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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

1.5.4 CBN合成工艺、提纯及检测 41

第2章 磨具 43

2.1 磨具结构与特性 43

2.1.1 磨具的分类 43

2.1.2 磨具的结构 43

2.1.3 磨具的硬度 44

2.1.4 磨具结合剂 44

2.1.5 磨具的组织 45

2.1.6 磨具形状尺寸 46

2.1.7 磨具的强度 46

2.1.8 磨具的静平衡度 47

2.2 陶瓷结合剂磨具 48

2.2.1 陶瓷磨具的原材料 48

2.2.2 陶瓷结合剂的主要性能 50

2.2.3 结合剂的选择 51

2.2.4 陶瓷结合剂原料配方设计 52

2.2.5 陶瓷磨具的成形 53

2.2.6 磨具坯体干燥与粗加工 55

2.2.7 磨具的焙烧 56

2.2.8 磨具制品的加工与检验 57

2.2.9 特种磨具 58

2.3 树脂结合剂磨具 58

2.3.1 树脂结合剂原材料 59

2.3.2 树脂结合剂配方设计 62

2.3.3 树脂磨具配混料工艺 65

2.3.4 树脂磨具成形工艺 66

2.4 橡胶结合剂磨具 67

2.4.1 橡胶磨具的原材料 68

2.4.2 橡胶磨具的配方 70

2.4.3 橡胶结合剂的原料加工准备 71

2.4.4 成形料的配制 72

2.4.5 橡胶磨具成形 73

2.4.6 橡胶磨具硫化 73

2.5 金属结合剂超硬磨具 74

2.5.1 烧结金属结合剂超硬材料磨具 74

2.5.2 电镀金属结合剂超硬材料磨具 77

2.5.3 单层高温钎焊超硬材料磨具 78

2.6 涂附磨具 79

2.6.1 涂附磨具原材料 80

2.6.2 黏结机理与黏结剂配方 83

2.6.3 胶的涂附 84

2.6.4 植砂 85

2.6.5 干燥与固化 86

2.6.6 涂附磨具产品转换工序 87

2.7 磨具的选择和使用 88

2.7.1 普通磨具的选择与使用 88

2.7.2 超硬磨具的选择与使用 99

2.7.3 涂附磨具的选择与使用 105

第3章 磨削原理 110

3.1 磨削过程的特点及切屑形成 110

3.1.1 磨削的切削刃形状与分布 110

3.1.2 磨削的特点 111

3.1.3 磨粒的切削作用与磨削过程 112

3.1.4 磨屑的形成 113

3.1.5 砂轮的有效磨刃数 114

3.2 表征磨削过程的磨削要素 116

3.2.1 接触弧长和磨削长度 116

3.2.2 磨粒磨削的磨屑厚度 119

3.2.3 砂轮的当量直径 123

3.2.4 磨削比 124

3.2.5 被磨材料的磨除参数 124

3.3 磨削力 126

3.3.1 磨削力的意义 126

3.3.2 磨削力的理论公式 126

3.3.3 磨削力的尺寸效应 130

3.3.4 磨削力的测量与经验公式 134

3.4 磨削温度 140

3.4.1 磨削热的产生与传散 140

3.4.2 磨削区温度分布的理论解析 141

3.4.3 断续磨削时工件表面层温度解析 149

3.4.4 缓进给强力磨削的温度分布特征 155

3.4.5 磨削温度的测量 157

第4章 砂轮的磨损与修整 163

4.1 砂轮的堵塞 163

4.1.1 砂轮堵塞的形貌 163

4.1.2 砂轮堵塞的形成机理 164

4.1.3 影响砂轮堵塞的因素分析 166

4.2 砂轮的磨损 167

4.2.1 砂轮磨损的形态与原因 168

4.2.2 砂轮磨损的特征 172

4.3 砂轮磨损的检测 175

4.3.1 滚动复印法 175

4.3.2 触针法 176

4.3.3 光截法 177

4.3.4 光电自动测量法 177

4.3.5 激光功率谱法 179

4.3.6 电镜观察法 180

4.3.7 光反射法 181

4.3.8 声发射监测法 182

4.4 普通磨料砂轮的修整 183

4.4.1 普通磨料砂轮的修整方法与工具 183

4.4.2 单颗粒金刚石笔修整 184

4.4.3 金刚石滚轮修整 184

4.5 超硬磨料砂轮的修整 188

4.5.1 超硬磨料砂轮整形法 188

4.5.2 超硬磨料砂轮修锐法 191

4.6 超硬磨料、磨具修整技术的进展 194

4.6.1 磨削修整法的改进——GC杯形砂轮研磨修整法 194

4.6.2 在线电解修锐法 199

4.6.3 简易的双电极在线电解修锐法 202

4.6.4 弹性修整法 205

4.6.5 超声波振动修整法 207

4.6.6 激光修锐法 208

第5章 磨削液 209

5.1 磨削液的性能和效果 209

5.1.1 磨削液的特性 209

5.1.2 磨削液的效果 210

5.2 磨削液的种类和组成 213

5.2.1 磨削液的种类 213

5.2.2 磨削液的组成 214

5.3 添加剂的种类和作用 215

5.3.1 极压添加剂 215

5.3.2 表面活性剂 216

5.3.3 无机盐类 217

5.3.4 磨削液中的添加剂对磨削效果的影响 217

5.4 磨削液的供给方法与效果 219

5.4.1 普通供液法 219

