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超精密磨削原理

超精密磨削原理涉及多個方面,包括砂輪的特性、磨削過程中的材料去除機制以及磨削條件的選擇,以下是其具體介紹:

砂輪的特性。超精密磨削中使用的是經過精細修整的砂輪,其表面具有無數極細微的微刃,這些微刃具有一定的刻劃和切削作用。微刃的齒距大約為6微米,微刃的等高性,即所有微刃尖點都處於砂輪表面的同一圓周上,是保證磨削精度的重要條件。

磨削過程中的材料去除機制。在超精密磨削中,砂輪和工件之間保持一定的磨削壓力,通過微刃的強烈摩擦和拋光作用,使工件表面變得平滑,達到極低的表面粗糙度。此外,磨粒與工件的接觸過程包括彈性區、塑性區、切削區和最後的彈性區,這與切削形狀的形成一致。在磨削過程中,微切削作用、塑性流動、彈性破壞作用和滑擦作用會根據切削條件的變化而發生。

磨削條件的選擇。超精密磨削通常使用人造金剛石、立方氮化硼等超硬磨料砂輪,這些磨料能夠在高溫、高壓和高剪下力的環境下保持其性能。在磨削過程中,磨粒與工件的接觸是無規律的,因此單顆磨粒的磨削加工過程也是分析的重點。磨粒被視為具有彈性支承和大負前角切削刃的彈性體,在磨削過程中會經歷彈性區、塑性區、切削區、塑性區到最後的彈性區的轉變。

總的來說,超精密磨削是一個複雜的材料去除過程,涉及砂輪的物理特性、磨粒與工件之間的相互作用以及磨削條件的精細控制。通過這些機制的協同作用,可以實現高精度和低表面粗糙度的加工效果。