了得網工業技術_磨料、磨具與磨削技術(第二版)

編輯推薦

本書是一部全面繫統、深入介紹磨料、磨具與磨削技術及其應用新成果的技術專著和工具書。

內容簡介

本書全面介紹磨料、磨具與磨削技術。磨削技術是先進制造技術中的重要領域，是現代制造業實現精密加工、精密加工有效、應用廣的制造技術，磨削加工占機械加工總量的30％～40％，在眾多產業部門得到廣泛應用。本書繫統論述了磨料的結晶原理、性能及生產工藝，各類磨具特性及生產工藝，磨削原理及各種磨削工藝技術；本書還對傳統磨削領域的實用技術進行介紹，並對磨削領域新研究成果及新開發的技術進行重點論述。與版相比，本書第二版增加了“精密磨削與鏡面磨削”、“高速磨削技術”、“難加工材料的磨削工藝”等更多內容。本書具有繫統性強、實用性強、實踐性強的特點。

本書可供廣大機械加工、材料加工企業及研究部門工程技術人員、技術工人學習磨料、磨具、磨削技術使用，還可作為相關大專院校機械制造專業、材料加工專業和磨料、磨具專業在校師生的教學參考用書。

第1章磨料1

1.1概述1

1.1.1磨料定義1

1.1.2磨料分類及代號1

1.1.3磨料應具有的基本性能3

1.1.4磨料的粒度4

1.1.5普通磨料的化學成分6
第1章磨料1

1.1概述1

1.1.1磨料定義1

1.1.2磨料分類及代號1

1.1.3磨料應具有的基本性能3

1.1.4磨料的粒度4

1.1.5普通磨料的化學成分6

1.2氧化物(剛玉)繫磨料6

1.2.1剛玉繫磨料6

1.2.2剛玉磨料晶體結構與相圖7

1.2.3鋯剛玉的晶體結構與相圖10

1.2.4剛玉磨料的生產工藝11

1.3碳化物繫磨料12

1.3.1碳化硅的晶體結構及相圖12

1.3.2碳化硅磨料的生產工藝13

1.3.3碳化硅制粒加工14

1.4金剛石磨料14

1.4.1金剛石分類及牌號14

1.4.2金剛石的性質15

1.4.3金剛石的物理、化學和力學性能16

1.4.4金剛石電子結構和晶體結構19

1.4.5金剛石生長過程――合成機理22

1.4.6人造金剛石的合成裝置與原料29

1.4.7人造金剛石合成工藝32

1.5立方氮化硼磨料37

1.5.1立方氮化硼的組成、結構和性質37

1.5.2氮化硼的ｐT狀態圖38

1.5.3合成CBN的原料40

1.5.4CBN合成工藝、提純及檢測41

1.5.5聚晶立方氮化硼（PCBN）制備及性能42

1.5.6新型磨料44

第2章磨具45

2.1磨具結構與特性45

2.1.1磨具的分類45

2.1.2磨具的結構45

2.1.3磨具的硬度46

2.1.4磨具結合劑46

2.1.5磨具的組織47

2.1.6磨具形狀尺寸48

2.1.7磨具的強度48

2.1.8磨具的靜平衡度49

2.2陶瓷結合劑磨具50

2.2.1陶瓷磨具的原材料50

2.2.2陶瓷結合劑的主要性能52

2.2.3結合劑的選擇53

2.2.4陶瓷結合劑原料配方設計54

2.2.5陶瓷磨具的成形55

2.2.6磨具坯體干燥與粗加工57

2.2.7磨具的焙燒58

2.2.8磨具制品的加工與檢驗59

2.2.9特種磨具60

2.3樹脂結合劑磨具60

2.3.1樹脂結合劑原材料61

2.3.2樹脂結合劑配方設計64

2.3.3樹脂磨具配混料工藝67

2.3.4樹脂磨具成形工藝68

2.4橡膠結合劑磨具69

2.4.1橡膠磨具的原材料70

2.4.2橡膠磨具的配方72

2.4.3橡膠結合劑的原料加工準備73

2.4.4成形料的配制74

2.4.5橡膠磨具成形75

2.4.6橡膠磨具硫化75

2.5金屬結合劑超硬磨具76

2.5.1燒結金屬結合劑超硬材料磨具76

2.5.2電鍍金屬結合劑超硬材料磨具79

2.5.3單層高溫钎焊超硬材料磨具80

2.5.4高速、高效精密超硬材料磨具81

2.6塗附磨具85

2.6.1塗附磨具原材料86

2.6.2黏結機理與黏結劑配方89

