磨削技术及精密.超精密加工

郑州工业安全职业学院

毕业论文

题 目：磨削技术及精密、超精密加工

姓 名： 赵会海

系 别： 机电工程系

专 业： 机电一体化

年 级： 08 机电二班

指导教师：

年 月 日

毕业论文成绩评定表

目 录

前 言 ............................................................... 1

第一章 磨削理论的研究 ................................................ 2

第一节 磨削机理 ................................................... 2

第二节 表面完整性 ................................................. 2

第二章 砂带磨削技术 ................................................. 5

第一节 沙袋磨削简介 ............................................... 5

第二节 磨削工艺的进展 ............................................. 5

第三节 精密及超精密磨削 ........................................... 6

第四节 砂带磨削趋势 ............................................... 7

第三章 精密与超精密磨削技术 .......................................... 9

第一节 塑性磨削 ................................................... 9

第二节 镜面磨削 .................................................. 10

第四章 结论及展望 ................................................... 14 参考文献 ............................................. 错误！未定义书签。

致 谢 ............................................................... 16

内容摘要

摘要:磨削在现代制造业中占有重要地位，技术发展迅速,国内外都采用超精密磨削、精密修整、微细磨料磨具进行亚微米级以下切深磨削的研究，以获得亚微米级的尺寸精度。当前磨削除向超精密、高效率和超硬磨料方向发展外，自动化也是磨削技术发展的重要方向之一。本文就精密和超精密磨削，砂带磨削,磨削自动化进行了研究与论述。

关键词: 磨削技术, 砂带磨削, 磨削自动化

Abstract：The grinding holds the important status in the modern manufacturing industry, the technological development is rapid, domestic and foreign all uses the ultra microfinishing, the precise conditioning, the tiny grinding compound grinding tool carries on the submicron level to undercut the deep grinding the research, obtains the submicron level the size precision.Outside the current grinding except to ultra precise, the high efficiency and the ultra hard grinding compound direction develops, the automation also is one of grinding technological development important directions.This article on precise and the ultra microfinishing, the belt grinding, the grinding automation has conducted the research and the elaboration.

Key word: ELID grinding technology, belt grinding, grinding automation.

前 言

磨削加工是机械制造中重要的加工工艺。随着机械产品的精度、可靠性及寿命的要求不断提高，高硬度、高强度、高耐磨性、高功能性的新型材料应用增多， 给磨削加工提出了许多新问题，如材料的磨削加工性及表面完整性、超精密磨削、 高效磨削和磨削自动化等问题。所以，当前磨削技术发展的趋势是：发展超硬磨料磨具，研究精密及超精密磨削、高速高效磨削机理并开发其新的磨削工艺技术， 研制高精度、高刚性的自动化磨床。

应该注意的是，近几年来国外磨削技术发展迅速，例如对硬脆材料磨削机理及工艺的研究，利用干磨削热量同时进行工件热处理，以及不使用磨削液的无污染磨削等方面，与之相比我国均有相当差距。为此，我们一方面要把握国际科学研究的最新动态，积极开展引进国外先进磨削技术的研究工作；同时在国内应结合生产，开展符合国情的实用性研究，普及先进的磨削技术，推动我国的机械制造业的发展。

第一章 磨削理论的研究

磨削机理(如磨削力、磨削功率、磨削热及磨削温度的分布及磨削区接触弧长 、磨粒切削机理、切削形成等)，不同工件材料磨削工艺条件的优化，磨削表面完整性的影响因素和条件，磨削工艺过程的监控与检测技术等。

