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(jiàn)的磨削加工形式通常有：外圓磨削、內(nèi)圓磨削、無(wú)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(chēng)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(méi)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(lèi)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(lèi)。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(zhǎng)，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(chēng)。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(kāi)。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(jiǎn)述單個(gè)磨粒的磨削過(guò)程。 答：?jiǎn)蝹€(gè)磨粒的磨削過(guò)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(guò)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(kāi)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(guò)，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(guò)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(guò)材料的臨界屈服強(qiáng)度，切削刃就開(kāi)始切入材料表層中?；剖共牧媳韺颖煌葡蚰チ５那胺胶蛢蓚?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(chēng)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(zhǎng)也很小。所以可以將它視為帶狀熱源在半無(wú)限體表面上移動(dòng)來(lái)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(wú)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(lèi)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(guò)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(guò)提高砂輪線速度來(lái)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(chēng)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(chēng)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(jiǎn)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(rùn)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(guò)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(zhuān)門(mén)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(jiǎn)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(guò)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(wú)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(shù)脂類(lèi)、金屬類(lèi)、陶瓷類(lèi)等，以樹(shù)脂類(lèi)應(yīng)用為廣。對(duì)粗粒度砂輪，可用陶瓷結(jié)合劑。金屬類(lèi)、陶瓷類(lèi)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(lái)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(zhǎng)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(wú)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(zhǎng)，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(jiǎn)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(kāi)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(guò)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(guò)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(jiǎn)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(guò)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(yáng)極的砂輪金屬結(jié)合劑產(chǎn)生陽(yáng)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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)獲得恒定的磨粒突出高度。 ELID磨削的特點(diǎn)： （1）磨削過(guò)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(guò)快的磨耗，提高了貴重磨料的利用率； （3）ELID修整法使磨削過(guò)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(guó)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(chēng)應(yīng)該是緩進(jìn)給深切磨削，通常簡(jiǎn)稱(chēng)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(méi)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(shuō)，緩磨時(shí)無(wú)論切深多大，無(wú)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(guò)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(lái)是正常的緩磨過(guò)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(guò)程中的連續(xù)修整砂輪與連續(xù)補(bǔ)償?shù)膭?dòng)態(tài)過(guò)程，必須采用專(zhuān)門(mén)的連續(xù)修整磨床。連續(xù)修整的動(dòng)態(tài)過(guò)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(zhǎng)磨削長(zhǎng)度不再取決于砂輪的磨損，而取決于磨床可利用的磨削長(zhǎng)度； 3）比磨削能降低，磨削力及磨削熱均降低，而且在磨削過(guò)程是穩(wěn)定的。 18、什么是砂帶磨削？試簡(jiǎn)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。基體是磨粒的支持體，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(shù)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(shù)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(shù)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(lèi)方法？砂帶磨削中易出現(xiàn)哪些問(wèn)題？ 答：砂帶磨削按磨削方式，可分為閉式砂帶磨削和開(kāi)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(wèn)題：堵塞、粘蓋、磨鈍。另外，砂帶在使用過(guò)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(jiǎn)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(guò)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(chǎng)和恒定的極化磁場(chǎng)，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)。