磨削是指用磨料或磨具去除材料的加工工藝方法,一般來講,按照砂輪線速度的高低可將其進(jìn)行分類,把砂輪速度低于45 m/s的磨削稱為普通磨削,把砂輪速度高于45 m/s的磨削稱為高速磨削,把砂輪速度高于150m/s的磨削稱為超高速磨削。
按磨削效率將磨削分為普通磨削、高效磨削(高速磨削、超高速磨削、緩進(jìn)給磨削、高效深切磨削、砂帶磨削、快速短行程磨削和高速重負(fù)荷磨削)。
磨削加工能達(dá)到的磨削精度在生產(chǎn)發(fā)展的不同時(shí)期有不同的精度范圍,當(dāng)前,按磨削精度將磨削分為普通磨削(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發(fā)展時(shí)期中,加工精度和表面質(zhì)量達(dá)到較高程度的加工工藝,當(dāng)前是指被加工零件的加工精度為l~0.1μm,表面粗糙度值Ra0.2~0.01μm的加工技術(shù)。
精密磨削是目前對(duì)鋼鐵等黑色金屬和半導(dǎo)體等脆硬材料進(jìn)行精密加工的主要方法之一,在現(xiàn)代化的機(jī)械和電子設(shè)備制造技術(shù)中占有十分重要的地位。
精密磨削一般使用金剛石和立方氮化硼等高硬度磨料砂輪,主要靠對(duì)砂輪的精細(xì)修整,使用金剛石修整工具以極小而又均勻的微進(jìn)給(10~15mm /min)。獲得眾多的等高微刃,加工表面磨削痕跡微細(xì),最后采用無火花光磨。
由于微切削、滑移和摩擦等綜合作用,達(dá)到低表面粗糙度值和高精度要求。高精密磨削的切屑很薄,砂輪磨粒承受很高的應(yīng)力,磨粒表面受高溫、高壓作用,一般使用金剛石和立方氮化硼等高硬度磨料砂輪磨削。
精密與超精密磨削的機(jī)理與普通磨削有一些不同之處:
1)超微量切除。應(yīng)用較小的修整導(dǎo)程和修整深度精細(xì)修整砂輪,使磨粒細(xì)微破碎而產(chǎn)生微刃。一顆磨粒變成多顆磨粒,相當(dāng)于砂輪粒度變細(xì),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。微刃是砂輪精細(xì)修整而成的,分布在砂輪表層同一深度上的微刃數(shù)量多,等高性好,從而加工表面的殘留高度極小。
3)單顆粒磨削加工過程。磨粒是一顆具有彈性支承和大負(fù)前角切削刃的彈性體,單顆磨粒磨削時(shí)在與工件接觸過程中,開始是彈性區(qū),繼而是塑性區(qū)、切削區(qū)、塑性區(qū),最后是彈性區(qū),這與切屑形成形狀相符合。
4)連續(xù)磨削加工過程。工件連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),砂輪持續(xù)切入,開始磨削系統(tǒng)整個(gè)部分都產(chǎn)生彈性變形,磨削切入量(磨削深度)和實(shí)際工件尺寸的減少量之間產(chǎn)生差值即彈性讓刀量。此后,磨削切入量逐漸變得與實(shí)際工件尺寸減少量相等,磨削系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。最后,磨削切入量到達(dá)給定值,但磨削系統(tǒng)彈性變形逐漸恢復(fù)為無切深磨削狀態(tài)。