第一节 磨削机理

过去对普通磨削的机理已经开展了广泛而深入的研究。如对磨削热，近年来国内外学者先后建立了多种热模型进行研究，包括Lavine的磨粒传热模型、Morgan的改进圆锥磨粒模型、C.Guo的砂轮一磨削液复合体模型、高航教授建立的断续磨削热源模型、Rowe建立的简化传热模型等 。随后,C.Guo综合了前人的研究基础， 建立了单磨粒热模型， 利用移动热源理论和温度匹配法 ( 匹配磨粒 一工件接触面的最高温度同冷却液 一工件接触面的最高温度) 计算得到了磨削的能量分布。再譬如对磨削区接触弧长的研究， 早期提出的是利用几何计算法推出几何接触弧长度。随后，E.Salje 提出了最大砂轮与工件最大接触面积的概念 ； 我国湖南大学周志雄教授也建立了砂轮与工件的啮合模型 ； 1 9 9 3年 W.B.Rowe建立了砂轮与工件的接触模型来研究磨削接触弧长。目前， 此问题也处于进一步研究之中。而对于精密及超精密磨削、 高速高效磨削方面，虽然国内外针对不同的工程材料 ( 如陶瓷和玻璃) 都开展了一些理论研究,但是还不全面,还没有形成完整的理论体系。

第二节 表面完整性

一般来说,磨削表面完整性的研究包括： 磨削表面的波纹、振纹 、残余应力、加工硬化层、磨削烧伤及裂纹等。提高表面完整性需要尽量减低磨削区温度， 采用合理的磨削条件。当前,研究表明使用 C B N砂轮和高效深切磨削技术能有效控制磨削件的表面完整性。Guoxian xiao 在研究磨削球墨铸铁的残余应力时，建立了一种简单两栅结构的模型，应用 X射线衍射法对残余应力进行测量。对于磨削残余应力

的检测，目前的方法主要有：X射线衍射法，巴克豪森噪声检测和脆化检测法。也有学者研究结合 x射线衍射和中子衍射对残余应力进行测量， 该方法在对检测航天部件工作状态时的残余应力极为有效。

随着加工过程自动化的不断升温，为顺应市场不断变化着的需求，磨床制造企业开始将关注焦点从产量、品种转向磨床制造技术与自动化加工的融合，以及如何采用数字化手段进一步提高磨床的精度。

一般来说，磨削加工是机械加工中保证最终工艺尺寸和精度的精密加工，这就要求磨床具有很高的制造和装配精度。但现代制造业对磨床的要求还不仅限于此，还要求磨床有很高的自动化程度，但是如果有人问磨床具备什么样的功能才能称得上是自动化的磨床，因为磨削工艺千差万别，所以不能一概而论。目前自动化无非分为四种：首先，自动化以达到人工（或者说非熟练技工）不能达到的精度；其次，自动化以达到人工不能达到的产品精度一致性；再其次，自动化以达到人工所难以达到的效率；最后，自动化以缩短人工所带来的设置、调整和装卡的时间。

但在追求自动化的过程中，首先应该清楚的一点是，实现自动化要达到的目的是什么？答案无非是在保证质量的同时，最大化地降低生产成本。这主要应考虑两个因素，一是机床本身，二是加工工艺。

自动化的实现程度对机床本身的要求是非常高的，不是所有的设备都具有这些功能。机床需要具有一个模块化的设计，可以满足不同用户的需求，来进行柔性化的加工。除此之外，机床还需要具有非常高的运算速度，以及非常广泛的接 口以增强与自动化系统之间的匹配。

另外，加工工艺对自动化系统来说也同样重要。自动化要实现的是一种无人化的操作，从送料到加工完成，其间的各个步骤都需要借助人工去实时检测。如果没有达到预期目标，如何干预机床做出调整呢？一般磨削工艺分为磨前、磨中和磨后，目的就是能够进行稳定、可靠的生产，任何一个环节出现问题，都不能实现机床自动化的加工。

CNC是用来磨削冲头的。由机床本身和自动上下料系统组成，可进行无人化操作。它的高自动化体现在几个方面：全自动无人化操作；自动上下料系统，机器人自动存放工件的仓库一次可存放一个星期的工件；自动测量系统，工件在磨削前后 可进行测量；高精度，高效率，低损耗的伺服电机驱动的自动修整系统，具有自动补偿功能。

