磨削加工技术（下）

29．怎样选择磨削钛合金的磨削液?   

    磨削钛合金时，要求磨削液具有冷却、润滑和冲洗作用。更重要的是具有抑制钛与磨料的粘附和化学作用。目前用得较多的是水溶性磨削液，有亚硝酸钾溶液、亚硝酸钾和甲酸钠溶液、亚硝酸钠溶液、亚硝酸钠和甲酸钠溶液、亚硝酸胺溶液等。使用含极压添加剂S、C1、P的极压油，效果较好。尤其以氯(C1)的极压油最好。但磨削后应清洗好工件，以免造成工件的疲劳强度降低。在采用立方氮化硼(CBN)砂轮磨削时，应采用极压矿物油作磨削液最好，不能采用水溶液，以免造成砂轮过快磨损。

    采用深切缓进给磨削钛合金时，推荐选用亚硝酸钠1％+苯甲酸钠0.5％+甘油0．5％+三乙醇胺0．4％+水其余作磨削液。

    在使用磨削液时，应特别注意流量要大，使砂轮每毫米宽度不小于0.5L／min。砂轮线速度高时，应增加流量。水箱容量一般为流量的(1.5～3)倍，以保持磨削液处于较低的温度。另外，钛合金的磨削温度高，磨屑容易引起自燃，在使用油作磨削液时，应注意防止火灾。 

30．怎样选择磨削钛合金的磨削用量?

    由于磨削钛合金时的温度高，加上钛合金的化学活性大，在磨削过程中，工件表层组织容易发生相变或化学变化，而且容易产生有害的残余拉应力，会降低工件的疲劳强度。因此在选择钛合金的磨削用量时，首先考虑的是降低磨削温度。磨削时的砂轮速度对磨削温度影响最大，所以在磨削钛合金时，砂轮速度不宜太高。钛合金的磨削用量见表2—24。

31．磨削钛合金有哪些其它方法?

    钛合金的磨削，除采用普通的磨削法外，还可采用深切缓进磨削法和低应力削法，也能获得很好的效果。

  1)深切缓进磨削法

  这种磨削方法具有磨削效率高、磨削质量好、磨削温度低的特点，适合于钛合金的成形磨削。钛合金的深切缓进磨削，一般采用GC60G～JV的砂轮，砂轮速度υc=(28～30)m／s，工件进给速度υw=70mm／min，磨削深度αp(1～2)mm。工件表面粗糙度要求低，应采用较硬的砂轮。成形磨削时，可采用金刚石滚压轮来修整砂轮。

    2)低应力磨削法

    钛合金的低应力磨削，是靠减小磨削单位体积金属的消耗能量，来降低磨削后工件表层拉应力，消除烧伤、变形和裂纹。这种磨削法，是很适合于钛合金的磨削。低应力磨削，是采用较软的砂轮，经常保持砂轮和修整工具锋利，减小磨削深度，降低磨削速度，大量使用性能好的磨削液来实现的。但这种方法的生产率低，只适用于磨削承受很高应力的零件，如高循环应力或在腐蚀条件下工作零件。用此种磨削方法可以提高零件的疲劳强度。其磨削用量见表2—25。

    为了达到低应力磨削效果，应严格控制粗磨、半精磨和精磨三个阶段的磨削深度。

    (1)粗磨阶段。由毛坯尺寸磨至比最终尺寸大0．25mm后，磨削深度为αp≤0．05mm／st。

    (2)半精磨阶段。再采用磨削深度αp =(0.008~0.015)mm／st，磨至比最终尺寸大0.05mm。半精磨前应修整砂轮。

    (3)精磨阶段。先修整砂轮，采用磨削深度αp =(0·00250·005)mm／st，冉用(2～4)个行程的无火花磨削至最终尺寸。

32．采用浸渗润滑剂的砂轮磨削钛合金有哪些特点?

    针对磨削钛合金时砂轮工作表面的磨粒和气孔容易被塑性变形很大的磨屑粘附、堵塞，而使砂轮失去切削能力，不能正常地进行磨削的问题，可采用浸渗同体润滑剂的砂轮。通常采用二硫化钼为固体润滑剂，也可采用石墨、硫磺、硬脂酸等。二硫化钼的摩擦系数很小，最小可达0.05。

    浸渗方法。在常温下，用粉状的二硫化钼与乙醇混合成液体，为防止乙醇挥发，放入密闭的容器中，再把砂轮放在混合液里，浸泡14h后，取出自然十燥(18～20)h，砂轮即可使用。

    通过浸渗，可使固体润滑剂渗入砂轮的气孔中，并在砂轮磨粒表面形成_层承载力强的润滑膜。在磨削的过程中，是在有二氧化钼充分润滑下进行的。有排屑良好，磨屑变形小，砂轮不易被变形大的磨屑粘附、堵塞，使磨削力和磨削温度大大降低，工件表面质量提高，磨削比可以提高7倍左右，效率可以提高(2～3)倍。此种措施，不仅适用于磨削钛合金，同样可以浸渗刚玉类砂轮，磨削塑性高、粘附性大的铜和铝。 nextpage

33．磨削橡胶时有哪些特点?

