金屬表面打磨拋光磨光加工技術
第一章：概要
一、 金屬表面打磨拋光磨光加工的定義及其地位
1. 金屬表面打磨拋光磨光加工大致分為兩類，研磨和拋光
2. 金屬表面打磨拋光磨光加工機理是微小切削刃（研磨拋光砂粒切削刃）對工件進行微小切削的加工
3. 定義為磨僅僅是由于切削非常細小，一種感覺在磨
二、 金屬表面打磨拋光磨光加工的特點
2. 超精密加工，精度和粗糙度優(yōu)于CNC切削加工
3. 研磨拋光砂粒切削刃有自銳作用，磨損破碎而形成新的銳利的切削刃
4. 斷續(xù)切削中金屬表面打磨拋光磨光力變化很小，不像切削加工，這也是其實現(xiàn)超精密加工的原因之一
5. 研磨拋光砂粒被吃刀量與表面粗糙度成比例關系，金屬表面打磨拋光磨光剛性較大且系統(tǒng)的動態(tài)剛性較小時表面粗糙度就比較小
6. 金屬表面打磨拋光磨光加工的精密程度介于切削加工和研磨加工之間
7. 金屬表面打磨拋光磨光加工超高速、超精密方向發(fā)展，研磨拋光砂粒要求：超硬&&超微粒
三、 金屬表面打磨拋光磨光加工分類
1. 按拋光布輪_拋光麻輪形態(tài)分為：平面金屬表面打磨拋光磨光、外圓金屬表面打磨拋光磨光、內(nèi)圓金屬表面打磨拋光磨光和切割金屬表面打磨拋光磨光
2. 平面金屬表面打磨拋光磨光
1) 使用拋光布輪_拋光麻輪外周進行的加工稱為圓周磨，使用拋光布輪_拋光麻輪端面的加工稱為端面磨
2) 順、逆金屬表面打磨拋光磨光：以工作臺進給運動上的一個金屬表面打磨拋光磨光點為基準，與拋光布輪_拋光麻輪線速度相反的加工為逆金屬表面打磨拋光磨光，反之為順金屬表面打磨拋光磨光
3. 外圓金屬表面打磨拋光磨光
1) 一般分為圓筒金屬表面打磨拋光磨光和外圓無心金屬表面打磨拋光磨光
2) 外圓無心金屬表面打磨拋光磨光夾持方便，工件支持剛性高，適合大規(guī)模批量加工
4. 內(nèi)圓金屬表面打磨拋光磨光
1) 根據(jù)驅(qū)動工件機構(gòu)的方式可分為定心方式和無心方式
5. 切割金屬表面打磨拋光磨光
1) 典型領域：半導體切片、石料切割
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第二章 金屬表面打磨拋光磨光拋光布輪_拋光麻輪
一、 金屬表面打磨拋光磨光拋光布輪_拋光麻輪的三要素和五因素
1. 普通拋光布輪_拋光麻輪和超硬拋光布輪_拋光麻輪：普通拋光布輪_拋光麻輪從外圓到內(nèi)部都是由研磨拋光砂粒組成，而超硬拋光布輪_拋光麻輪中心部分是金屬，僅數(shù)毫米的外圓部分才是拋光布輪_拋光麻輪的工作部分
2. 拋光布輪_拋光麻輪三要素：研磨拋光砂粒、結(jié)合劑和氣孔
3. 拋光布輪_拋光麻輪的五因素：研磨拋光砂粒的種類、粒度、結(jié)合度、結(jié)合劑的種類和組織
二、 研磨拋光砂粒
1. 種類：鋼鋁銑、碳化硅系、氧化鋯系、金剛石、立方氮化硼（CBN）
1) 剛玉系，也稱綜剛玉系，主要成分三氧化二鋁，多呈黑褐色，常用于鋼材金屬表面打磨拋光磨光，一般不宜使用金屬表面打磨拋光磨光液，適合干式金屬表面打磨拋光磨光
2) 碳化硅：若碳化硅純度高，研磨拋光砂粒呈綠色，主要針對于熱傳導低、硬度大、脆性材料加工，如玻璃、石材、鑄鐵