在砂带磨削装备的柔性化及自动化方面,要求机床控制系统和数字伺服驱动系统的控制精度，动态响应特性都很高，因此加强对高精度数控系统和伺服驱动系统的研发，通过对磨削加工过程自动实时监控系统的研究，解决磨削过程中信号识别、信息采集、数据处理、反馈控制等技术，从而实现高效、高精度磨削砂带磨床的自动化。在此基础上进行砂带磨削设备系统化设计与制造，开发CNC砂带磨削机床、砂带磨削机器人、并联机构数控砂带磨床、砂带磨削FMS等，实现我国砂带磨削设备的柔性化及自动化.

第二章 砂带磨削技术

第一节 沙袋磨削简介

砂带由基材、磨料和粘结剂三要素组成。采用不同磨料的砂带所产生的磨削效果有所不同。不同磨料组成的砂带所产生的磨削效果明显不同。在单层涂附的砂带磨粒中，通常用氧化铝比碳化硅磨粒制成的砂带能获得更大的切除率。但在以小切除率进行磨削时则相反。特种磨粒的的砂带(多层涂附磨粒的砂带和空心球复合磨粒及软木复合磨粒砂带)与普通砂带相比，明显具有更高的材料切除率；而在特种磨粒砂带中，空心球复合磨粒又比多层涂附磨粒砂带具有更高的材料切除率。另外，砂带影响材料表面粗糙度主要是磨粒粒度的影响，随粒度变细，粗糙度降低。

尽管砂带磨削被称为“冷态”磨削，但所谓“冷态”是相对于砂轮磨削而言，这是因为磨削中砂带磨粒锐利，因而与工件摩擦较小，而且大多数情况下砂带周长较大，容易散热，容易获得空气冷却的效果。因此在切削余量不大、零件尺寸较大、表面粗糙度不高的情况下，可采用干磨方式。但是，带磨削在很多情况下要采用湿磨，因为这有利于控制磨削温度，改善表面粗糙度，并可加大进给量，提高效率，延长砂带寿命。

第二节 磨削工艺的进展

磨削按其加工精度的不同可分为普通磨削、精密磨削、超精密磨削。按磨削效率又可以将磨削分为普通磨削、高效磨削。高效磨削技术包括高速磨削、超高速磨削、缓进给磨削、高效深切磨削 (H E D G)、高速重负荷磨削、砂带磨削、快速短行程磨削。

高速磨削是指磨削速度为 4 5 m/ s ～1 5 0 m/ s 的磨削，而≥ 1 5 0 m/s 的磨削称为超高速磨削。现在工业上实用的磨削速度 已经达到60 m/ s ～ 2 5 0 m/ s， 工件进给速度 为 ( 1 0 0 0～1 0 0 0 0)m/ mi n。

高效深切磨削 ( H E D G) 是一种集超高速、大切深、快进给于一体的新技术，

被誉为“现代磨削技术的高峰” 。其加工表面粗糙度与普通磨削相当，但磨除率却 比普通磨削高 ( 1 0 0～1 0 0 0 ) 倍。现在应用的砂轮线速度已经达到 ( 8 0～ 2 5 0 ) m/s，工件进给速度达到( 1 0 0 0～ 2 5 0 0 0 ) m m/ mi n，磨削深度 达到( 0.1 ～3 0 )m m。结合 C B N砂轮与 C N C技术，可使单位宽度砂轮上的材料磨除率高达 2 0 0 0 m m 3 / r mn·S 一3 0 0 0 mm 3/ m m ·S 。目前，欧洲企业在高效深磨技术应用方面居领先地位。

