磨损低，砂轮寿命长，磨削率高。在合理的使用条件下，可以获得良好的经济效益，特别是对于难加工材料的磨削，经济效益更好。
2.超硬磨料具有良好的形状和尺寸保持力,磨削过程中磨具的形状和尺寸极其缓慢，有利于磨削操作，并且可以很好地保持工件的形状精度和尺寸精度。在加工过程中不需要经常更换磨削工具，这样可以节省工时，特别适合在自动生产线上加工高精度零件。超级磨料在使用过程中很少被修剪或修整，大大改善了劳动条件并节省了工时。
3.超硬磨料可长时间保持磨料微刃的锋利度。磨料微刀片切割锋利，切削性能好，磨削力降低，有利于提高工件的加工精度，降低表面粗糙度，降低机床功耗。
4.超硬磨料磨削温度低,由于超硬磨料微刀片切割锋利。加工过程中的摩擦力降低，磨削温度低于普通磨削剂，磨削产生的热量较少，磨削过程中表面烧伤，裂纹和组织变化减小，加工表面的应力状态降低，可以大大提高表面处理质量。提高机加工零件的使用寿命，提高整体经济指标。
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（2）金刚石砂轮的主要特征
金刚石磨料具有硬度高，耐磨性好、磨削力和磨削热小的特性。非常适合高硬度材料的高效磨削加工。金刚石砂轮在磨削中具有与普通砂轮明显不同的效果，生产效率高、加工精度高。表面粗糙度值小，砂轮损耗低，使用寿命长和改善生产条件。能解决很多难加工材料的磨削问题。
金刚石砂轮一般有磨料层、过渡层、基体三部分组成。金刚石砂轮的选择通常考虑到磨料的类型和粒度、结合剂、浓度以及砂轮的形状和尺寸等因素。用于金刚石砂轮的磨料可以分为天然的和人造金刚石。现在普遍采用人工金刚石磨料。
（3）金刚石砂轮的选择
1、结合剂的选择
金刚石砂轮的结合剂可以分为树脂结合剂、陶瓷结合剂和金属结合剂。不同的结合剂对磨料的结合强度不同，每种结合剂对应各自的金刚石磨料浓度范围。砂轮的浓度影响加工材料的磨削效率和成本。一般树脂结合剂的浓度范围为50%至75%，陶瓷结合剂为75%至100%，电镀砂轮的浓度为150%至200%
2、浓度选择
浓度是超级磨料的重要特征之一，对磨削效率的加工成本有很大影响。浓度低，磨削效率不高，不能满足生产要求。当浓度太高时，许多磨粒过早脱落，导致浪费。从工件的加工要求和加工步骤的状态。对于粗磨工艺，主要要求磨具具有较强的磨削能力和较低的磨削效率。通常，选择具有较粗糙的磨粒尺寸和较高浓度的磨料。磨削工具工作表面上每单位面积的高浓度和磨粒数有利于满足提高粗磨过程中磨削效率的要求。对于半精加工和精加工工艺，必须满足表面粗糙度和磨削能力的要求，并且通常采用适度的浓度。对于抛光和低表面粗糙度值，通常优选使用细粒树脂粘合剂。通常，低浓度是优选的。
四、金刚石砂轮的修整
金刚石砂轮的磨削性能在很大程度上取决于砂轮的表面特性。金刚石砂轮的修整发方法常用有滚压修整法、磨削修整法等。这里主要介绍树脂结合剂金刚石砂轮的修整法。树脂结合剂金刚石砂轮的修整法比较容易，一般采用绿色碳化硅砂轮修整，采用滚压修整法即可完成金刚石砂轮的修整。即将绿色碳化硅修整砂轮固定在平面磨床工作台上，被修砂轮以一定的磨削量磨削绿色碳化硅修整砂轮。绿色碳化硅砂轮去除金刚石砂轮表面的树脂结合剂，使金刚石磨料突出。
五、结束语
现在，用户不断追求产品性能的完美性和可靠性，要求更高的精度和更高的表面完整性;产品制造商不断追求高劳动生产率，低生产成本，产品要求合格一次性，严格的制造一致性;在产品上使用新材料。为了满足需求，新的磨削技术正在兴起;甚至传统的磨削技术，根据不同的工件材料和磨削条件，优化磨削参数，确定最佳磨削参数，获得最佳的磨削效果。
参考文献
[1] 李伯民，赵波.《现代磨削技术》机械工业出版社，1996
[2] 机械工程手册编委会.《机械工程手册》机械工业出版社,1997
[3] 任敬心.《磨削原理》西北工业大学出版社,1988
[4] 王先逵.《机械制造工艺学》清华大学出版社,1989
[5] 孟少农.《机械加工工艺手册》机械工业出版社,1991
[6] 王忠志.《精密磨削》中国计量出版社，1989
[7] 田欣利，徐西鹏，袁巨龙，张保国，张朝晖.《工程陶瓷先进加工与质量控制技术》国防工业出版社，2014
[8] 朱海，杨慧敏，朱柏林.《先进陶瓷成型及加工技术》化学工业出版社，2016
论文作者:王永坤
论文发表刊物:《科技尚品》2019年第3期
论文发表时间:2019/7/18
标签：磨削论文; 磨料论文; 加工论文; 砂轮论文; 浓度论文; 工件论文; 材料论文; 《科技尚品》2019年第3期论文;