    橡胶的种类很多，有天然橡胶和合成橡胶两大类。用这两类橡胶添加各种配合剂，制成各种性能不同的橡胶制品。一般说的橡胶，指的是软橡胶。橡胶的硬度为邵尔A型35~90，抗拉强度为(19．6～24．5)MPa，是45号钢的1／27，延伸率为500％~700％，是45号钢的(31．25~43．75)倍；导热系数为0·21W／mK，是45号钢的1／239；弹性模量为(1．9～3．9)MPa，约为钢铁的1／50000。橡胶在(一50～150)℃温度范围内，具有良好的弹性、柔顺性、易变性和复原性。由于橡胶的性能，不仅切削加工性很差，而且磨削加工性也比较差。磨削橡胶有以下特点：  

    (1)易堵塞砂轮。由于橡胶的硬度极低，弹性模量极小，磨屑的厚度很小，容易把砂轮磨粒问的空隙堵塞，使砂轮失去切削能力。

    (2)磨削时温度高、气味大。由于橡胶的耐热不高，导热系数低，磨削区温度较高。在磨削高温作用下，橡胶的气味大，污染空气。在于磨削时，磨屑飞扬。

    (3)不能使用含油的磨削液。因为橡胶接触油类，易膨胀变形。因此，磨削橡胶时，不能使用含油的乳化液等磨削液。

34．怎样选择磨削橡胶的砂轮、磨削用量和磨削液?

    (1)砂轮。根据橡胶的磨削特点，为了防止磨屑堵塞砂轮气孔，应选用中等粒度陶瓷结合剂的大气孔砂轮。一般情况下，磨料最好为黑碳化硅(C)，这种磨料呈黑色，硬度比白刚玉高，棱角锋利，导热性好。如没有黑碳化硅砂轮，也可用其它磨料的砂轮。粒度为36#较粗的粒度。在成形磨削或磨螺纹时，一般选用60#粒度的砂轮以保持砂轮的形状。砂轮硬度为软类的砂轮。

    (2)磨削用量。砂轮速度为(25～30)m／s，工件速度为(15～20)m／min，纵向进给量为(20～40)mm／min，磨削深度为(0．05～0．4)rnm。在磨削螺纹时，在牙高小于5mm时，可以一次走刀磨出。这时的工件速度应在10m／min以下。采用磨削法加丁橡胶的各种螺纹，不仅效率高、质量好，而且操作简便。

    (3)磨削液。采用苏打1％+亚硝酸钠0．25％～0．5％+甘油0．5％～1％+余量的水。将上述溶液配好后，再加100倍的水稀释。磨削时磨削液的流量为(80～1。0)I。／min，就能冲刷砂轮上的磨屑，降低磨削温度，操作者也闻不到磨削橡胶的臭味。

35．紫铜有哪些磨削特点?

    紫铜在常温下硬度很低(HB35～45)，抗拉强度为240MPa，延伸率为50％，导热系数很高(393w／m·K)，又有极好的绝磁性能，而广泛应用于电子元件。但对它进行磨削，容易产生划伤、热变形和砂轮严重被磨屑粘附。因而，磨削紫铜比磨削其它材料困难得多。但是，只要根据紫铜的性能，合理选择磨削条件及参数，这些问题还是可以解决的。具体分析其磨削特点：

    (1)工件表面划伤。磨削紫铜时，在工件表面上断断续续地呈现出一道道沟状凹痕，用手摸有粗糙感，一般深度为(0．5～17)μm。这种划痕与砂轮粒度的大小和结合剂有关，与砂轮的磨料无关。它是由砂轮脱离下来的自由磨屑落人磨削区划伤工件所致。防止的方法是，在精磨时，选用细粒度、石墨结合剂的砂轮，并在磨削液中添加一定数量的皂化油，与水的比例为1：32，即可防止划伤。