砂带磨削也是一种高效率磨削。其切深达到 ( 3～5 )l n m，加工效率比普通磨削高( 5～1 0 ) 倍以上。由于它属于弹性磨削，有利于解决磨削烧伤和工作变形等问题。所以，工业发达国家的砂带磨削已占总磨削量的一半左右。近几年来国外的砂带已用 C u b i t r o n ( 美国3 M公司) 和 S G磨料取代普通刚玉磨料， 同时由于采用新基体、新结合剂而使砂带寿命延长。

高速重负荷磨削又称荒磨、粗磨，主要用于粗加工。目前应用的磨削速度达到( 8 0～1 2 0 ) m/ s， 磨削压力达( 1 0～1 2 ) k N。磨削功率( 1 0 0～ 3 0 0 ) k W，最高金属磨除率达 5 0 0 k g/ h， 而且机床实现了自动化，大大提高了生产率。

缓进给磨削是一种结合大切深和缓进给于一体的高效磨削技术。它不但工效高，而且磨削精度高和加工表面质量好。现在应用的磨削深度为 ( 0～3 0 ) l n m， 纵向进给速度 ( 1 0～3 0 0 )mm/mi n。

第三节 精密及超精密磨削

精密磨削是指加工精度为0.1um～Ium，表面粗糙度Ra为0.01um～0.2um的磨削； 超精密磨削是指加工精度小于0.1um，表面粗糙度Ra不大于0.025um的磨削。随着技术创新与高科技产品的不断涌现，对零件的加工精度和表面完整性要求愈来愈高。日前精密路削加工正从微米、亚微米级 (0.1um～1um) 加工技术向纳米级 (10-2um ～1 0-3um) 发展。为获得亚微米级的尺寸精度,国内外都采用超：精密磨削、精密修整、微细磨料磨具来进行亚微米级以下切深磨削的研究。

除此以外，超精研磨、抛光、磁流体研磨、动力悬浮研磨、磁力研磨、软粒子

研磨、砂带研抛、超精研抛等加工方法，同精密电解磨削及研磨、抛光、精密超声 研磨、机械化学研磨及化学机械抛光等复合加工工艺方法，都可以实现精密及超精密加工、镜面加工。在芯片加工中应用超细Z r O微粉的弹性发射游离磨粒技术，可以实现纳米级加工。电泳磨削技术也是一种新的超精密及纳米磨削技术。将平面研磨运动的双端面精密磨削技术与 E L I D技术相结合，其加工精度切除率都比研磨高得多，也可获得很高的平面度。还有人研究将超声波振动技术应用到超精密磨削中并在磨石上开槽可以显著提高了研磨效率并获得较好的表面粗糙度。我国研究开发的喷涂陶瓷精密磨削艺在工业中应用也取得一定成绩。

第四节 砂带磨削趋势

磨削加工是机械制造中重要的加工工艺。随着机械产品的精度、可靠性及寿命的要求不断提高，高硬度、高强度、高耐磨性、高功能性的新型材料应用增多， 给磨削加工提出了许多新问题，如材料的磨削加工性及表面完整性、超精密磨削、 高效磨削和磨削自动化等问题。所以，当前磨削技术发展的趋势是：发展超硬磨料磨具，研究精密及超精密磨削、高速高效磨削机理并开发其新的磨削工艺技术， 研制高精度、高刚性的自动化磨床。

应该注意的是，近几年来国外磨削技术发展迅速，例如对硬脆材料磨削机理及工艺的研究，利用干磨削热量同时进行工件热处理，以及不使用磨削液的无污染磨削等方面，与之相比我国均有相当差距。为此，我们一方面要把握国际科学研究的最新动态，积极开展引进国外先进磨削技术的研究工作；同时在国内应结合生产，开展符合国情的实用性研究， 普及先进的磨削技术， 推动我国的机械制造业的发展。

国外的砂带磨削发展非常迅速，自20世纪60年代以来，特别是静电植砂及涂附磨具技术的出现及发展，欧、美、日等工业发达国家在砂带制造技术和砂带磨床技术上都取得了巨大的成就。国内的砂带磨削技术是在20世纪70年代末才得以真正发展，随着国内的改革开放，砂带磨削技术日益引起了各行业、研究单位和企业

