外圆磨削时切向磨削力的实验式为：
Ft
k0
ae
s
w
a
bs
式中： k0 --- 与磨削条件有关的磨削常数
不同学者研究的影响磨削力因素的指数
研究者 Salje Masslow
α
β
γ
δ
ε
0.45 0.45 0.45 0.45 -0.4 0.4 0.4 0.4 -0.43 0.43 0.43 0.43 --
0.6 --
0.7 0.7 --
Arzimauritch 0.6 --
0.4 0.37 --
Koloreueitch 0.5 0.9 0.4 0.6 --
Babtschizwdr 0.6 --
0.75 0.6 --
Norton Co 0.5
0.5 0.5 0.5
渡边
0.88 0.5 0.76 0.62 0.38
教
环节 一
温故知新，储备知识(3分钟)
学 过
分析推导，逐步讲解（20分钟）
环节 二
程 环节 分三
例题讲解，巩固所学(5分钟)
析
理论与实验相结合（15分钟）
环节 四
（一）温故知新，储备知识
问题1：回忆磨削机理与磨削过程，磨粒与工件的 干涉在整个过程中经过了哪几个阶段？
实际生成曲线 实际干涉曲线 理论干涉曲线
4.1.2 磨削力的解析
磨削力是砂轮与工件接触面内各个有效磨粒切刃受力的总和。
一个磨粒切刃与工件之间作用力也可分为三个方向的分力 fn ft fa
概念
比磨削力----垂直于切削方向上的单位切屑面积所受的力
ft
am
由定义得: ft am
若 fn
ft
则 fn ft am
• 在接触弧长 l ，磨削宽度b内，同时进行磨削的切刃数为 j
4.1 磨削力
教材分析 学情分析 教学重难点分析 教法学法分析 教学过程分析
1、教学内容
本节教学设计的内容是磨料磨具选择与
使用第四章1. 1的内容。本节课是第一课时。
教
主要学习两个内容：1）磨削力的各分力； 2）磨削力的解析与实验式。
材 2、地位与作用
分
磨削力是磨削过程中产生的切削力和摩 擦力的总和，它对磨削工艺的制定和磨削表
切削 耕犁 滑擦 磨削表面的形成
设计意 图
学生在上一章学习了磨削机理与磨削过程，现在学习磨削力，磨 削力存在于整个磨削过程中。这是一种推广和拓展的过程,温故 知新，要让学生体会知识的产生、发展过程，从学生现有认知状 况开始，对磨削机理和磨削过程的复习是必不可少的 。
（二）分析推导，逐步讲解
磨削力的产生
难 难点： 点 正确理解磨削力的大小和方向是不断
变化的，并且与磨削参数和砂轮特性密切
相关。
教 法 教法：引导发现法。教学过程中，教师采用点
拨的方法，启发学生通过主动思考、逐步推导
学 来达到对知识的理解和接受，进而完成知识的 法 内化，使书本的知识成为自己的知识。 分 学法：自主探索总结的研讨式学习方法。 析
备注
80K 60L 46L
生产实践中影响磨削力的最主要因素是所选用的工艺
参数，故主要考虑 、s 和w 对a磨e 削力的影响，实验式
为：
Ft
k0
ae
s
w
s w ae
比磨削能 • 比磨削能---磨除工件上单位体积的金属所消耗的能量
U W /V
式中： W --- 磨除 V 体积材料所消耗的能量，单位 J。
速度成正比例关系，与砂轮速度成反比例关系。
Fn / Ft 是由工件 材料决定 的。一般 钢材其值 为1.8-2.5， 铸铁约为3， 硬质合金 约为4
磨削力与切入深度和工件速度的关系
4.1.3 磨削力的实验式
对磨削力进行严格的解析是很困难的，与实验相结合，简 化理论计算则是工程计算中普遍采用的手段。目前已发表了许 多和实验数据相结合的实验式。
lb j w2
那么，磨削力的三个分力可由以上各式导出：
Ft
j
ft
lb w2
am
b
lam w2
bae w s
V
lam
w2 w S
ae
Fn j fn j ft j am bae w s
Fa
j
fa
j
ft a s
bae
w a
2 s
结论
磨削加工的切向力和法向力与磨削宽度、砂轮切入深度和工件
情 削力的组成有了认识和基础。 2、任教班级学生特点：
分
学生基础比较薄弱，学习主动性和自信
析 心不足，在探究问题、合作交流的意识等方 面发展不够均衡，所以必须在老师一定的指
导下才能进行。
重点：
教 1.理解磨削力的组成。
学 重
2.掌握磨削力的各个分力，理解磨削力是 揭示复杂磨削过程及其作用机制的重要方 法之一。
各种磨削加工方式的三个磨削分力
b)
d)
a) 外圆磨削 b) 内圆磨削 c)卧式平面磨削 d)立式平面磨削
一般情况下
Fn Ft Fa
Fn / Ft ----间接说明砂轮工作表面磨粒的锋利程度，
可作为砂轮耐用度的判断依据之一。
磨削过程中，随着磨粒的钝化，F急剧增大，砂轮磨损 加快，系统振动增加，噪声加大，工件表面粗糙度上 升，表面质量恶化。
析 面、亚表面损伤都有影响，也是评价材料可
磨削性优劣的重要指标。通过测量磨削力、
计算磨削力可以进一步认识磨削机理，也可
以通过磨削力来监测砂轮磨损，从而及时修
整和更换砂轮。所以磨削力的学习与研究在
磨料磨具选择与使用中有着重要的地位。
1、认知水平和知识基础
学生上一章刚学习过磨削机理与磨削几
学 何参数，对于磨削过程中磨削力的产生和磨
V --- 被磨除材料的体积，单位 cm3。
则：
U Fts bwae
在不同的磨削方式中，比磨削能的消耗是不一样的 内圆磨，精磨和荒磨
U (J / mm3)
ae / mm
比磨削能与未变形切屑厚度的关系 切屑的大小对比磨削能的影响被称之为尺寸效应。
谢 谢 指 导！
磨削力产生的原因：磨削过程中的切削、摩擦及粘附等现象。
磨削过程： （1）弹性滑擦：摩擦力 （2）塑性耕犁：材料变形力和摩擦力 （3）切削：被切离的磨屑由于强烈的变形会对磨粒产生变形 抗力，磨粒表面与工件已加工表面和磨屑之间产生摩擦力 （4）处于接触区的结合剂也会和工件产摩擦力的总和 ，是 砂轮与工件接触面内各个有效磨粒切刃受力的总和。
4.1.1 磨削力的各分力
总磨削力的大小和方向是不断变化着的，因此其测量和分析很不方 便，可将磨削力分解成互相垂直的三个分力来研究
F Fn Ft Fa
Fn ----法向磨削力。三分力最大，与砂轮和磨粒抗压强度及系统刚性有
密切关系。
Ft ----切向磨削力。直接影响磨削时有效功率的消耗 Fa ----轴向磨削力。总磨削力在砂轮轴线方向分力。