    (2)砂轮粘附性磨损严重。这是紫铜难于磨削的主要问题。紫铜的硬度只有HB35～45，是一种超软金属，而砂轮磨粒的硬度高达HV2000～2700，两者相差几十倍。因此，紫铜的磨屑容易嵌入砂轮的容屑空隙，粘附在砂轮工作表面上，使砂轮丧失磨削能力。此种砂轮粘附磨损现象，是磨削紫铜等硬度低、塑性高材料的一种现象。如果用粒度60#的砂轮，磨削深度为0.01mm／dst时，则大约5次砂轮因粘附堵塞而将丧失磨削能力，就必须修整砂轮，致使砂轮的耐用度很低。砂轮粒度越小，硬度越高，组织越紧密，砂轮表面越平滑，砂轮的耐用度就越低。因此，为了减小砂轮的粘附磨损，必须合理地选择砂轮，在磨削过程中注意冷却液的浓度和流量。

    (3)易发生烧伤与热变形。紫铜是一种热敏性较强的材料。它的导热系数很高，为393w／m·K，是45号钢的7倍。线膨胀系数为16．4×10¯6／℃，是45号钢的1．5倍，在磨削热的作用下，产生热变形。当砂轮钝化后，使砂轮和工件表面摩擦加剧，这种现象最为严重，而且会产生烧伤。所以在磨削紫铜时，除保持砂轮锋利外，还必须白始至终供给充足的冷却液。

36．怎样选择和修整磨削紫铜的砂轮?

    (1)砂轮的选择。根据紫铜磨削特点，为了避免刻人性划伤，应选用树脂结合剂或石墨结合剂的刚玉类或碳化硅为磨料的砂轮为好。粗磨时砂轮粒度为60#～80#，砂轮硬度为K。精磨时，采用石墨结合剂为好。因为石墨结合剂富有弹性，具有一定的抛光性能，可使工件表面磨后的粗糙度达到Ra0.025μm。在无条件的情况下，也可采用刚玉类中等的组织、陶瓷结合剂的大气孔砂轮。不管采用哪种砂轮，冷却润滑液都必须严格过滤。砂轮磨料的粗细，将直接影响磨削后的工件表面质量。有时为了进一步降低磨削后的表面粗糙度，可采用粗度小于wl的大气孔砂轮，作为最后精磨。为了保证紫铜的磨削质量，粗磨的质量对精磨的质量影响很大。所以，要求粗磨的质量要好，不得留有磨削缺陷。

    (2)砂轮的修整。决定紫铜磨削表面粗糙度的一个主要因素，是修整后的砂轮表面的微刃等高性。粗磨时，采用一般磨削的砂轮修整参数就可以。精磨时，必须注意砂轮未达到全粘附磨损时，就必须对砂轮进行修整。为了获得好的微刃等高性，采用单颗粒、顶角为70°～80°的金刚石笔，在小于0．001mm的进给量下，工作台往返一次，再空行程一次。这样修整后的砂轮，可以磨出的工作表面粗糙度Ra为(0.05～0．025)μm。 nextpage

37．磁钢在磨削时有哪些特点?

    磁钢是磁合金的总称，是现代最重要的永磁材料。它具有良好的磁性，在机电工工业中得到广泛的应用。常用的磁钢有Al—Ni—C05和Al—Ni—C08两种，通常称为五类磁钢和八类磁钢。

    磁钢的磨削特点：磁钢具有硬脆的性能，在磨削过程中易产生破裂、烧伤和崩边等现象。特别是在砂轮行出工件时，最容易产生。五类磁钢比八类磁钢的加工性稍好一些，而八类磁钢的磨削加工性就比较差。八类磁钢的晶格有明显的方向性和定向导热性。在磨削过程中所产生的缺陷与结晶方向有密切的关系。在磨削的方向与柱状结晶组织的方向一致时，磁钢体的锐边角，几乎不产生崩边现象，即使有也很小。当磨削的方向与柱状结晶组织方向垂直时，在砂轮磨出处就会产生崩边，严重时会造成片状剥落。所以磨削磁钢这种硬脆材料与磨削其他材料不一样，应采取相应的措施予以防止。

38．怎样磨削磁钢?

    磨削磁钢，一般采用绿碳化硅或刚玉为磨料的砂轮，磨料粒度为46~60#，硬度为J和K的大气孔的砂轮。还可以采用绿碳化硅砂轮开槽进行间断磨削，如图2-35和图2-36所示。在碳化硅砂轮上开槽磨削磁钢等硬脆材料的效率，可比用不开槽砂轮的磨削效率高4倍以上，表面粗糙度可达Ra(O.8～0.4)μm，精磨时可达Ra0.1μm左右，而且磨削无裂纹，砂轮的耐用度高，还可在磨削过程中不用修整砂轮。在砂轮上开槽，要求对称，在90°内不等分，以免引起砂轮不平衡和磨削中共振。

      在磨削时，为了防止裂纹、烧伤和崩边等缺陷，应用比磨削一般材料小的进给量，并加大冷却液的冲洗。砂轮速度为(30～35)m／s，磨削深度为(0.005～0.01)mm。外、内圆磨的纵向进给量或平磨时横向进给量，比磨削一般材料小些。为了防止砂轮行出时磁钢崩边，在平磨时，可在工件两端放两块普通钢件板防护，如图2-37所示。并在磨削过程中，保持砂轮锋利，使砂轮和工件接触时有一种“沙沙”的声音，这样才能磨出质量良好的工件。当砂轮与工件接触时，发出沉闷的“嗡”声，就说明砂轮已磨钝，应及时修整砂轮。

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39．怎样磨削热喷涂(焊)材料?

