1、什么是磨削加工？試舉出幾種磨削加工形式。 答：磨削加工是借助磨具的切削作用，除去工件表面的多余層，使工件表面質(zhì)量達(dá)到預(yù)定要求的加工方法。常見的磨削加工形式通常有：外圓磨削、內(nèi)圓磨削、無心磨削、螺紋磨削、工件平型表面的磨削、成形面磨削等。 2、什么是磨具？砂輪的組成是什么？其性能由哪些因素決定？ 答：凡是用以進(jìn)行磨削、研磨和拋光的工具統(tǒng)稱為磨具，大部分磨具均由磨料和結(jié)合劑制成。 砂輪由磨粒、結(jié)合劑和氣孔（有時(shí)沒有）組成，其性能主要由磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度和組織等因素所決定。 3、磨料的種類有哪些？試舉出幾種常用磨料。 答：磨料直接擔(dān)負(fù)著切削工作，應(yīng)具有很高的硬度、耐熱性和一定的韌性，破碎時(shí)應(yīng)能形成尖銳的棱角。目前生產(chǎn)中常用的磨料有氧化物系，碳化物系和高硬磨料系三類。常用磨料有白剛玉、鋯剛玉、立方碳化硼、人造金剛石、立方氮化硼等。 4、砂輪磨損的形式有哪些？砂輪修整的含義是什么？ 答：砂輪的磨損主要包括兩個(gè)層面：磨粒損耗和砂輪失效。砂輪表面磨粒的損耗，可以分為三種不同的形式：磨粒的鈍化、磨粒的破碎、磨粒的脫落。隨著砂輪工作時(shí)間的延長，其切削能力逐漸降低，最終不能正常磨削、不能達(dá)到規(guī)定的加工精度和表面質(zhì)量，這時(shí)砂輪失效。其形式有以下三種：砂輪工作表面變鈍、砂輪工作表面堵塞、砂輪輪廓畸變。 當(dāng)砂輪出現(xiàn)耗損時(shí)，要求重新修整砂輪，修整是整形和修銳的總稱。整形是使砂輪具有一定精度要求的幾何形狀；修銳是去除磨粒間的結(jié)合劑，使磨粒突出結(jié)合劑一定高度（一般磨粒尺寸的1/3左右），形成良好的切削刃和足夠的容屑空間。普通砂輪的整形和修銳一般是合二為一進(jìn)行的；超硬磨料砂輪的整形和修銳一般分開。前者是為了獲得理想的砂輪幾何形狀，后者是為了提高磨削鋒利度。 5、外圓與平面磨削時(shí)，磨削運(yùn)動(dòng)有哪些形式？ 答：外圓與平面磨削時(shí)，磨削運(yùn)動(dòng)包括主運(yùn)動(dòng)、徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和工件旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)四種形式。 6、試簡述單個(gè)磨粒的磨削過程。 答：單個(gè)磨粒的磨削過程大致分為滑擦、刻劃和切削三個(gè)階段。 （1）滑擦階段：在磨削過程中，切削厚度由零逐漸增大。在滑擦階段，由于磨粒切削刃與工件開始接觸時(shí)的切削厚度acg極小，當(dāng)磨粒頂尖角處的鈍圓半徑rn>acg ，磨粒僅在工件表面上滑擦而過，只產(chǎn)生彈性變形，不產(chǎn)生切屑。 （2）刻劃階段：隨著磨粒擠入深度的增大，磨粒與工件表面的壓力逐步加大，表面層也由彈性變形過渡到塑性變形。此時(shí)擠壓摩擦劇烈，有大量熱產(chǎn)生，當(dāng)金屬被加熱到臨界點(diǎn)時(shí)，法向熱應(yīng)力超過材料的臨界屈服強(qiáng)度，切削刃就開始切入材料表層中。滑移使材料表層被推向磨粒的前方和兩側(cè)，使得磨粒在工件表面刻劃出溝痕，溝痕的兩側(cè)則產(chǎn)生了隆起。這一階段的特點(diǎn)是：材料表層產(chǎn)生塑性流動(dòng)與隆起，因磨粒的切削厚度未達(dá)到形成切屑的臨界值，而不能形成切屑。 （3）切削階段：當(dāng)擠入深度增大到臨界值時(shí)，被切層在磨粒的擠壓下明顯地沿剪切面滑移，形成切屑沿前刀面流出，這稱為切削階段。 7、試用J.C.Jaeger解法對(duì)干磨削時(shí)磨削區(qū)溫度進(jìn)行理論分析。 