5.4.2 喷射供液法 219

5.4.3 穿流供液法 220

5.4.4 喷雾冷却法 220

第6章 固结磨具磨削工艺 222

6.1 数控磨削加工 223

6.1.1 数控外圆磨削加工 223

6.1.2 数控光学曲线磨削 236

6.2 高速外圆磨削 242

6.3 缓进给磨削 247

6.4 高效深切磨削 251

6.5 精密、高精密和超精密磨削工艺 255

6.6 镜面磨削工艺 259

6.7 超声波振动珩磨 260

6.7.1 超声波振动加工的工艺效果 260

6.7.2 超声波振动珩磨的磨削机理 261

6.7.3 超声波振动珩磨声学系统的局部共振设计原理 268

6.7.4 超声波振动珩磨装置的设计要点 275

第7章 涂附磨具磨削工艺 283

7.1 涂附磨具加工特点及应用范围 283

7.1.1 涂附磨具加工特点 283

7.1.2 涂附磨具应用范围 283

7.2 砂带磨削 284

7.2.1 砂带磨削机理与特点 284

7.2.2 砂带磨削方式 284

7.2.3 接触轮材料、形状、硬度选择 285

7.2.4 张紧与调偏机构 287

7.2.5 砂带磨削工艺参数 287

7.2.6 砂带磨床 294

7.2.7 砂带磨削加工实例 295

7.3 超精密砂带磨削 298

7.3.1 砂带 298

7.3.2 超精密砂带磨削方式 298

7.3.3 超声波砂带磨削运动与机理 298

7.4 强力砂带磨削 300

第8章 游离磨粒加工技术 301

8.1 概述 301

8.1.1 游离磨粒加工机理 301

8.1.2 超精密研磨及超精密抛光加工环境 304

8.1.3 游离磨粒加工特点 304

8.2 研磨 305

8.2.1 研磨原理及过程 305

8.2.2 研磨加工特点 306

8.2.3 手工研磨与机械研磨 307

8.2.4 研磨工具 307

8.2.5 研磨剂 310

8.2.6 研磨运动轨迹 312

8.2.7 研磨工艺参数 317

8.2.8 研磨加工的应用 319

8.2.9 研磨机 324

8.2.10 研磨新工艺 326

8.3 磨粒喷射加工与磨料流动加工 334

8.3.1 磨粒喷射加工 334

8.3.2 磨料流动加工 335

8.4 机械抛光 337

8.4.1 机械抛光方式 338

8.4.2 机械抛光机理 338

8.4.3 抛光剂 339

8.4.4 浮动抛光 339

8.4.5 修饰加工 341

8.4.6 端面非接触镜面抛光 342

8.4.7 “8”字流动抛光 342

8.4.8 刷光表面光整加工 342

8.5 复合抛光工艺 343

8.5.1 机械化学抛光 343

8.5.2 水合抛光 345

8.5.3 胶质硅抛光 345

8.5.4 非接触化学抛光 346

8.6 硬脆材料的抛光 346

8.6.1 陶瓷的金刚石微粉抛光 346

8.6.2 硅片的机械化学复合抛光 348

8.7 弹性发射加工 349

8.7.1 弹性发射概念与加工原理 349

8.7.2 弹性发射加工装置及NC控制 349

8.7.3 弹性发射加工结果 351

第9章 磨削加工质量与检测 353

9.1 磨削加工质量的含义及其对使用性能的影响 353

9.2 磨削表面纹理 354

9.2.1 磨削表面的创成机理 354

9.2.2 磨削表面粗糙度的理论分析 355

9.2.3 影响磨削加工表面粗糙度的因素 356

9.2.4 磨削加工表面粗糙度的经验公式 356

9.3 磨削表面层物理力学性能 357

9.3.1 磨削表面层加工硬化层 357

9.3.2 磨削表面金相组织变化——磨削烧伤 357

9.3.3 表面层残余应力 359

9.4 磨削表面完整性参数综合影响及改善措施 361

9.4.1 磨削表面缺陷 361

9.4.2 磨削表面完整性参数间的关系 361

9.4.3 改善磨削加工零件表面完整性的措施 361

9.5 磨削加工中的振动 362

9.5.1 磨削加工中的颤振现象 362

9.5.2 强迫颤振 363

9.5.3 再生颤振 364

9.6 磨削加工精度检测 365

9.6.1 轴类零件的精度检验 365

9.6.2 内孔的精度检验 367

9.6.3 圆锥的精度检验 368

9.6.4 平面的精度检验 369

9.7 磨削中典型物理量的精密测量方法与仪器 370

9.7.1 常用硬度测量方法 370

9.7.2 磨削表面层显微硬度的测量方法 372

9.7.3 磨削烧伤的判别与检测 374

9.7.4 磨削残余应力的检测 380

9.8 精密磨削表面的典型测量系统简介 383

9.8.1 双频激光外差干涉仪及应用 383

9.8.2 圆度仪及圆度测量 389

9.8.3 三坐标测量机 390

9.8.4 激光测量技术 394

9.8.5 气动量仪测量技术 399

9.9 纳米表面测量技术 401

9.9.1 纳米级测量方法简介 401

9.9.2 Fabry-Perot标准具的测量技术 402

9.9.3 X射线干涉测量技术 402

9.9.4 扫描隧道显微测量技术 402

9.9.5 微观表面形貌的扫描探针测量和其他扫描测量技术 407

参考文献 409