    热喷涂(焊)材料，大多是多组元高强合金，经高温、高速喷射到工件表面上，使工件表层的硬度、耐蚀性、耐磨性和耐热性大幅度提高，而得到较为广泛的应用。铜基、铁基粉末喷涂层的硬度小于HRC45；钴基、镍基粉末喷涂层的硬度大于HRC50；而钴包WC、镍包WC、镍包Al_{2O3喷涂层的硬度大于HRC65。由于喷涂层的硬度高、耐磨损、厚度较薄，在切削力和切削热的作用下易剥落，切削较为困难和极为困难。 除切削加工外，大多数情况下，为保证加工表面质量和加工精度，采用磨切加工。}

    根据热喷涂材料的磨削加工性，热喷涂(焊)材料可分为两大类：一类是以钨钼、陶瓷为主体，其特性是硬而脆，用绿碳化硅和金刚石砂轮磨削，磨时与磨削硬质合金和陶瓷差别不大。另一类则是以镍、铬、钒、钛、铝、钴、锰、铌为主体，其特性是韧而粘，用刚玉类砂轮和立方氮化硼砂轮磨削。但用立方氮化硼砂轮磨削这类材料，可以获得显著的效果。见表2—26。人造金刚石磨料JRC适用于磨削高硬度、高韧性耐磨材料，尤其适用于磨削钢结硬质合金、镍铬硼硅、碳化钨系热喷涂层。在用JRC砂轮磨削这些材料时，砂轮不易堵塞，磨削温度低，砂轮能长时间保持锋利，而且砂轮磨耗小，很少有烧伤、裂纹和表层组织变化，工件表面质量好。表2-27是JRC与其它磨料磨削喷涂(焊)材料的磨削效果对比。

40．采用电解磨削热喷涂(焊)材料有哪些特点?

    高硬度热喷涂(焊)材料的磨削，只有采用金刚石或立方氮化硼砂轮的情况下，才能获得较好的磨削效果，但生产效率还不是很高。如采用电解磨削，可以使生产效率大幅度地提高。特别是在磨削内孔时，其效果更为显著。采用电解磨削热喷涂(焊)材料具有以下特点：

    (1)生产效率高。可采用较大的磨削用量，特别是磨削深度可比一般磨削大，其生产效率可比一般磨削高(3~5)倍。

    (2)磨削表面质量好。磨削内孔的尺寸精度可达IT7级，表面粗糙度可达Ra1.25μm，磨削表面不易产生烧伤和裂纹。

    (3)经济性好。电解磨削时的砂轮磨耗小，磨内孔时的磨削比为400。

    (4)加工范围广，适用性强。可磨削各种导电的高硬度热喷涂(焊)材料。

    电解磨削使用的是金刚石青铜结合剂的导电砂轮，被磨削材料也必须能导电。电解液是电解磨削中影响生产效率和加工质量的主要因素，电解磨削热喷涂(焊)材料效果较好的电解液为磷酸氢二钠3％~5％+亚硝酸钠2％+硝酸钾2％+水91％~93％，pH为8~9。这种电解液的亚硝酸钠和硝酸钾起导电和氧化作用，磷酸氢二钠在水溶液电离后，使溶液呈弱碱性(pH8~9)，有利于氧化物的溶解，而加速电解过程，获得大的电流效率，使加工效率提高。

    电解磨削热喷涂(焊)材料的电流、电压参数为：粗加工时，电压(10~15)V，电流密度为(20~30)A／cm²。精加工时，电压为(6～8)V，电流密度为(10~15)A／cm²。

41．工程陶瓷有哪些性能和磨削特点?