的重视，加之砂带制造技术的提高及品种的增加，使得砂带磨削设备的研究和生产也得到了较大的发展。砂带磨削设备开发与生产的厂家有新乡机床厂、上海机床厂北京二机等十来家企业；有包括郑州三磨所、湖南大学、东北大学、广东工业大学、广西大学、重庆大学等在内的多家科研院所和高校。近年来,国外将砂带磨削用于精密、超精密加工,精度已达微米级,表面粗糙度已达到Ra(0.01～0.025)μm;而国产320#砂带的磨削精度只能达到20～10μm。原因有两方面,一方面是国内机床的切深微进给精度较低,普通机床最小微进给在10～20μm,某些数控机床的微进给可控制到5μm,这对利用现有机床进行砂带磨削、提高精度产生了一定影响；另一方面,砂带磨削为弹性加工,由于弹性变形使得砂带磨削精度降低，因此对磨削深度的微量控制问题的解决是提高砂带磨削精度的先决条件。

砂带磨削总的趋势正向着强力、高速、高效和精密方向发展。在磨床结构方面,从单一磨头向大型、组合（多磨头、多功能、多工位）形式发展。在加工工艺方面，与特种加工相结合的复合加工方法是砂带磨削很有前途的发展方向之一，如与超声振动结合可形成超声砂带精密磨削；与电化学加工结合可形成电解砂带磨削。另一方面自动化在砂带磨削中的应用，尤其是数控砂带磨床及自适应控制技术的应用，使得砂带磨削的加工效率和精度有了很大的提高，已经使得砂带磨削精度已经进入精密和超精密加工行列。

第三章 精密与超精密磨削技术

国内外都采用超精密磨削、精密修整、微细磨料磨具进行亚微米级以下切深磨削的研究以获得亚微米级的尺寸精度。微细磨料磨削，用于超精密镜面磨削的树脂结合剂砂轮的金刚石磨粒平均直径可小至4 μm。日本用激光在研磨过的人造单晶金刚石上切出大量等高性一致的微小切刃，对硬脆材料进行精密磨削加工，效果很好。超硬材料微粉砂轮超精密磨削主要 用于磨削难加工材料，精度可达0.025 μm。日本开发了电解在线修整(ELID)超精密镜面磨削技术，使得用超细微(或超微粉)超硬磨料制造砂轮成为可能，可实现硬脆材料的高精度、 高效率的超精密磨削。作平面研磨运动的双端面精密磨削技术，其加工精度、切除率都比研 磨高得多，且可获得很高的平面度, 在工具和模具制造中，磨削是保证产品的精度和质量的最后一道工序。技术关键除磨床本身外、磨削工艺也起决定性的作用。在磨削脆性材料时，由于材料本身的物理特性，切屑形成多为脆性断裂，磨剂后的表面比较粗糙。在某些应用场合如光学元件，这样的粗糙表面必须进行抛光，它虽能改善工件的表面粗糙度，但由于很难控制形状精度，抛光后经常会降低。为了解决这一矛盾，在80年代末日本和欧美的众多公司和研究机构相继推回了两种新的磨削工艺：塑性磨削（Ductile Grinding）和镜面磨削（Mirror Grinding）。

第一节 塑性磨削

它主要是针对脆性材料而言，其命名来源出自该种工艺的切屑形成机理，即磨削脆性材料时，切屑形成与塑性材料相似，切屑通过剪切的形式被磨粒从基体上切除下来。所以这种磨削方式有时也被称为剪切磨削（Shere Mode Grindins）。由此磨削后的表面没有微裂级形成，也没有脆必剥落时的元规则的凹凸不平，表面呈有规则的纹理。