2.6.3膠的塗附90

2.6.4植砂91

2.6.5干燥與固化92

2.6.6塗附磨具產品轉換工序93

2.7磨具的選擇和使用93

2.7.1普通磨具的選擇與使用93

2.7.2超硬磨具的選擇與使用105

2.7.3塗附磨具的選擇與使用111

第3章磨削原理116

3.1磨削過程的特點及切屑形成116

3.1.1磨削的切削刃形狀與分布116

3.1.2磨削的特點117

3.1.3磨粒的切削作用與磨削過程118

3.1.4磨屑的形成119

3.1.5砂輪的有效磨刃數120

3.2表征磨削過程的磨削要素122

3.2.1接觸弧長和磨削長度122

3.2.2磨粒磨削的磨屑厚度125

3.2.3砂輪的當量直徑129

3.2.4磨削比130

3.2.5被磨材料的磨除參數130

3.3磨削力132

3.3.1磨削力的意義132

3.3.2磨削力的理論公式132

3.3.3磨削力的尺寸效應136

3.3.4磨削力的測量與經驗公式140

3.4磨削溫度146

3.4.1磨削熱的產生與傳散146

3.4.2磨削區溫度分布的理論解析147

3.4.3斷續磨削時工件表面層溫度解析155

3.4.4緩進給強力磨削的溫度分布特征161

3.4.5磨削溫度的測量163

3.5磨削液168

3.5.1磨削液的性能和效果169

3.5.2磨削液的種類和組成173

3.5.3添加劑的種類和作用175

3.6磨削加工零件的表面完整性178

3.6.1磨削加工質量的含義及其對使用性能的影響178

3.6.2磨削表面紋理180

3.6.3磨削表面層物理力學性能182

3.6.4磨削表面完整性參數綜合影響及改善措施185

3.6.5超高速磨削的動態分析186

第4章砂輪的磨損與修整189

4.1砂輪的堵塞189

4.1.1砂輪堵塞的形貌189

4.1.2砂輪堵塞的形成機理190

4.1.3影響砂輪堵塞的因素分析192

4.2砂輪的磨損193

4.2.1砂輪磨損的形態與原因194

4.2.2砂輪磨損的特征198

4.3砂輪磨損的檢測201

4.3.1滾動復印法201

4.3.2觸針法202

4.3.3光截法203

4.3.4光電自動測量法203

4.3.5激光功率譜法205

4.3.6電鏡觀察法2064.3.7光反射法207

4.3.8聲發射監測法208

4.4普通磨料砂輪的修整209

4.4.1普通磨料砂輪的修整方法與工具209

4.4.2單顆粒金剛石筆修整210

4.4.3金剛石滾輪修整210

4.5超硬磨料砂輪的修整214

4.5.1超硬磨料砂輪整形法214

4.5.2超硬磨料砂輪修銳法217

第5章固結磨具磨削工藝220

5.1數控磨削加工221

5.1.1數控外圓磨削加工221

5.1.2數控光學曲線磨削234

5.1.3數控磨床240

5.2高速外圓磨削246

5.3緩進給磨削251

5.4超聲波振動珩磨255

5.4.1超聲波振動加工的工藝效果255

5.4.2超聲波振動珩磨的磨削機理256

5.4.3超聲波振動珩磨聲學繫統的局部共振設計原理262

5.4.4超聲波振動珩磨裝置的設計要點270

第6章精密及超精密磨削工藝278

6.1精密磨削工藝278

6.1.1精密磨削表面形成機理279

6.1.2精密磨削的磨料與磨具279

6.1.3精密磨削的砂輪修整281

6.1.4精密磨削的工藝參數282

6.2超精密磨削工藝282

6.2.1磨削過程中的切屑形狀和超微量切除282

6.2.2超精密磨削機理284

6.2.3超精密磨削的磨削工藝參數284

6.3鏡面磨削工藝285

6.3.1鏡面磨削表面形成機理285

6.3.2實現鏡面磨削的技術關鍵及工藝286

6.3.3在線電解修銳法287

第7章超高速磨削技術291

7.1超高速磨削技術的概念與機理291

7.1.1超高速磨削技術的概念291