    工程陶瓷具有高抗压强度、高硬度、高耐磨性、耐高温、耐腐蚀、低密度、低线膨胀系数和低导热系数等优良性能，已越来越多地应用于化工、冶金、电子、机械、航天及核动力等领域，成为现代工程结构材料之一。工程陶瓷除易切陶瓷外，它的硬度为Hvl500～2800，是淬火钢的1倍以上；其抗拉强度和抗弯强度低于一般金属材料，其抗压强度高于金属材料。耐热性为(1200~1500)℃，不仅能保持较高强度，而且还有较好的抗热冲击性。T程陶瓷的密度除ZrO26.05g／cm³外，其余仅为一般钢铁的l／2~1／3。线膨胀系均比一般钢材低，有的则为一般钢材线膨胀系数((10.98~12.18)×10¯6／℃)的1／4～1／3。弹性模量比一般钢材高(1.5~2)倍左右。工程陶瓷的塑性极差，韧性极低，在受载荷时未发生塑性变形就在很低应力作用下断裂，它的断裂韧度仅为碳钢的l／100～l／10。由于工程陶瓷的性能的影响，在磨削过程中有以下特点：

    (1)砂轮磨损大，磨削比小。工程陶瓷的去除机理是脆性破坏，这与磨削金属不同。金属材料是塑性变形生成连续切屑而去除的。而工程陶瓷则是靠脆性龟裂破坏产生细微粉末状切屑而去除。粉末状的切屑容易磨去砂轮上的结合剂，造成砂轮的金刚石颗粒脱落，而加快砂轮的磨损。被磨削的陶瓷材料断裂韧度越大，磨削时磨削力就越大，砂轮的磨损就越严重。这不仅造成磨削时的效率较低，而且磨削比也小。采用金刚石砂轮磨削陶瓷的磨削比是磨削玻璃磨削比的1／30。

    (2)磨削力大，磨削效率低。陶瓷材料在磨削时，切向磨削力Fc与径向磨削力Ep的比值，比磨削钢时(Fc／Fp-0.3～0.5)小得多，一般为Fc／Fp <0.1。由于陶瓷材料的硬度很高(HVl500～2800)，磨削它时的径向磨削力Fp大，作用在砂轮轴上的力也就大，轴的弹性变形也相应增大，容易产生振动而影响工件表面的磨削质量，降低磨削效果。

    (3)磨削后陶瓷零件强度降低。陶瓷零件的强度随磨削条件的变化而变化。影响零件强度变化的因素有砂轮的粒度、载荷作用的时间与周围的气氛等。磨削后零件表面粗糙度值大，零件的抗弯强度就低。载荷时间越长，陶瓷零件的断裂应力越小，强度也越低。这是因为陶瓷的硬度高、韧性很差，与其它硬脆材料一样，对零件的表面非常敏感，对零件的质量将直接影响它的力学性能。 nextpage

42．屠削工程陶瓷时怎样选择砂轮?

    工程陶瓷是硬度高、脆性大的材料。磨削时是靠砂轮磨粒切削刃瞬间冲击工件表面材料，使材料内部产生裂纹，产生脆性破坏而形成切屑而使材料去除的。因此，应选用磨粒强度高、韧性大、破碎性最小的金刚石砂轮。

    金刚石磨粒有天然金刚石磨粒(D)、人造金刚石磨粒(SD)和镀镍或铜的包衣人造金刚石磨粒(SDC)。天然金刚石资源少，价格很贵，因此金刚石砂轮多用SD和SDC制造，而且每个磨粒上的切削量比较大，刃口的圆弧半径比较小，故磨削性能较好。

    金刚石磨粒的种类，一般应根据砂轮的结合剂和被磨的工件材料作相应选择。树脂结合剂用较脆的磨粒。金属结合剂用强而韧的磨粒。树脂结合剂用SD磨粒，这种磨粒的显微组织是不规则的晶体，性质脆弱，破碎性大。金属结合剂用的SD磨粒，其显微组织为短粗块状结构，性质强韧，破碎性小。SDC磨粒是在SD磨粒上镀镍或铜，可以减少磨粒表面的缺陷，并增大磨粒表面积来增大磨粒的保持力，这种磨粒用的很多，在磨削AL_{2O3陶瓷时，磨削效率比使用SD磨粒高两倍。}

    磨削工程陶瓷时，应根据陶瓷材料的种类选择不同结合剂的金刚石砂轮。一般情况下，金属结合剂砂轮适于磨削AL_{2O3、SiO2等氧化物系陶瓷材料。树脂结合剂砂轮适于磨削Si3N4、SiC等非氧化物陶瓷。}

    用金属结合剂砂轮磨削气孔率较大的76％AL_{2O3陶瓷时，单位宽度切除率约为树脂结合剂砂轮的两倍。而用金属结合剂砂轮磨削SiC陶瓷的效果不如树脂结合剂砂轮。原因在于磨削这种高硬度陶瓷时，磨粒切削刃的磨损比结合剂磨损快，易引起“钝齿”现象，故应用树脂结合剂金刚石砂轮，效果较好。}

43．磨削工程陶瓷时怎样选择磨削用量?

