磨料、磨具与磨削技术（第二版）

第1章磨料1

1.1概述1

1.1.1磨料定义1

1.1.2磨料分类及代号1

1.1.3磨料应具有的基本性能3

1.1.4磨料的粒度4

1.1.5普通磨料的化学成分6

1.2氧化物(刚玉)系磨料6

1.2.1刚玉系磨料6

1.2.2刚玉磨料晶体结构与相图7

1.2.3锆刚玉的晶体结构与相图10

1.2.4刚玉磨料的生产工艺11

1.3碳化物系磨料12

1.3.1碳化硅的晶体结构及相图12

1.3.2碳化硅磨料的生产工艺13

1.3.3碳化硅制粒加工14

1.4金刚石磨料14

1.4.1金刚石分类及牌号14

1.4.2金刚石的性质15

1.4.3金刚石的物理、化学和力学性能16

1.4.4金刚石电子结构和晶体结构19

1.4.5金刚石生长过程——合成机理22

1.4.6人造金刚石的合成装置与原料29

1.4.7人造金刚石合成工艺32

1.5立方氮化硼磨料37

1.5.1立方氮化硼的组成、结构和性质37

1.5.2氮化硼的pT状态图38

1.5.3合成CBN的原料40

1.5.4CBN合成工艺、提纯及检测41

1.5.5聚晶立方氮化硼（PCBN）制备及性能42

1.5.6新型磨料44

第2章磨具45

2.1磨具结构与特性45

2.1.1磨具的分类45

2.1.2磨具的结构45

2.1.3磨具的硬度46

2.1.4磨具结合剂46

2.1.5磨具的组织47

2.1.6磨具形状尺寸48

2.1.7磨具的强度48

2.1.8磨具的静平衡度49

2.2陶瓷结合剂磨具50

2.2.1陶瓷磨具的原材料50

2.2.2陶瓷结合剂的主要性能52

2.2.3结合剂的选择53

2.2.4陶瓷结合剂原料配方设计54

2.2.5陶瓷磨具的成形55

2.2.6磨具坯体干燥与粗加工57

2.2.7磨具的焙烧58

2.2.8磨具制品的加工与检验59

2.2.9特种磨具60

2.3树脂结合剂磨具60

2.3.1树脂结合剂原材料61

2.3.2树脂结合剂配方设计64

2.3.3树脂磨具配混料工艺67

2.3.4树脂磨具成形工艺68

2.4橡胶结合剂磨具69

2.4.1橡胶磨具的原材料70

2.4.2橡胶磨具的配方72

2.4.3橡胶结合剂的原料加工准备73

2.4.4成形料的配制74

2.4.5橡胶磨具成形75

2.4.6橡胶磨具硫化75

2.5金属结合剂超硬磨具76

2.5.1烧结金属结合剂超硬材料磨具76

2.5.2电镀金属结合剂超硬材料磨具79

2.5.3单层高温钎焊超硬材料磨具80

2.5.4高速、高效精密超硬材料磨具81

2.6涂附磨具85

2.6.1涂附磨具原材料86

2.6.2黏结机理与黏结剂配方89

2.6.3胶的涂附90

2.6.4植砂91

2.6.5干燥与固化92

2.6.6涂附磨具产品转换工序93

2.7磨具的选择和使用93

2.7.1普通磨具的选择与使用93

2.7.2超硬磨具的选择与使用105

2.7.3涂附磨具的选择与使用111

第3章磨削原理116

3.1磨削过程的特点及切屑形成116

3.1.1磨削的切削刃形状与分布116

3.1.2磨削的特点117

3.1.3磨粒的切削作用与磨削过程118

3.1.4磨屑的形成119

3.1.5砂轮的有效磨刃数120

3.2表征磨削过程的磨削要素122

3.2.1接触弧长和磨削长度122

3.2.2磨粒磨削的磨屑厚度125

3.2.3砂轮的当量直径129

3.2.4磨削比130

3.2.5被磨材料的磨除参数130

3.3磨削力132

3.3.1磨削力的意义132

3.3.2磨削力的理论公式132

3.3.3磨削力的尺寸效应136

3.3.4磨削力的测量与经验公式140

3.4磨削温度146

3.4.1磨削热的产生与传散146

3.4.2磨削区温度分布的理论解析147

3.4.3断续磨削时工件表面层温度解析155

3.4.4缓进给强力磨削的温度分布特征161

3.4.5磨削温度的测量163

3.5磨削液168

3.5.1磨削液的性能和效果169

3.5.2磨削液的种类和组成173

3.5.3添加剂的种类和作用175

3.6磨削加工零件的表面完整性178

3.6.1磨削加工质量的含义及其对使用性能的影响178

3.6.2磨削表面纹理180

3.6.3磨削表面层物理力学性能182

3.6.4磨削表面完整性参数综合影响及改善措施185

3.6.5超高速磨削的动态分析186

第4章砂轮的磨损与修整189

4.1砂轮的堵塞189

4.1.1砂轮堵塞的形貌189

4.1.2砂轮堵塞的形成机理190

4.1.3影响砂轮堵塞的因素分析192

4.2砂轮的磨损193

4.2.1砂轮磨损的形态与原因194

4.2.2砂轮磨损的特征198

4.3砂轮磨损的检测201

4.3.1滚动复印法201

4.3.2触针法202

4.3.3光截法203

4.3.4光电自动测量法203

4.3.5激光功率谱法205

4.3.6电镜观察法2064.3.7光反射法207

4.3.8声发射监测法208

4.4普通磨料砂轮的修整209

4.4.1普通磨料砂轮的修整方法与工具209

4.4.2单颗粒金刚石笔修整210

4.4.3金刚石滚轮修整210

4.5超硬磨料砂轮的修整214

4.5.1超硬磨料砂轮整形法214

4.5.2超硬磨料砂轮修锐法217

