研究磨具與工件在磨削加工過程中的各種物理現(xiàn)象及其內(nèi)在聯(lián)系的一門學科祷骂。磨削原理的研究內(nèi)容主要包括磨屑形成過程赴碘、磨削力和磨削功率持沛、磨削熱和磨削溫度摆咽、磨削精度和表面質(zhì)量媒敲、磨削效率等，目的在于深入了解磨削的本質(zhì)种功，并據(jù)以改進或創(chuàng)造磨削方法透鹊。

　　磨削原理的研究始于1886年，美國的C.H.諾頓和C.艾倫合作研究砂輪和磨削過程共吞，20年之后制訂出正確選擇砂輪類別和砂輪速度的原則召期；同時發(fā)現(xiàn)為了提高磨削效率和精度，必須對砂輪進行平衡铡急，并在磨削過程中正確地修整砂輪(見砂輪修整)和使用切削液编漆。1914～1915年，英國的J.格斯特和美國的G.奧爾登對磨削用量径露、磨屑大小和選擇砂輪等問題又作了進一步的研究跌蛔。此后，磨削原理的研究不斷深入摹菠。在磨屑形成方面盒卸，德國的K.克魯格對砂輪上磨粒與工件的接觸弧長和影響單顆磨粒的切深的因素進行了幾何計算和研究　在1925年提出了研究報告。德國的M.庫萊恩和G.施勒辛格爾以及日本的關(guān)口八重吉等人對磨削力作了研究次氨，在20年代末至30年代先后提出了磨削過程中影響磨削力的諸因素蔽介，并使磨削力的測量技術(shù)不斷發(fā)展。從30年代起煮寡，隨著測量磨削表面溫度實驗技術(shù)的發(fā)展　推動了有關(guān)磨削熱的理論研究虹蓄。對于砂輪磨削性能的理論研究　導致一系列新型高速砂輪的出現(xiàn)　發(fā)展了砂帶磨削。由于金剛石和立方氮化硼磨料的應用幸撕，磨削原理又得到新的發(fā)展武花。70年代以來，應用掃描電子顯微鏡對磨削的微觀過程和超精密磨削的機理作了深入的分析杈帐。

　　磨屑形成過程 磨粒在磨具上排列的間距和高低都是隨機分布的，磨粒是一個多面體专钉，其每個棱角都可看作是一個切削刃挑童，頂尖角大致為90°～120°，尖端是半徑為幾微米至幾十微米的圓弧跃须。經(jīng)精細修整的磨具　其磨粒表面會形成一些微小的切削刃站叼，稱為微刃。磨粒在磨削時有較大的負前角(見刀具)诉抱，其平均值為-60°左右普毙。磨粒的切削過程可分3個階段。①滑擦階段：磨粒開始擠入工件聂闺，滑擦而過捍骇，工件表面產(chǎn)生彈性變形而無切屑。②耕犁階段：磨粒擠入深度加大，工件產(chǎn)生塑性變形闰收，耕犁成溝槽境株，磨粒兩側(cè)和前端堆高隆起；③切削階段：切入深度繼續(xù)增大淀税，溫度達到或超過工件材料的臨界溫度肌蝶，部分工件材料明顯地沿剪切面滑移而形成磨屑。根據(jù)條件不同狂篇，磨粒的切削過程的3個階段可以全部存在毙琴，也可以部分存在。磨屑的形狀有帶狀岗屏、擠裂狀和熔融的球狀等辆琅，可據(jù)以分析各主要工藝參數(shù)、砂輪特性担汤、冷卻潤滑條件和磨料的性能等對磨削過程的影響涎跨，從而尋求提高磨削表面質(zhì)量和磨削效率的措施。

　　磨削力和磨削功率 磨削時磨粒受到工件材料變形的阻力以及磨粒與工件表面間的摩擦力崭歧，形成磨削力隅很。磨削力可按工件與磨具的相對位置分解為切向分力Ft，法向分力Fn和軸向分力Fa率碾。一般法向分力較大叔营，隨著工件材料和砂輪特性的不同，F(xiàn)n/Ft=1.5～3所宰；當采用潤滑性能好的切削液時绒尊，由于摩擦力減少，F(xiàn)n/Ft可高達4仔粥。軸向分力較小婴谱，一般可不予考慮。磨削功率Pm(千瓦)與切向分力F(N)和磨削速度(米/秒)的關(guān)系如下式：Pm=Ft·v/1000及苍。在特定的磨削條件下决太，都有一個最佳磨削力區(qū)間，采用該區(qū)間的磨削力加工可獲得較高的金屬切除率勾疏、較小的表面粗糙度和較長的砂輪壽命晴灿，因此發(fā)展了在磨削過程中使磨削力按預定數(shù)值保持恒定的控制力磨削技術(shù)。