    采用金刚石砂轮磨削工程陶瓷的磨削用量的选择合理与否，将对磨削热、磨削力、磨削比、砂轮的磨损与工件表面质量有直接关系。一般采用较小的磨削深度和工件速度，以减少每颗磨粒的切削厚度，而使磨削力和磨削热减小。

    (1)外圆磨削用量。砂轮速度为(25~30)m／s。工件速度为(10~12)m／min．磨削深度粗磨为0．03mm／st，精磨为0．01mm／st；纵向进给量粗磨为3／6B，精磨为1／12B。

    (2)内圆磨削用量。砂轮速度为(20~25)m／s。工件速度为(15~25)m／min。磨削深度粗磨为0．015mm／st，精磨为≤0．01ram／st；纵向进给量粗磨为3／3B，精磨为1／6B。

    (3)平面磨削用量。在用卧轴矩形工作台平面磨床时，砂轮速度为(20~28)m／s。工作台速度为(12～15)m／min。磨削深度粗磨为0.03mm／st，精磨为≤0.01mm／st，横向进给量为≤1／4B。

44．提高陶瓷材料磨削效率的方法有哪些?

    (1)采用新型金刚石砂轮磨削。推广和使用新型金刚石砂轮，是提高陶瓷材料磨削效率的有效途径。如特殊填料的砂轮(见图2—38)，它是在砂轮结合剂中渗入一种特殊填料。用它磨削Si_{3N4陶瓷平面时，磨削比大幅度提高，同时也解决了原金属结合剂砂轮锋利度差的问题。}

    还有铸铁结合剂砂轮。它与树脂结合剂砂轮相比，允许大的磨削深度，磨削比也大。在磨削Si_{3N4和zrO2陶瓷时，其磨削比分别是树脂结合剂砂轮的4倍和3倍。铸铁结合剂砂轮价格便宜，砂轮修整也容易，修整效率比青铜结合剂砂轮高75％。试验证明，羰基铁粉的加入增大了磨粒的保持力，游离片状石墨的存在，起到了润滑减少摩擦的作用。因此，铸铁结合剂金刚石砂轮是一种很有发展前途的新型结合剂砂轮。}

    (2)复合磨削法。此方法是在砂轮侧面进行放射状导电处理，使砂轮和工件之间产生脉冲放电。靠砂轮机械去除和电熔法去除材料的复合磨削法。用此方法磨削陶瓷，使工件表面磨削缺陷小，磨削效率高。

    (3)砂轮电解磨削。砂轮电解磨削是利用电解原理，使用铸铁基的金刚石砂轮，磨削困难的硬脆陶瓷材料磨削过程中，不断对砂轮结合剂进行电解，使磨损的金刚磨粒脱落，保持砂轮始终锋利。这种磨削方法使砂轮磨粒切人性好，磨削力小，磨削温度低，磨削表面质量好，其效率也高，工件表面粗糙度可以达到镜面。

45．超高强度钢有哪些·眭能和磨削特点?

    高强度钢是指那些具有很高的强度和较高的硬度，又有很好的韧性和塑性的合金钢。经调质处理后，具有很好的综合力学性能。其抗拉强度σb>1200MPa时，称为高强度钢。抗拉强度万σb >1500MIa时，称为超高强度钢。

    超高强度钢，视其合金含量的多少，可分为低合金(<6％)超高强度钢、中合金超高强度钢和高合金超高强度钢三种。含一种合金元素的高强度钢和超高强度钢有铬钢、镍钢、锰钢等。含两种合金元素的合金钢有铬镍钢、铬锰钢和铬钼钢等。含三种以上合金元素的合金钢有铬锰硅钢、铬镍钨钢、铬镍钼钢、铬锰钛钢、铬锰钼钒钢等。

    高强度钢和超高强度钢的原始强度和硬度并不高，但是经过调质处理后，可以获得达1950MPa高抗拉强度，硬度在HRC30～50，断裂韧度大于正火的45号钢，延伸率为3.5％～14％，冲击值为(22.6～88.3)J／cm²，断面收缩率为14％～52％，导热系数为45号钢的一半左右。此类钢在磨削时有以下特点：

    (1)磨削力大。超高强度钢的抗拉强度σb >1500MPa，硬度较高，在磨削时摩擦和变形抗力大，在磨削时磨削力大，在相同的磨削条件下的单位宽度磨削力是磨削45号钢的1.5倍左右。

    (2)磨削温度高，易产生烧伤。由于超高强度钢的磨削力比一般钢大得多，所消耗的机械功90％以上转化为热量，加上超高强度钢中的Ni、Mo、Si，这些合金元素使钢的导热系数显著降低，约为45号钢(50.2w／m·K)的1／2，使磨削区的温度不易传出，而造成磨削超高强度钢的磨削温度高，极易产生磨削烧伤。

    (3)磨削表面加工硬化。根据超高强度钢的性能，不仅硬度较高、强度很高，而且具有良好的韧性和塑性。在磨削时，工件表层在砂轮磨粒的摩擦和挤压下产生较大的变形，变形区的晶格严重扭曲，使磨削表面和已磨削表面产生硬化，硬化层深度可达(0.01～0.02)mm。 nextpage

46．怎样择磨削超高强度钢的砂轮?