第5章固结磨具磨削工艺220

5.1数控磨削加工221

5.1.1数控外圆磨削加工221

5.1.2数控光学曲线磨削234

5.1.3数控磨床240

5.2高速外圆磨削246

5.3缓进给磨削251

5.4超声波振动珩磨255

5.4.1超声波振动加工的工艺效果255

5.4.2超声波振动珩磨的磨削机理256

5.4.3超声波振动珩磨声学系统的局部共振设计原理262

5.4.4超声波振动珩磨装置的设计要点270

第6章精密及超精密磨削工艺278

6.1精密磨削工艺278

6.1.1精密磨削表面形成机理279

6.1.2精密磨削的磨料与磨具279

6.1.3精密磨削的砂轮修整281

6.1.4精密磨削的工艺参数282

6.2超精密磨削工艺282

6.2.1磨削过程中的切屑形状和超微量切除282

6.2.2超精密磨削机理284

6.2.3超精密磨削的磨削工艺参数284

6.3镜面磨削工艺285

6.3.1镜面磨削表面形成机理285

6.3.2实现镜面磨削的技术关键及工艺286

6.3.3在线电解修锐法287

第7章超高速磨削技术291

7.1超高速磨削技术的概念与机理291

7.1.1超高速磨削技术的概念291

7.1.2超高速磨削技术具有的特点292

7.1.3超高速磨削技术的主要技术途径292

7.1.4超高速磨削机理293

7.2超高速磨削工艺及装备293

7.2.1超高速磨削工艺293

7.2.2超高速磨削装备294

7.3超高速磨削技术的加工效果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高效深切磨削温度300

7.4.4HEDG的磨削力及对机床的要求304

7.5快速点磨削305

7.5.1快速点磨削的技术特征305

7.5.2快速点磨削机理307

7.5.3面向绿色制造的快速点磨削技术309

7.6切点跟踪磨削310

7.6.1切点跟踪磨削原理310

7.6.2切点跟踪磨削曲轴311

7.6.3切点跟踪磨削凸轮轴317

7.6.4凸轮磨削实例318

7.7非轮廓的高度精密磨削318

7.7.1概述318

7.7.2非圆零件加工的工艺特点318

7.7.3机械靠模仿型磨削方法和工艺320

7.7.4四点恒线速度磨削方法和工艺320

第8章涂附磨具磨削工艺321

8.1涂附磨具加工特点及应用范围321

8.1.1涂附磨具加工特点321

8.1.2涂附磨具应用范围321

8.2砂带磨削322

8.2.1砂带磨削机理与特点322

8.2.2砂带磨削方式323

8.2.3接触轮材料、形状、硬度选择323

8.2.4张紧与调偏机构326

8.2.5砂带磨削工艺参数326

8.2.6砂带磨床332

8.2.7砂带磨削加工实例334

8.3超精密砂带磨削336

8.3.1砂带336

8.3.2超精密砂带磨削方式337

8.3.3超声波砂带磨削运动与机理337

8.4强力砂带磨削338

第9章游离磨粒加工技术340

9.1概述340

9.1.1游离磨粒加工机理340

9.1.2超精密研磨及超精密抛光加工环境342

9.1.3游离磨粒加工特点343

9.2研磨343

9.2.1研磨原理及过程344

9.2.2研磨加工特点345

9.2.3手工研磨与机械研磨345

9.2.4研磨工具346

9.2.5研磨剂349

9.2.6研磨运动轨迹351

9.2.7研磨工艺参数355

9.2.8研磨加工的应用358

9.2.9研磨机362

9.2.10研磨新工艺364

9.3磨粒喷射加工与磨料流动加工372

9.3.1磨粒喷射加工372

9.3.2磨料流动加工374

9.4机械抛光376

9.4.1机械抛光方式376

9.4.2机械抛光机理377

9.4.3抛光剂377

9.4.4浮动抛光378

9.4.5修饰加工380

9.4.6端面非接触镜面抛光380

9.4.7“8”字流动抛光380

9.4.8刷光表面光整加工381

9.5复合抛光工艺382

9.5.1机械化学抛光382

9.5.2水合抛光383

9.5.3胶质硅抛光383

9.5.4非接触化学抛光384

9.6硬脆材料的抛光385

9.6.1陶瓷的金刚石微粉抛光385

9.6.2硅片的机械化学复合抛光386

9.7弹性发射加工387

9.7.1弹性发射概念与加工原理387

9.7.2弹性发射加工装置及NC控制388

9.7.3弹性发射加工结果390

参考文献391

本书全面介绍磨料、磨具与磨削技术。磨削技术是先进制造技术中的重要领域，是现代制造业实现精密加工、超精密加工最有效、应用最广的制造技术，磨削加工占机械加工总量的30%～40%，在众多产业部门得到广泛应用。 本书系统论述了磨料的结晶原理、性能及生产工艺，各类磨具特性及生产工艺，磨削原理及各种磨削工艺技术；本书还对传统磨削领域的实用技术进行介绍，并对磨削领域最新研究成果及新开发的技术进行重点论述。与第一版相比，本书第二版增加了“超精密磨削与镜面磨削”、“超高速磨削技术”、“难加工材料的磨削工艺”等更多内容。本书具有系统性强、实用性强、实践性强的特点。

本书可供广大机械加工、材料加工企业及研究部门工程技术人员、技术工人学习磨料、磨具、磨削技术使用，还可作为相关大专院校机械制造专业、材料加工专业和磨料、磨具专业在校师生的教学参考用书。