7.1.2超高速磨削技術具有的特點292

7.1.3超高速磨削技術的主要技術途徑292

7.1.4超高速磨削機理293

7.2超高速磨削工藝及裝備293

7.2.1超高速磨削工藝293

7.2.2超高速磨削裝備294

7.3超高速磨削技術的加工效果296

7.4高效深切磨削297

7.4.1概述297

7.4.2高效深切磨削原理298

7.4.3高效深切磨削溫度300

7.4.4HEDG的磨削力及對機床的要求304

7.5快速點磨削305

7.5.1快速點磨削的技術特征305

7.5.2快速點磨削機理307

7.5.3面向綠色制造的快速點磨削技術309

7.6切點跟蹤磨削310

7.6.1切點跟蹤磨削原理310

7.6.2切點跟蹤磨削曲軸311

7.6.3切點跟蹤磨削凸輪軸317

7.6.4凸輪磨削實例318

7.7非輪廓的高度精密磨削318

7.7.1概述318

7.7.2非圓零件加工的工藝特點318

7.7.3機械靠模仿型磨削方法和工藝320

7.7.4四點恆線速度磨削方法和工藝320

第8章塗附磨具磨削工藝321

8.1塗附磨具加工特點及應用範圍321

8.1.1塗附磨具加工特點321

8.1.2塗附磨具應用範圍321

8.2砂帶磨削322

8.2.1砂帶磨削機理與特點322

8.2.2砂帶磨削方式323

8.2.3接觸輪材料、形狀、硬度選擇323

8.2.4張緊與調偏機構326

8.2.5砂帶磨削工藝參數326

8.2.6砂帶磨床332

8.2.7砂帶磨削加工實例334

8.3超精密砂帶磨削336

8.3.1砂帶336

8.3.2超精密砂帶磨削方式337

8.3.3超聲波砂帶磨削運動與機理337

8.4強力砂帶磨削338

第9章遊離磨粒加工技術340

9.1概述340

9.1.1遊離磨粒加工機理340

9.1.2超精密研磨及超精密拋光加工環境342

9.1.3遊離磨粒加工特點343

9.2研磨343

9.2.1研磨原理及過程344

9.2.2研磨加工特點345

9.2.3手工研磨與機械研磨345

9.2.4研磨工具346

9.2.5研磨劑349

9.2.6研磨運動軌跡351

9.2.7研磨工藝參數355

9.2.8研磨加工的應用358

9.2.9研磨機362

9.2.10研磨新工藝364

9.3磨粒噴射加工與磨料流動加工372

9.3.1磨粒噴射加工372

9.3.2磨料流動加工374

9.4機械拋光376

9.4.1機械拋光方式376

9.4.2機械拋光機理377

9.4.3拋光劑377

9.4.4浮動拋光378

9.4.5修飾加工380

9.4.6端面非接觸鏡面拋光380

9.4.7“8”字流動拋光380

9.4.8刷光表面光整加工381

9.5復合拋光工藝382

9.5.1機械化學拋光382

9.5.2水合拋光383

9.5.3膠質硅拋光383

9.5.4非接觸化學拋光384

9.6硬脆材料的拋光385

9.6.1陶瓷的金剛石微粉拋光385

9.6.2硅片的機械化學復合拋光386

9.7彈性發射加工387

9.7.1彈性發射概念與加工原理387

9.7.2彈性發射加工裝置及NC控制388

9.7.3彈性發射加工結果390

參考文獻391

前言

第二版前言

本書版自出版以來，受到廣大讀者朋友的歡迎，許多讀者紛紛來電、來信咨詢相關技術問題,為我國磨料、磨具與磨削技術的推廣、應用起到了很好的引領作用。本書在2013年1月被評為2012年中國石油與化學工業科技圖書二等獎。對此，編者表示衷心的感謝！

磨料、磨具與磨削技術是現代制造業領域基礎技術，是先進制造技術的重要內容，在化工、地礦、建材、軍工、輕工業等行業得到廣泛應用，特別是在機械裝備制造業的應用更為重要。本書將磨料、磨具與磨削技術內容彙集一冊，而市場上相關書籍多側重於某方面的介紹，因此，本書編寫內容更為具體、繫統和全面。第二版前言