    由于超高强度钢的性能与磨削特点，磨削时，应选用刚玉类磨料的砂轮。如白刚玉、单晶刚玉、棕刚玉和微晶刚玉。一般的情况下。选用白刚玉为磨料的砂轮。单晶刚玉与白刚玉相比较，其磨削力可降低20％左右，而且工件表面粗糙度也比白刚玉磨料的砂轮低。

    立方氮化硼为磨料的砂轮，用来磨削超高强度钢，具有十分优良的磨削性能，其不仅磨削力低(约白刚玉砂轮的1／3左右)，磨削温度低，砂轮寿命长，而且可避免磨削烧伤。

    砂轮的粒度为46#、60#，硬度为H、J、K较软的砂轮，结合剂选用陶瓷结合剂。

47．怎样选择磨削超高强度钢的磨削用量?

    磨削超高强度钢时的磨削用量大与小，将对磨削力、磨削温度和工件磨削后的表面质量有很大影响。提高砂轮速度，可使磨削力减小，但使磨削温度增高。增大磨削深度，磨削力和磨削温度都增大，工件还易产生磨削烧伤。砂轮速度和磨削深度增大，磨削表面残余拉应力将增大。所以在磨削超高强度钢时的磨削用量应稍小一些，砂轮速度一般不超过30m／s，磨削深度一般小于0.02mm，精磨时的磨削深度αp≤0.01mm。

    (1)外圆磨削用量。砂轮速度为(20～28)m／s；工件速度为(20～30)m／min；粗磨时的磨削深度为0.02mm，精磨时的磨削深度为0.01mm；工件纵向进给量为(1／8～l／4)Bmrn／r，精磨时取小值。

    (2)内圆磨削用量。砂轮速度(20～30)m／s。工件速度为(20～28)m／min，磨削深度为(0.05～0.01)mm／dst，，纵向进给量为(1／6～l／3)Bmm／r。

    (3)平面磨削用量。砂轮速度为(15～30)m／s。工作台速度(15～25)rn／min；磨削深度为(0.01～0.025)mm，精磨时取小值；横向进给量为(1／10～1／4)Bmm／dst，。

    磨削超高强度钢的磨削液，应采用导热率高的水基磨削液较好，有利于降低磨削温度，减小和防止烧伤。

48．磨床精度对工件的加工精度有哪些影响?

    磨床的几何精度、刚度、热变形、运动稳定性和抗振性等，将对工件的加工精度直接产生影响。

    (1)磨床的几何精度。磨床的几何精度，是指不承受负荷的情况下，各部件的运动精度和相互位置精度。把机床制造得绝对精确是不可能的，总有不可避免或多或少的误差存在。这种误差将在工件加工时不同程度反映到工件上来，而影响其工件的加工精度。一般有主轴的径向跳动和轴向窜动，工作台等运动部件移动的直线度，工作部件的相互位置误差和传动误差等。

    砂轮主轴的径向跳动和轴向窜动及磨床头架运动误差大，不仅影响磨削后的工件表面粗糙度，还会使工件产生不圆度和端面跳动，造成磨削过程中火花不均匀。工作台移动在垂直面不垂直时，在内、外圆磨床上，影响工件母线的直线性，在平面磨床磨削平面，造成工件平面度误差大。外圆磨床的砂轮主轴轴中心线和内圆磨床砂轮轴轴中心线与工件头架轴中心线不等高，在磨削内、外锥体时，工件母线是双曲线。砂轮主轴轴中心线对工作台移动方向不平行，影响磨削后的工件端面平直度。磨床的传动误差，对螺纹磨削和齿轮磨削的加工精度影响很大。

    (2)磨床的刚度。它是指磨床承受外力(磨削力)时，其部件抵抗变形的能力。也即是在同样的磨削力的情况下，部件变形越小，表示刚度越大。反之，部件变形大，表示此部件刚度就小。这些变形的大小，破坏了磨床静态的原始几何精度，将引起工件的加工误差的大小。所以刚度好的机床，工件的加工精度高。