　　磨削熱和磨削溫度 磨削過程中所消耗的能量幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)槟ハ鳠狎榷伞Ｔ囼炑芯勘砻魃绶迹鶕?jù)磨削條件的不同，磨削熱約有60～85％進入工件旧毯，10～30％進入砂輪肢构，0.5～30％進入磨屑抢却，另有少部分以傳導、對流和輻射形式散出似魄。磨削時每顆磨粒對工件的切削都可以看作是一個瞬時熱源彭薪，在熱源周圍形成溫度場。磨削區(qū)的平均溫度約為400～1000℃作姐，至于瞬時接觸點的最高溫度可達工件材料熔點溫度夜矗。磨粒經(jīng)過磨削區(qū)的時間極短　一般在0.01～0.1毫秒以內(nèi)，在這期間以極大的加熱速度使工件表面局部溫度迅速上升让虐，形成瞬時熱聚集現(xiàn)象　會影響工件表層材料的性能和砂輪的磨損紊撕。

　　磨削精度和表面質(zhì)量 大多數(shù)情況下磨削是最終加工工序，因此直接決定工件的質(zhì)量赡突。磨削力造成磨削工藝系統(tǒng)的變形和振動对扶，磨削熱引起工藝系統(tǒng)的熱變形，兩者都影響磨削精度惭缰。磨削表面質(zhì)量包括表面粗糙度浪南、波紋度、表層材料的殘馀應力和熱損傷(金相組織變化漱受、燒傷络凿、裂紋)。影響表面粗糙度的主要因素是磨削用量昂羡、磨具特性絮记、砂輪表面狀態(tài)(也稱砂輪地形圖)、切削液虐先、工件材質(zhì)和機床條件等怨愤。產(chǎn)生表面波紋度的主要原因是工藝系統(tǒng)的振動。由于磨削熱和塑性變形等原因徘涤，磨削表面會產(chǎn)生殘馀應力乒稚。殘馀壓應力可提高工件的疲勞強度和壽命；殘馀拉應力則會降低疲勞強度想受，當殘馀拉應力超過材料的強度極限時辖狞，就會出現(xiàn)磨削裂紋。磨削過程中因塑性變形而發(fā)生的金屬強化作用奴妈，使表面金屬顯微硬度明顯增加，但也會因磨削熱的影響燎称，使強化了的金屬發(fā)生弱化窃愿。例如砂輪鈍化或切削液不充分，在磨削表面的一定深度內(nèi)就會出現(xiàn)回火軟化區(qū)贩溉，使表面質(zhì)量下降恨递，同時在表面出現(xiàn)明顯的褐色或黑色斑痕增捻，稱為磨削燒傷。

　　磨削效率 評定磨削效率的指標是單位時間內(nèi)所切除材料的體積或質(zhì)量溺瘩，用mm3/s或kg/h表示锥惋。提高磨削效率的途徑有：①增加單位時間內(nèi)參與磨削的磨粒數(shù)，如采用高速磨削或?qū)捝拜喣ハ骺虎谠黾用款w磨粒的切削用量膀跌，如采用強力磨削。在砂輪兩次修整之間　切除金屬的體積與砂輪磨損的體積之比稱為磨削比(也有以兩者的重量比表示的)固灵。磨削比大捅伤，在一定程度上說明砂輪壽命較長。磨削比減小巫玻，將增加修整砂輪和更換砂輪的次數(shù)丛忆，從而增加砂輪消耗和磨削成本。影響磨削比的因素有：單位寬度的法向磨削分力仍秤、磨削速度以及磨料的種類熄诡、粒度和硬度等。一般單位法向磨削分力越小或磨削速度越高诗力，則磨削比越大凰浮；砂輪粒度較細和硬度較高時，磨削比也較大姜骡。

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