3) 氧化鋯：硬度低、韌性好，對奧氏體系的不銹鋼金屬表面打磨拋光磨光效果比較好
4) 其它普通研磨拋光砂粒：針對玻璃的金屬表面打磨拋光磨光可以用氧化鈰或氧化硅研磨拋光砂粒
5) 金剛石：1955年GE開發(fā)出人造金剛石。金剛石在空氣中800度以上時表面容易被氧化，到1335度時開始碳化，特別是以鐵做催化劑后反應更明顯，因此金剛石研磨拋光砂粒不用于鋼類，特別是低碳鋼的金屬表面打磨拋光磨光。而且在金剛石拋光布輪_拋光麻輪的金屬表面打磨拋光磨光場合中，當金屬表面打磨拋光磨光溫度變高時必須使用水溶性金屬表面打磨拋光磨光液進行冷卻。
6) CBN：通稱碳化硼，是GE公司的商品名。解決了金剛石研磨拋光砂粒不能金屬表面打磨拋光磨光鋼類和普通研磨拋光砂粒不能金屬表面打磨拋光磨光的高釩或不銹鋼加工問題。
2. 粒度：研磨拋光砂粒的大小
3. 體積比重
4. 硬度：研磨拋光砂粒硬度使用努氏硬度法進行測定
5. 韌性、脆性
三、 結(jié)合劑的種類和結(jié)合度
1. 普通拋光布輪_拋光麻輪使用的是陶瓷結(jié)合劑和樹脂結(jié)合劑，超硬研磨拋光砂粒拋光布輪_拋光麻輪結(jié)合劑主要有：金屬結(jié)合劑、陶瓷結(jié)合劑和樹脂結(jié)合劑
2. 結(jié)合度是結(jié)合劑對研磨拋光砂粒保持力大小的指標，是對拋光布輪_拋光麻輪耐磨損性的評價基準
四、 組織：拋光布輪_拋光麻輪內(nèi)的研磨拋光砂粒密度
1. 組織越粗，作用于研磨拋光砂粒的切削力越大，但由于切削的尺寸變大，所以金屬表面打磨拋光磨光熱反而變少
2. 切割石材或瀝青時一般使用濃度極低的金剛石拋光布輪_拋光麻輪，在拋光布輪_拋光麻輪與工件接觸長度大并且研磨拋光砂粒背吃刀量小的金屬表面打磨拋光磨光作業(yè)中，使用稍微粗的拋光布輪_拋光麻輪比較好，即使是在精密金屬表面打磨拋光磨光中，單超精密加工中研磨拋光砂粒受切削力過大時會導致研磨拋光砂粒脫落，所以要用高濃度的拋光布輪_拋光麻輪
五、 拋光布輪_拋光麻輪的旋轉(zhuǎn)破壞強度
1. 由于離心力的存在，拋光布輪_拋光麻輪轉(zhuǎn)速過高時，拋光布輪_拋光麻輪有被破壞的危險
2. 應力分布：為避免集中應力，超高速金屬表面打磨拋光磨光等無法解決拋光布輪_拋光麻輪芯的破壞強度問題時，必須使用無中心孔的拋光布輪_拋光麻輪芯
拋光布輪_拋光麻輪孔周圍的最大應力與旋轉(zhuǎn)速度的平方成比增大
第三章：金屬表面打磨拋光磨光加工的表面粗糙度
一、 形成理論
1. 佐藤理論
假定研磨拋光砂粒以均勻間隔分布于拋光布輪_拋光麻輪表面上，所以這種理想的表面粗糙度遠小于由高度不均勻并且隨機分布的實際拋光布輪_拋光麻輪，佐藤用實驗常數(shù)修訂了理論值與實際粗糙度的關系，并利用這些關系分析連續(xù)切削刃間隔。
2. 小野理論
小野構(gòu)造出了研磨拋光砂粒切削刃高度不均勻、并且分布不規(guī)則的拋光布輪_拋光麻輪模型
3. 織崗理論
假設研磨拋光砂粒切削刃是隨機分布的，并且導入了概率論的分析方法
4. 莊司理論
假設研磨拋光砂粒切削刃是近似的圓錐形，并且研磨拋光砂粒切削刃前端的三維分布密度是常數(shù)，滿足均勻隨機分布
二、 粗糙度理論公式中的諸多問題
1. 極微小切入量情況下的金屬表面打磨拋光磨光表面粗糙度