本書版自出版以來，受到廣大讀者朋友的歡迎，許多讀者紛紛來電、來信咨詢相關技術問題,為我國磨料、磨具與磨削技術的推廣、應用起到了很好的引領作用。本書在2013年1月被評為2012年中國石油與化學工業科技圖書二等獎。對此，編者表示衷心的感謝！

磨料、磨具與磨削技術是現代制造業領域基礎技術，是先進制造技術的重要內容，在化工、地礦、建材、軍工、輕工業等行業得到廣泛應用，特別是在機械裝備制造業的應用更為重要。本書將磨料、磨具與磨削技術內容彙集一冊，而市場上相關書籍多側重於某方面的介紹，因此，本書編寫內容更為具體、繫統和全面。

本次再版，依然力求強化工程實際，特別突出當前的新工程應用實際和新技術成果，對磨料的結晶原理，磨料性能及其生產工藝，各類磨具的特性、磨具配方構成及其制造工藝過程，並對磨削原理及其應用等方面進行了更為繫統的闡述，綜合了近年來磨料、磨具、磨削技術的新技術成果，以適應新形勢下對磨料、磨具與磨削技術的新要求，同時修訂時基本保持了原有的體繫和寫作特色。本次再版修訂的內容主要有以下幾個方面。

（1）將原版的磨削液、砂輪磨損與修整、表面質量完整性等內容重新進行了調整，以增強和完善磨削原理的繫統性和完整性。

（2）重新補充、編寫了“精密磨削與鏡面磨削”內容，以適應新形勢下對磨削技術的新要求。

（3）重新補充、編寫了“高速磨削技術”、“難加工材料的磨削工藝”內容，以凸顯磨削高新技術的實用性和重要性。

（4）其他章節也進行了大量更新、增補和修改。

由於磨料、磨具與磨削技術日新月異，而作者時間和水平所限，書中疏漏在所難免，敬請各位讀者和同仁指正。

編者

2015年9月

版前言

磨削是用磨料或磨具去除材料的加工方法。磨料、磨具是磨削加工的工具。磨削涵蓋了固結磨具的各種工藝方法、塗附磨具的各種工藝方法、遊離磨料(粒)的各種工藝方法。從制造工藝方法分類講，磨削是一個大類，是一個總稱。由於人類生活質量的提高，國民經濟各部門所需多品種、多功能、高精度、高品質、高度自動化技術裝備的開發和制造，促進了先進制造技術的發展。磨削技術是先進制造技術中的重要領域，是現代制造業中實現精密加工、精密加工有效、應用廣的制造技術。有資料表明，磨削加工占機械加工總量的30%～40%，在機械、航空航天、國防、石油化工、機床、交通運輸、建築、農業機械、微加工、芯片制造眾多產業部門得到廣泛應用。

磨料、磨具與磨削技術的發展趨勢正朝著采用硬磨料、磨具和高速、高效、高精度磨削工藝及裝備CNC磨床與磨削加工中心方向發展。但在中國制造業中普通磨床，普通磨料、磨具，普通磨削工藝仍占有重要地位。因此，本書既對傳統磨削技術領域的實用技術進行了論述，又對磨削領域新研究成果與技術開發進行了必要的介紹；在內容上突出磨料、磨具與磨削技術的實用性。對磨料的結晶原理、磨料特性及磨料生產工藝在第1章進行了論述；將各類磨具的磨料、黏結劑、組織、硬度等特性，黏結劑構成與配方，磨具成形等生產工藝列為第2章，第3～8章分別對磨削原理、砂輪修整、磨削液、固結磨具磨削工藝、塗附磨具磨削工藝、遊離磨粒加工技術進行了闡述；第9章對磨削加工質量與檢測技術進行了介紹。對於磨削加工裝備――磨床結構及控制技術，因篇幅所限，本書沒有進行專門論述，但對數控磨削加工進行了適當介紹。

本書第1、2、7章由李伯民教授編寫，第3、4章及第6章第7節和第9章第7~9節由趙波教授(博士)編寫，第5章和第9章第1~6節由賀子杏編寫，第6章第1~6節、第8章由李清副教授編寫。全書由李伯民教授統稿，王建紅女士為本書書稿及圖形處理做了辛勤的工作。本書的出版得到化學工業出版社的大力支持。

由於磨料、磨具與磨削技術是一門多學科、高新技術相結合的綜合性技術，涉及知識面寬，限於編者學識有限，書中難免存在不當之處，敬請讀者批評指正。

編者

2009年4月

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