答：磨削時(shí)由于切削深度較小，接觸弧長也很小。所以可以將它視為帶狀熱源在半無限體表面上移動(dòng)來考慮。這就是J.C.Jaeger解法的前提。（a）磨削區(qū)面熱源（b）運(yùn)動(dòng)的面熱源坐標(biāo)系統(tǒng) 。 磨削接觸弧區(qū)AA￠B￠B為帶狀熱源，其發(fā)熱強(qiáng)度為qm；其寬度w與砂輪直徑和磨削深度有關(guān)。熱源AA￠B￠B可視為無數(shù)線熱源dxi的綜合，取某一線熱源dxi進(jìn)行考察，其熱源強(qiáng)度為qmBdxi，并沿X方向以速度Vw移動(dòng)。 8、磨削燒傷的種類及其控制措施有哪些？ 答：根據(jù)燒傷外觀的不同，有全面燒傷、斑狀燒傷、線條狀燒傷（整個(gè)零件表面有線條形燒傷）。根據(jù)表層顯微組織變化的性質(zhì)區(qū)分有：回火燒傷、淬火燒傷、退火燒傷。 在磨削加工中，產(chǎn)生燒傷的主要原因是磨削區(qū)的溫度過高，為降低磨削區(qū)溫度可從減少磨削熱的產(chǎn)生和加速磨削熱的傳出這兩條途徑入手。 采取的控制措施常有： （1）合理選取磨削用量； （2）正確選擇砂輪； （3）合理采用冷卻方式 9、什么是高速磨削？與普通磨削相比，高速磨削有哪些特點(diǎn)？ 答：高速磨削是通過提高砂輪線速度來達(dá)到提高磨削效率和磨削質(zhì)量的工藝方法。它與普通磨削的區(qū)別在于很高的磨削速度和進(jìn)給速度，而高速磨削的定義隨時(shí)間的不同在不斷推進(jìn)，60年代以前，磨削速度在50m/s時(shí)即被稱為高速磨削，而90年代磨削速度最高已達(dá)500m/s，在實(shí)際應(yīng)用中，磨削速度在100m/s以上即被稱為高速磨削。 高速磨削與普通磨削相比，它有以下特點(diǎn)： （1）在保持其它全部參數(shù)恒定情況下，只增加砂輪速度，將導(dǎo)致切削厚度減小，相應(yīng)也減小作用于每一磨粒上的切削力。 （2）若相應(yīng)于砂輪速度成正比增加工件速度，切削厚度可保持不變。在這種情況下，作用于每一磨粒上的切削力，以及磨削合力不改變。這樣最大的優(yōu)點(diǎn)是，在磨削力不變的情況下，材料去除率成比例增加。 10、試簡述高速磨削對(duì)砂輪和機(jī)床的要求。 答：高速磨削砂輪必須滿足下列要求： （1）砂輪的機(jī)械強(qiáng)度必須能承受高速磨削時(shí)的切削力； （2）高速磨削時(shí)的安全可靠性； （3）外觀鋒利； （4）結(jié)合劑必須具有很高的耐磨性以減少砂輪的磨損。 高速磨削對(duì)機(jī)床的要求： （1）高速主軸及其軸承：高速主軸的軸承一般采用角接觸滾珠軸承。為了降低主軸發(fā)熱，提高主軸的最高轉(zhuǎn)速，新一代的高速電動(dòng)主軸絕大多數(shù)均采用油氣潤滑。 （2）高速磨床除具有普通磨床的功能外，還需滿足以下特殊要求：高動(dòng)態(tài)精度、高阻尼、高抗振性和熱穩(wěn)定性；高度自動(dòng)化和可靠的磨削過程。 （3）砂輪速度提高以后，其動(dòng)能也隨之增加，如果發(fā)生砂輪破裂，顯然會(huì)給人身和設(shè)備造成比普通磨削時(shí)更大的傷害，為此除要提高砂輪本身的強(qiáng)度以外，設(shè)計(jì)專門用于高速磨削的砂輪防護(hù)罩是保證安全的重要措施。 11、高速磨削中砂輪精密修整技術(shù)有哪些？ 答：目前應(yīng)用較為成熟的砂輪修整技術(shù)有： （1）ELID在線電解修整技術(shù)； （2）電火花砂輪修整技術(shù)； （3）杯形砂輪修整技術(shù)； （4）電解—機(jī)械復(fù)合整形技術(shù) 12、什么是精密磨削？試簡述普通砂輪精密磨削中砂輪的選擇原則。 