塑性磨削的机理至今不十分清楚在切屑形成由脆断向逆性剪切转变为塑断，这一切削深度被称为临界切削深度，它与工件材料特性和磨粒的几何形状有关。一般

来说，临界切削深度在100μm以下，因而这种磨削方法也被称为纳米磨削 （Nanogrinding）。根据这一理论，有些人提出了一种观点，即塑性磨削要靠特殊磨床来实现。这种特殊磨床必须满足如下要求：

（l）极高的定位精度和运动精度。以免因磨粒的切削深度超过100μm时，导致转变为脆性磨削。

（2）极高的刚性。因为塑性磨削的切削力远超过脆性磨削的水平，机床刚性太低，会因切削力引起的变形而破坏塑性切屑形成的条件。

对形成塑性磨削的另一种观点认为切削深度不是唯一的因素，只有磨削温度才是切屑由脆性向塑性转变的关键。从理论上讲，当磨粒与工件的接触点的温度高到一定程度时，工件材料的局部物理特性会发生变化，导致了切屑形成机理的变化。作者从实践中找到了支持这种观点的许多证据：比如在一台已经服役20多年的精度和刚度不高的平面磨床上磨削SiC陶瓷，用40O0#的金刚石砂轮。工件表面粗糙度小于Rq5μm，表面上看不到脆断的痕迹。另外德国亚琛工业大学的Konig教授作了如下试验，在普通的车床上，用激光局部加热一个SiN陶瓷试件，即能顺利地进行车削。这些实验均间接地说明温度对切屑形成机理有决定性的影响。

第二节 镜面磨削

顾名思义，它关心的不是切屑形成的机理而是磨削后的工件表面的特性。当磨削后的工件表面反射光的能力达到一定程度时，该磨削过程被称为镜面磨削。镜面磨削的工件材料不局限于脆性材料，它也包括金属材料如钢、铝和钼等。为了能实现镜面磨削，日本东京大学理化研究所的Nakagawa和Ohmori教授发明了电解在线修整磨削法ELID（Electrolytic In-Process Dressing）。

镜面磨削的基本出发点是：要达到境面，必须使用尽可能小的磨粒粒度，比如说粒度2μm乃至0.2μm。在ELID发明之前，微粒度砂轮在工业上应用很少，原因是微粒度砂轮极易堵塞，砂轮必须经常进行修整，修整砂轮的辅助时间往往超过了磨削的工作时间。ELID首次解决了仅用微粒度砂轮时，修整与磨削在时间上的矛盾，

从而为微粒度砂轮的工业应用创造条件。

ELID(Electrolytic In-Process Dressing)磨削是在磨削过程中，利用非线性电解修 整作用和金属结合剂超硬磨料砂轮表层氧化物绝缘层对电解抑制作用的动态平衡，对砂轮进行连续修锐修整，使砂轮磨粒获得恒定的突出量，从而实现稳定、可控、最佳的磨削过程，它适用于硬脆材料进行超精密镜面磨削。ELID磨削技术以其效率高、精度高、表面质量好、加工装置简单及加工适应性广等特点，在日本已较广泛用于电子、机械、光学、仪表、汽车等领域。

ELID磨削原理是金属结合剂超硬磨料砂轮与电源正极相接做阳极，工具电极做阴极，在砂轮和电极的间隙中通过电解磨削液，利用电解过程中的阳极溶解效应，对砂轮表层的金属基体进行电解去除，从而逐渐露出崭新锋利的磨粒，形成对砂轮的修整作用：同时形成一层钝化膜附着于砂轮表面，抑制砂轮过度电解，从而使砂轮始终以最佳磨削状态连续进行磨削加工。所以该技术将砂轮修整与磨削过程结合在一起，利用金属基砂轮进行磨削加工的同时利用电解方法对砂轮进行修整，从而实现对硬脆材料的连续超精密镜面磨削。

