32A 是由未经过机械性粉碎来制作的砂粒组成具 有非常高的韧性。 PW 为含有氧化铬的砂粒、耐热冲击性能很好适 用于加工不锈钢材料的工件。
砂粒的种类(2)
碳化硅系列砂粒 GC 具有高强度低韧性的特点、砂粒具有微 小破碎的效果可以得到非常好的加工面。 混合砂粒 19A等 为了最大限度地发挥各种材质的砂 粒所具有的特性而混合加工成的、根据加工 方法等不同进行不同的配方。
• 桥的强度，形状等物理特性是选择结合剂的重要因素之一， 与砂粒的反应性（湿性）等化学特性也不能无视。
• 另外，烧结过程中的热膨胀，伸缩等性能在选择结合剂也 需要充分考虑。
气孔
• 对工件进行研磨的最重要部分是砂粒，固定砂 粒的是结合剂。与砂粒，结合剂相比起到辅助作 用的是气孔，因为气孔的存在使砂轮发挥更好的 性能。
择小，通常在5°~10°之间较为合适
四、超精加工工艺参数的分析与选择
2）油石的振动频率 油石振动频率的高低是决定超精加工效
果的关键因素。振动频率高，磨粒对工件 的切削次数增加，切削作用强，反之就弱。
四、超精加工工艺参数的分析与选择
3）油石的振幅 油石的振幅越大，切削作用越强，生产效
掌握球轴承超精技术
制造部 12月1日
砂轮的基础理论
§１．砂轮的基础理论 砂轮是由许多刀刃（砂粒）所组成的结合体。 与利用单一车刀对工件进行加工的车削加工
相比，用砂轮进行加工的方法被称为研磨加工， 即用许多的刀刃对工件进行加工。
对精度要求高的产品，比如汽车，轴承，光 纤制品等领域的产品加工，均采用砂轮进行研磨 加工。
• 但是，在砂轮表面的砂粒均钝化后就会影响研磨效果，发 生加工精度的恶化现象。
• 砂粒的刀刃处于锋利状态，具有高的研磨能力 • 为了改善砂粒的钝化引起的研磨效果下降现象，可以进行
修整（使新的砂粒露出表面）。
研磨砂轮（２）
• 砂轮切削原理图
砂粒
结合剂
研磨
修整
• 修整指的是整形，研磨工件等工序中所损耗的砂粒，利用钻石等将砂 轮表面的砂粒重新恢复到可以正常研磨工件的状态的工序。
② 修整之后 修整为正常状态的刀刃
③ 研磨加工开始后
研磨液
研磨液（冷却液）的作用是抑制研磨的发热（抑 制工件的热变形，对砂粒刀刃进行冷却），除去 研磨碎屑，提高研磨效率及加工精度。 a) 油性研磨液
抑制研磨热的效果良好，容易渗透入砂粒与工 件之间（接触面），提高切削度及加工精度。 b) 水性研磨液
砂轮的组织结构
砂轮由砂粒・結合剂・气孔三部分组成。
砂粒是砂轮的刀刃，对工件进行研磨。结合剂是将砂粒固定， 维持砂轮的形状。 气孔的作用是排除切削碎屑及起到冷却作用以防 止过热。砂粒
结合剂
砂粒 气孔
砂粒的种类 (1)
• 熔化铝金属系列砂粒 A 因含有氧化钛，故具有强韧的高強度、可适 用的研磨加工范围较广｡ ＡＬ2Ｏ3的纯度在99.6% 以下 WA 为高純度的铝材质，具有良好的切削性能， 为白色的砂粒。ＡＬ2Ｏ3的纯度在99.7%以上
气孔 砂粒
结合剂
桥结构示意图
结合剂（２）
• 砂粒以桥结构结合，产生砂轮的三大组成部分之一的气孔， 并且作为研磨刀刃的砂粒露出砂轮表面的量要比其他的结 合剂来得多。
• 桥结构的桥的粗细，长短会影响研磨的切削度及加工粗细。 桥长的话，即表示砂粒间的距离长，切削得快。桥细的话， 砂粒的突出量较多，结合剂与被研磨的工件之间的摩擦减 少，可以有充分的研磨能量传递到被加工工件上。
• 残留着修整时所产生的碎屑磨损后的刀刃
• 修整前的砂粒的刀刃处于钝化状态，其切削度不好。修整后虽然刀刃 已经修理整齐，但是修整碎屑卡在刀刃之间，切削度仍然会感觉到未 被改善。随着研磨使用的开始，卡在刀刃之间的碎屑被除去，切削度 也会随之被改善。
磨损后的刀刃
残留着修整时所产生的碎屑
① 修整之前 砂轮修整过程
• 气孔的作用是抑制工件研磨时的发热及除去研 磨碎屑，气孔的大小及数量会对砂轮的性能造成 很大的影响。
• 自然气孔 指砂粒，结合剂在混合，搅拌， 烧结的过程中自然生成的气孔。
• 砂粒与结合剂进行混合搅拌及整形后，原料的 砂粒与砂粒，砂粒与结合剂，结合剂与结合剂之 间会产生空间，这就是气孔。
研磨砂轮（１）
抑制研磨热效果及渗透效果不如油性研磨液， 但是没有着火的危险，研磨后的工件清洗也容易。 （但是，必须注意浓度的管理）
一、超精加工的作用
• 1、降低沟道表面粗糙度值； • 2、降低沟道的圆度、波纹度； • 3、提高沟道截面的几何精度； • 4、改善沟道表面的物理力学性能。
二、超精研的特点
超精研是指在良好的润滑条件下，工件以一定的速度 旋转，同时用细粒度的油石以一定的压力压向工件加工表 面，并且在垂直于工件旋转方向作往复振荡运动的一种加 工方法。具有以下特点： 1）能有效地减少波纹度 2）改善沟道的沟形误差 3）能使被超精表面产生压应力 4）降低沟道表面粗糙度 5）能使沟道工作表面的接触面积增加
三、超精加工过程分析
超精加工一般可分为三个阶段： 1、切削阶段 2、半切削阶段 3、光整阶段
四、超精加工工艺参数的分析与选择
1）切削角 切削角指加工表面上某点的切削速度方
向和该点的实际运动方向之间的夹角 经验：
粗超加工时以去除磨削变质层和加工余量为主，切削 角应该选择大，一般取20°~40°
精超加工时以降低表面粗糙度值为主，切削角应该选
结合剂（１）
• 以天然的长石，陶石等为主要原料，利用高温烧结的方式 将砂粒坚硬的结合在一起。
• 砂粒以桥结构互相结合，具有非常高的硬度，基本上没有 弹性。桥结构具有很高的研磨能力，可以得到很好的研磨 面。
• 最适用于对研磨工件进行精密加工，其结构的示意图如下
• 熔化后的结合剂与砂粒的 • 表面发生反应形成牢固的 • 桥结构。
• 研磨砂轮指的是用结合剂将作为刀刃的砂粒紧密的结合成 固体，与加工工件接触用于研磨（除去金属）的物体。研 磨量砂粒结合剂对金属进行研磨的过程中，砂粒起到刀刃 的作用，砂粒不会发生脱落。
• 随着研磨掉金属的量的增加，对刀刃的负担（负荷及热冲 击）增多，引起刀刃的钝化。砂轮是由许许多多的砂粒 （刀刃）所组成的，虽然少量的刀刃有些钝化，剩下的砂 粒仍保持对工件的研磨能力。