答：精密磨削是指在精密磨床上，選擇細(xì)粒度砂輪，并通過對(duì)砂輪的精細(xì)修整，使磨粒具有微刃性和等高性，磨削后，使被磨削表面所留下的磨削痕跡極其微細(xì)、殘留高度極小，再加上無火花磨削階段的作用，獲得加工精度為1～0.1mm和表面粗糙度Ra為0.2～0.025mm的表面磨削方法。 普通砂輪精密磨削中砂輪的選擇原則： （1）砂輪磨料精密磨削時(shí)所用砂輪的磨料以易于產(chǎn)生和保持微刃及其等高性為原則。 （2）砂輪粒度?單從幾何因素考慮，砂輪粒度越細(xì)，磨削的表面粗糙度值越小。但磨粒太細(xì)時(shí)，不僅砂輪易被磨屑堵塞，若導(dǎo)熱情況不好，反而會(huì)在加工表面產(chǎn)生燒傷等現(xiàn)象，使表面粗糙度值增大，因此，砂輪粒度常取46#～60#。 （3）砂輪結(jié)合劑?砂輪結(jié)合劑有樹脂類、金屬類、陶瓷類等，以樹脂類應(yīng)用為廣。對(duì)粗粒度砂輪，可用陶瓷結(jié)合劑。金屬類、陶瓷類結(jié)合劑是目前精密磨削領(lǐng)域中研究的重要方面。 13、超硬磨料砂輪精密磨削的特點(diǎn)是什么？其磨削用量如何選擇？ 答：超硬磨料砂輪磨削的主要特點(diǎn)為： （1）可用來加工各種高硬度、高脆性金屬和非金屬材料。 （2）磨削能力強(qiáng)，耐磨性好，耐用度高，可較長時(shí)間保持磨削性能，修整次數(shù)少，易于保持粒度；易于控制加工尺寸及實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化。 （3）磨削力小，磨削溫度低，從而可減少內(nèi)應(yīng)力，無燒傷、裂紋等缺陷，加工表面質(zhì)量好。金剛石砂輪磨削硬質(zhì)合金時(shí)，其磨削力只有綠色碳化硅的1/4～1/5。 （4）磨削效率高。在加工硬質(zhì)合金及非金屬硬脆材料時(shí)，金剛石砂輪的金屬去除率優(yōu)于立方氮化硼砂輪；但在加工耐熱鋼、鈦合金、模具鋼等材料時(shí)，立方氮化硼砂輪遠(yuǎn)高于金剛石砂輪 （5）加工成本低。金剛石砂輪和立方氮化硼砂輪比較昂貴，但其壽命長，加工效率高，所以綜合成本低。 超硬磨料砂輪磨削用量選擇： （1）磨削速度非金屬結(jié)合劑金剛石砂輪的磨削速度一般為12～30m/s。立方氮化硼砂輪的磨削速度可比金剛石砂輪高得多，可選45～60m/s，主要由于立方氮化硼磨料的熱穩(wěn)定性較好。 （2）磨削深度一般為0.001～0.01mm，可根據(jù)磨削方式、磨粒粒度、結(jié)合劑和冷卻狀況等具體情況選擇。 （3）工件速度一般為10～20m/min。 （4）縱向進(jìn)給速度?一般為0.45～1.5m/min。 14、什么是超精密磨削？試簡述其機(jī)理、特點(diǎn)及應(yīng)用。 答：超精密磨削是指加工精度達(dá)到0.1mm以下、表面粗糙度低于Ra0.025mm的砂輪磨削方法，是一種亞微米級(jí)的加工方法，并正向納米級(jí)發(fā)展，適宜于對(duì)鋼、鐵材料及陶瓷、玻璃等硬脆材料的加工。 超精密磨削機(jī)理： （1）磨?？梢钥醋骶哂袕椥灾С械暮痛筘?fù)前角切削刃的彈性體，彈性支承為結(jié)合劑，磨粒雖有相當(dāng)硬度，本身受力變形極小，實(shí)際上仍屬于彈性體。 （2）磨粒切削刃的切入深度由零開始逐漸增加，到達(dá)最大值后又逐漸減小到零。 （3）整個(gè)磨粒與工件的接觸過程依次為彈性區(qū)、塑性區(qū)、切削區(qū)、塑性區(qū)和彈性區(qū)。 （4）超精密磨削中，微切削作用、塑性流動(dòng)、彈性破壞作用和滑擦作用依切削條件的變化而順序出現(xiàn)。當(dāng)?shù)度袖h利，且有一定磨削深度時(shí)，微切削作用較強(qiáng)；如果刀刃不夠鋒利，或磨削深度太淺，則會(huì)產(chǎn)生塑性流動(dòng)、彈性破壞和滑擦。 超精密磨削的特點(diǎn)： （1）超精密磨削是一個(gè)系統(tǒng)工程。 （2）超硬磨料砂輪是超精密磨削的主要工具。 （3）超精密磨削是一種超微量切除加工。 超精密磨削的應(yīng)用： （1）磨削鋼鐵及其合金等金屬材料特別是經(jīng)過淬火等處理的淬硬鋼。 （2）可用于磨削非金屬的硬脆材料?例如陶瓷、玻璃、石英、半導(dǎo)體材料、石材等。 （3）目前主要有外圓磨床、平面磨床、內(nèi)圓磨床、坐標(biāo)磨床等超精密磨床，用于超精磨削外圓、平面、孔和孔系。 （4）超精密磨削和超精密游離磨料加工是相輔相成的。 15、試簡述ELID鏡面磨削的原理及特點(diǎn)。 答：ELID鏡面磨削的原理：在磨削過程中在砂輪和工具電極之間澆注電解磨削液并加以直流脈沖電流，使作為陽極的砂輪金屬結(jié)合劑產(chǎn)生陽極溶解效應(yīng)而被逐漸去除，使不受電解影響的磨粒突出砂輪表面，隨著電解過程的進(jìn)行，逐漸在砂輪表面形成一層具有絕緣性質(zhì)的氧化膜，阻止電解過程的繼續(xù)進(jìn)行，當(dāng)砂輪的磨粒磨損后，鈍化膜被工件刮擦去除，電解過程繼續(xù)進(jìn)行，周而復(fù)始，利用在線電解作用連續(xù)修整砂輪來獲得恒定的磨粒突出高度。 ELID磨削的特點(diǎn)： （1）磨削過程具有良好的穩(wěn)定性； （2）該修整法使金剛石砂輪不會(huì)過快的磨耗，提高了貴重磨料的利用率； （3）ELID修整法使磨削過程具有良好的可控性； （4）采用ELID磨削法，容易實(shí)現(xiàn)鏡面磨削，并可大幅度減少超硬材料被磨零件的殘留裂紋。 16、什么是緩進(jìn)給磨削？試用沸騰換熱理論解釋正常緩磨溫度很低卻又易突然燒傷的現(xiàn)象。 答：緩進(jìn)給磨削（Creep Feed Grinding）以往國內(nèi)有很多種叫法，譬如強(qiáng)力磨削、重負(fù)荷磨削、蠕動(dòng)磨削、銑磨等等，目前確切的名稱應(yīng)該是緩進(jìn)給深切磨削，通常簡稱緩磨。該項(xiàng)工藝的顯著特點(diǎn)是進(jìn)給速度低，約是普通磨削的10-3～10-2倍，譬如在平面磨削時(shí)工件速度可以低到0.2mm/s，所以成為“緩”磨。但另一方面，其一次切深大，約是普通磨削的100～1000倍，譬如平磨時(shí)極限切深可以達(dá)到20～30mm。 根據(jù)熱工領(lǐng)域有關(guān)沸騰換熱的理論，對(duì)正常緩磨溫度很低卻又常易突發(fā)燒傷的科學(xué)解釋。緩磨時(shí)弧區(qū)工件表面與浸沒于池內(nèi)的被加熱鎳絲表面的受熱情況在本質(zhì)上是一致的，弧區(qū)磨削液也同樣存在一可發(fā)生成膜沸騰的臨界熱流密度qlim，所謂正常緩磨即指磨削熱流密度q <>120~130℃以下。 也就是說，緩磨時(shí)無論切深多大，無論是1mm、10mm還是20mm、30mm，只要滿足正常緩磨條件弧區(qū)工件表面溫度都不會(huì)超過120～130℃，這也正是緩磨工藝不同于普通磨削的優(yōu)勢(shì)所在。但是緩磨的這一突出的工藝優(yōu)勢(shì)實(shí)際上也很容易因熱流密度的失控而喪失殆盡。磨削熱流密度q除與材料性質(zhì)、切除用量等諸多因素有關(guān)外，很大程度上還取決于砂輪表面的鋒利程度，因此在原來是正常的緩磨過程中，熱流密度也很容易隨砂輪鈍化增加而突破臨界值，事實(shí)上正常與否有時(shí)也可能僅是一線之隔，只要一旦滿足了條件q ≥ qlim，弧區(qū)工件表面就會(huì)因磨削液進(jìn)入成膜沸騰狀態(tài)而導(dǎo)致突發(fā)燒傷。 17、緩進(jìn)給磨削中如何進(jìn)行連續(xù)修整？連續(xù)修整的優(yōu)點(diǎn)有哪些？ 答：所謂連續(xù)修整系指邊磨削邊將砂輪再成形和修銳的方法。采用連續(xù)修整方法時(shí)，金剛石修整滾輪始終與砂輪接觸。