ELID镜面磨削过程可分为准备阶段、电解预修锐阶段、在线电解修整动态磨削阶段和光磨阶段。准备阶段主要是对砂轮进行动平衡和精密整形，减小砂轮的圆度和圆柱度误差：预修锐阶段使砂轮获得适当的出刃高度和合理的容屑空间，并形成一层钝化膜：动态磨削阶段形成加工表面：光磨阶段则进一步提高表面质量。

ELID磨削去除材料的机理与其他镜面加工有所不同。通常的镜面加工是通过磨削、研磨和抛光来获得的。研磨和抛光是以柔性的研磨盘把磨料压在材料表面并产生相对运动，磨料借助研磨盘的压力以滚动方式使材料破碎，以滑动和滚动方式去除破碎后的材料。

而在ELID磨削中，一方面由于磨粒固着在结合剂中，对于单颗粒的固着磨粒而言，其有效磨削尺寸只有磨粒尺寸的1/3，磨粒主要以微切削的方式去除材料，所以造成的破碎区要小得多：另一方面，砂轮表面形成具有一定厚度和弹性且容纳有脱落磨料的钝化膜，成为一种具有良好柔性的研磨膜。精磨时，由于进给量很小，钝

化膜的厚度远大于磨料的出刃高度，使砂轮基体表层磨料在磨削中不可能直接与工件接触，砂轮上覆盖的这层钝化膜将代替金属基砂轮参与真正的磨削过程。当电解作用完全抑制时，钝化膜对工件进行光磨。所以ELID磨削实际上是一种将磨、研、 抛合为一体的复合式精密镜面加工技术，其中磨粒主要是以滑动方式去除工件材料的ELID磨削技术是对金属结合剂超硬磨料砂轮在线修整、修锐的复合磨削技术，它有别于电解磨削、电火花磨削，在精密加工领域独树一帜，具有自身的一些显著特点。

磨削过程具有良好的稳定性和可控性，易于实现磨削过程的最优化： 加工精度高，表面裂纹少，表面质量好，适应性广泛，磨削效率高，装置简单，成本低，推广性强等。ELID磨削的必备装置主要有砂轮、电源、电解装置、电解液和磨床等五个要素。 ELID磨削对磨床的要求主要是要有较高的主轴回转精度。ELID磨削用砂轮的结合剂应具有良好的导电性和电解性能，而结合剂元素的氧化物或氢氧化物不导电。目前常用的砂轮有铸铁纤维结合剂(CIFB)、铸铁结合剂(CIB)和铁粉结合剂(IB)的金刚石砂轮， ELID磨削的电源可以采用直流电源、交流电源、脉冲电源等。电解装置的主要部分是工具电极。磨床结构不同，工具电极的位置和形状也不同，电极宜用不锈钢制造，与砂轮的间隙控制在0.5～1.5mm范围内，而且应与机床充分绝缘。工具电极固定在绝缘板上，再用调节栓将绝缘板固定在砂轮防护罩上。电极上开有蓄水槽，电解磨削液采用中心送液法，依靠重力和离心力充满电极间隙。

ELID磨削液兼做电解液，一般采用弱碱性电解质水溶液。但结合剂和磨粒粒度不同，磨削液的主要成分也不同。磨削液对电解过程中形成的钝化膜的厚度、性质乃至最终的磨削效果都有重要影响。

ELID磨削技术在我国尚处于研究阶段，主要集中在高校，如哈尔滨工业大学、大连理工大学、西安交通大学、天津大学、西北工业大学等。哈尔滨工业大学经过几年的努力，研制成功了ELID磨削专用的脉冲电源、磨削液和砂轮，在国产机床上开发出平面、外圆和内圆ELID磨削装置，并对多种硬脆材料进行了ELID镜面磨削的实验研究。目前正积极推广普及该技术，实现产品化。国内已有十几家单位应用

该技术，如230厂用于加工动压马达零件，23所用于相阵雷达互易移相单元陶瓷、 微晶玻璃、铁氧体等航天材料零件加工，8358厂用于光学玻璃非球曲面加工，205 所用于光学玻璃加工，华侨大学用于加工大理石，福建南安宏伟陶瓷厂用于加工陶瓷等。