1) 前面的理論都設定拋光布輪_拋光麻輪徑向切入量很大的情形，當切入量非常小，而且金屬表面打磨拋光磨光前的表面凹凸程度影響最終金屬表面打磨拋光磨光時，前面的理論不再適用
2) 拋光布輪_拋光麻輪徑向切入量取最大高度一半左右時，截面曲線的高度分布基本上不變
2. 橫向進給金屬表面打磨拋光磨光的表面粗糙度
3. 無火花金屬表面打磨拋光磨光的表面粗糙度
4. 研磨拋光砂粒切削刃前端角分布的影響
5. 極限粗糙度
即使經(jīng)過無數(shù)次的金屬表面打磨拋光磨光，加工表面的粗糙度也達不到零，只能趨向于某個定值，這就是小野的極限粗糙度理論。
第四章金屬表面打磨拋光磨光機理
一、 研磨拋光砂粒切入深度和研磨拋光砂粒切削長度
研磨拋光砂粒切入深度非常小時，研磨拋光砂粒不能發(fā)生適度的破碎，切削刃的再生機能就不能發(fā)生，只有切削刃的前端被磨損，這種狀態(tài)就是拋光布輪_拋光麻輪鈍化
二、 基于三維拋光布輪_拋光麻輪模型的理論公式
第六章拋光布輪_拋光麻輪的修形和修銳
一、 修形和修銳的意義
1. 修形：精密金屬表面打磨拋光磨光加工中，應盡量避免拋光布輪_拋光麻輪外周的振動或形狀誤差現(xiàn)象的發(fā)生，因此拋光布輪_拋光麻輪在安裝到主軸上時必須對其外周進行修整，消除拋光布輪_拋光麻輪的形狀誤差和表面缺陷，減少振動（同時達到靜、動平衡）。
2. 修銳：修形后的拋光布輪_拋光麻輪沒有形成尖銳的切削刃，必須使切削刃已被磨損的研磨拋光砂粒脫落或使其發(fā)生適當?shù)钠扑?，重新生成新的切削刃?nbsp;
3. 對一般拋光布輪_拋光麻輪和超硬研磨拋光砂粒拋光布輪_拋光麻輪進行修形或修銳的方法頁叫做研磨拋光砂粒的修整特型。
二、 普通拋光布輪_拋光麻輪的修整
第七章拋光布輪_拋光麻輪的磨損和再生作用
一、 拋光布輪_拋光麻輪的磨損和壽命
1. 拋光布輪_拋光麻輪金屬表面打磨拋光磨光的三種狀態(tài)：研磨拋光砂粒的磨損、研磨拋光砂粒的破碎、研磨拋光砂粒的脫落
2. 與拋光布輪_拋光麻輪的磨損無關，影響拋光布輪_拋光麻輪壽命的另一原因：堵塞。由研磨拋光砂粒切削刃劍的容屑槽堆積的切削與工件摩擦，時金屬表面打磨拋光磨光力的法線分力增加，嚴重時拋光布輪_拋光麻輪將不能金屬表面打磨拋光磨光
3. 金屬表面打磨拋光磨光比：金屬表面打磨拋光磨光中用金屬表面打磨拋光磨光比表示拋光布輪_拋光麻輪的耐磨損性
金屬表面打磨拋光磨光比試拋光布輪_拋光麻輪的磨損體積與被削材料的去除體積之比
金屬表面打磨拋光磨光比時選定拋光布輪_拋光麻輪和判斷待加工材料的加工難易程度的標準
二、 研磨拋光砂粒切削刃的再生作用
拋光布輪_拋光麻輪的再生作用一般由研磨拋光砂粒的微小破碎和研磨拋光砂粒的脫落一起的，但超硬研磨拋光砂粒如金剛石研磨拋光砂粒韌性高，很難依靠研磨拋光砂粒的微小破碎，所以再生作用不得不依靠研磨拋光砂粒的脫落，因此要適當?shù)慕M合結(jié)合劑，促進研磨拋光砂粒的脫落。
三、 樹脂結(jié)合劑中金剛石拋光布輪_拋光麻輪研磨拋光砂粒的埋沒現(xiàn)象
與脫落、鈍化、堵塞完全不同。但埋沒同樣能使拋光布輪_拋光麻輪不能金屬表面打磨拋光磨光
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