為了實(shí)現(xiàn)磨削過程中的連續(xù)修整砂輪與連續(xù)補(bǔ)償?shù)膭?dòng)態(tài)過程，必須采用專門的連續(xù)修整磨床。連續(xù)修整的動(dòng)態(tài)過程如圖2所示，初始的砂輪直徑為ds1， 工件直徑為dw1，金剛石修整滾輪直徑為dr，磨削時(shí)，若工件半徑以vfr的速度變小，由于連續(xù)修整的緣故，砂輪就應(yīng)以v2 = vfr + vfrd的速度切入磨削工件，修整滾輪則應(yīng)以v1 = 2vfrd+ vfr的速度切入修整砂輪，這樣就使修整滾輪與砂輪的位置發(fā)生了變化。因此，連續(xù)修整砂輪的磨床必須可以對(duì)這些幾何參數(shù)進(jìn)行相關(guān)調(diào)整。 連續(xù)修整的優(yōu)點(diǎn)很多，例如： 1）減去了剛好等于修整時(shí)間的磨削時(shí)間，提高了磨削效率； 2）最長磨削長度不再取決于砂輪的磨損，而取決于磨床可利用的磨削長度； 3）比磨削能降低，磨削力及磨削熱均降低，而且在磨削過程是穩(wěn)定的。 18、什么是砂帶磨削？試簡述砂帶的構(gòu)成及特點(diǎn)。 答：砂帶磨削是根據(jù)工件形狀以相應(yīng)的接觸方式使運(yùn)動(dòng)著的砂帶與工件接觸而進(jìn)行磨削的一種工藝方法。 砂帶主要是由基體、結(jié)合劑和磨料三部分組成?；w是磨粒的支持體，可以由紙、棉布和化學(xué)纖維制成。常用的結(jié)合劑有動(dòng)物膠、合成樹脂和兩者混合的結(jié)合劑。常用的結(jié)合劑有動(dòng)物膠、合成樹脂和兩者混合的結(jié)合劑。動(dòng)物膠耐熱性很低，粘結(jié)強(qiáng)度也低，且不耐磨削液的侵蝕，只能用于干磨；合成樹脂粘結(jié)劑具有粘結(jié)強(qiáng)度高，耐磨性高，適合于制造高速重負(fù)荷的砂帶。制造砂帶的磨料有標(biāo)準(zhǔn)電剛玉、白色的和含鉻的電剛玉、單晶電剛玉、氧化鋁、二氧化鋯、綠色的和黑色的碳化硅等。 19、砂帶磨削有哪幾種分類方法？砂帶磨削中易出現(xiàn)哪些問題？ 答：砂帶磨削按磨削方式，可分為閉式砂帶磨削和開式砂帶磨削。砂帶磨削按砂帶與工件接觸形式，可分為接觸輪式、支承板式、自由接觸式和自由浮動(dòng)接觸式。 砂帶磨削中易出現(xiàn)的問題：堵塞、粘蓋、磨鈍。另外，砂帶在使用過程中還經(jīng)常出現(xiàn)頻繁斷裂，磨痕等現(xiàn)象。 20、什么是超聲波振動(dòng)磨削？試簡述超聲波振動(dòng)磨削的機(jī)理及特點(diǎn)。 答：超聲波磨削是在磨削過程中利用砂輪（或工件）的強(qiáng)迫振動(dòng)進(jìn)行磨削的一種工藝方法。 超聲波振動(dòng)磨削的機(jī)理：當(dāng)啟動(dòng)超聲波發(fā)生器磁化電源時(shí)，供給鎳磁致伸縮式換能器一定的超聲頻電流及磁化用直流電流，在換能器線圈內(nèi)產(chǎn)生交變的超聲頻磁場和恒定的極化磁場，使換能器產(chǎn)生同頻的縱向機(jī)械振動(dòng)能，同時(shí)傳遞給變幅桿，并將振幅放大到預(yù)定值，推動(dòng)諧振刀桿進(jìn)行振動(dòng)切削。換能器、變幅桿、刀桿均與發(fā)生器輸出的超聲波頻率處于諧振狀態(tài)，形成一個(gè)諧振系統(tǒng)，其固定點(diǎn)都應(yīng)在位移節(jié)點(diǎn)上。 特點(diǎn)：超聲波磨削加工中能保持磨粒鋒利，防止容屑堵塞，一般比普通磨削降低切削力30％～60％，降低切削溫度，提高加工效率1～4倍。此外，超聲振動(dòng)磨削還具有結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、易推廣應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。