尽管ELID磨削技术在我国的发展落后于一些工业发达国家，但是ELID磨削技术在国内的研究和应用基础已经具备。特别是该技术显著的特点，尤其适合我国国情。随着该技术的进一步普及推广，相信有越来越多的专家和学者认识到这项技术的重要性和它潜在的经济价值，越来越多的企业重视并采用该技术，从而促进我国传统产业的改造和高新技术的发展。ELID磨削技术作为一种新型的镜面加工方法，具有广阔的应用前景和很大的实用价值。

第四章 结论及展望

由此可见，是否要采用镜面磨削，关键在于应用场合。假如个别刻痕不影响工件的使用，镜面磨削可以取代研磨和抛光，并提高生产效率。否则必须综合考虑所有的加工过程以确定最佳的加工工序的组合. 经过多年的发展，我国的砂带磨削技术在基础研究、应用推广方面已初具规模，并在强力、高效、精密、数控及复合加工等方面都有新的进展。但与发达工业国家相比，我国在砂带磨削机理上的研究还不够深入，砂带及砂带磨床的品种及质量有待完善及改进，砂带磨床的数量还远远比不上砂轮磨床。因此，面对21世纪中国制造业的迅猛发展和砂带磨削的良好的应用市场前景，中国砂带磨削加工及其关键技术急需加强研究和完善，我国的砂带磨削的产业化进程相信一定会取得更大的成功。目前，对大批量生产要求最高的是汽车行业，其对自动化程度的要求也非常高。磨床制造业只有不断提升自身的自动化水平，才能够满足市场快速发展的需求。

磨削加工是机械制造中重要的加工工艺。随着机械产品的精度、可靠性及寿命的要求不断提高，高硬度、高强度、高耐磨性、高功能性的新型材料应用增多， 给磨削加工提出了许多新问题，如材料的磨削加工性及表面完整性、超精密磨削、 高效磨削和磨削自动化等问题。所以，当前磨削技术发展的趋势是：发展超硬磨料磨具，研究精密及超精密磨削、高速高效磨削机理并开发其新的磨削工艺技术， 研制高精度、高刚性的自动化磨床。

应该注意的是，近几年来国外磨削技术发展迅速，例如对硬脆材料磨削机理及工艺的研究，利用干磨削热量同时进行工件热处理，以及不使用磨削液的无污染磨削等方面，与之相比我国均有相当差距。为此，我们一方面要把握国际科学研究的最新动态，积极开展引进国外先进磨削技术的研究工作；同时在国内应结合生产，开展符合国情的实用性研究，普及先进的磨削技术，推动我国的机械制造业的发展。

参考文献

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9. 张中民-可编程控制器原理应用实例-机械工业出版社-2004.

致 谢

在写论文过程中，马老师给予了大力的帮助和指导，在此深表感谢！同时也感谢其他帮助和指导过我的老师和同学。最后要感谢在整个论文写作过程中帮助过我的每一位人。 首先，也是最主要感谢的是我的指导老师，马老师。在整个过程中他给了我很大的帮助，在论文题目制定时，他首先肯定了我的题目大方向，让我在写作时有了具体方向。在论文提纲制定时，我的思路不是很清晰，经过马老师的帮忙，让我具体写作时思路顿时清晰。在完成初稿后，老师认真查看了我的文章，指出了我存在的很多问题。在此十分感谢马老师的细心指导，才能让我顺利完成毕业论文。

感谢三年中陪伴在我身边的同学、朋友，感谢他们为我提出的有益的建议和意见，有了他们的支持、鼓励和帮助，我才能充实的度过了三年的学习生活。

感谢培养教育我的母校，母校给了我良好的学习实践机会，舒适的学习环境我将终生难忘！祝母校蒸蒸日上，永创辉煌！

赵会海 2011.05