    (3)热变形。磨床内部的热源分布不均匀，各个部位在运动中产生的热量多少也不同，外界热源对机床各部位的影响也不一样，零部件因材料不同的热膨胀系数也不相同，造成机床各部分不同的微量变形，使机床原始几何精度下降，而影响工件的加工精度。所以精密磨床最好安装在恒温室使用，以防止温度的变化对机床和工件的精度产生影响。

    (4)磨床运动部件爬行。磨床工作台砂轮架等运动部件在作微量周期进给或低速连续移动时，出现运动不均匀的现象，通称为爬行。当磨床有这种现象发生时，使磨削过程中的进给不均匀，而影响工件磨削表面粗糙度。

    (5)磨床的振动。磨床在磨削过程中产生振动，使砂轮和工件问相对位置发生周期性的变动，使工件表面产生振纹，严重影响加工质量和精度。

    要提高磨削后的工件精度，除努力消除上述因素的影响外，还必须注意工件加工过程中定位基准的合理选择、装夹方法、砂轮的选择与正确修理、合理选择磨削用量和工艺方法。

49．提高磨削效率有哪些措施?

    (1)选择切削性能好的磨料和合理特性的砂轮。采用切削性好的金刚石、立方氮化硼、单晶刚玉、微晶刚玉和铬刚玉等磨料。在满足工件表面粗糙度的情况下，尽量选用粗粒度的砂轮。采用自锐好、强度高的树脂结合剂的砂轮，以保持砂轮的锋利。选用适当硬度的砂轮，以减少修整砂轮的时间。采用组织疏松的砂轮，以有利于磨粒切人工件，可增大磨削深度和进给量，而且还可以防止工件烧伤和变形，特别是在磨削热敏性大的材料和工件时，具有良好的效果。

    (2)采用高强度砂轮进行高速磨削。当砂轮速度提高以后，单位时间通过磨削区的磨粒数量大大增加，如果保持每颗磨粒的切削厚度与普通磨削一样，其进给量可大大增加，而提高生产效率。试验证明，当砂轮速度从20m1／s提高到90m／s时，金属切除率可提高10倍，砂轮耐用度可增加(100～1000)倍，法向磨削力可降低近80％，磨削单位体积金属的时间可减小90％。砂轮速度提高1倍，工件表面粗糙度Ra可降低50％。

    (3)在机床允许的条件下，采用宽砂轮磨削。此种磨削增大了同时参加磨削的砂轮面积，减小工作台纵向行程长度，或采用切入磨削，增加仿形修整砂轮后，还可进行成形磨削，其效率远高于一般磨削。

    (4)采用强力磨削。强力磨削是采用大功率驱动，加大磨削负荷，以获得高金属切除率为主要目的的高效率磨削方法。它包括大切深平面、外网磨削、立轴平面磨削和深切缓进给磨削。这种磨削，可以直接将毛坯磨削至成品，其金属切除率可达180kg／h以上。

    (5)采用砂带磨削。由于砂带的长度和宽度都比砂轮大得多，大量锋利的磨粒同时参加切削，因而磨削效率高，磨除金属量大，比一般的磨削效率高(5～20)倍，而且还不易产生烧伤等磨削缺陷。

    (6)采用多砂轮磨削、组合砂轮磨削、电解磨削和电解砂轮磨削，也可成倍的提高磨削效率。

50．降低磨削工件表面粗糙度有哪些措施?

    磨削加T时，除磨床精度外，可以采用以下的措施来降低加工表面粗糙度：

    (1)采用切削性能优良的金刚石、立方氮化硼和新的刚玉磨料。

    (2)在工件表面粗糙度达不到要求时，采用较细粒度的砂轮。如用w20～w10粒度树脂结合剂加石墨填充剂的刚玉砂轮，经过合理修整，能达到镜面磨削的粗糙度。采用46#～80#“硬度为K陶瓷结合剂的砂轮，在调整好机床和仔细平衡砂轮后，精细地修整砂轮，以使砂轮获得良好的微刃性和微刃等高性，使用清洁的冷却液，也能达到Ra (0.025～0.012)μm的粗糙度。

    (3)树脂结合剂添加石墨填充剂。这种结合剂和填充剂的砂轮，不仅具有弹性抛光作用，而且具有良好的润滑作用，因而磨削表面粗糙度可达Ra(0.025～0.012)μm，适用于工件的精磨。如采用石墨砂轮进行导电磨削硬质合金、耐热钢等难加工材料，不仅效率高、精磨度低，而且可避免烧伤。

    (4)在砂轮中浸入硬脂酸和油脂酸的混合物，能在磨削过程中起润滑和抛光作用，在湿磨的条件下，可降低工件表面粗糙度。