精密磨刀器砂轮多颗粒磨削机理和工件表面形成的研究

    精密磨刀器砂轮在磨削脆性材料时，由于具有随机几何形状的磨粒参与磨削，因而在磨削过程带有随机性，故其磨削机理很复杂。工件表面的形成可以看成是各个独立磨粒参与磨削结果的总和。但学者们一致认为，脆性材料的材料去除方式可分为两种:脆性断裂和延展性磨削。脆性断裂是由于磨粒对工件表面的挤压使工件表面形成微小的中央裂纹和侧向裂纹，侧裂纹的扩展使材料破碎，从而实现材料的去除，如图7所示;延展性磨削所形成的切屑与磨削金属材料切屑形成类似，磨削过程包括切屑形成、耕犁(隆起)、滑擦(滑动和摩擦)等现象，延展性磨削示意图。上述的各种磨削行为最终构成了工件的表面状态。此外，在磨削过程中，砂轮磨粒具有随机几何形状和大小，它们与工件表面接触压力各不相同，形成了不同的切削深度。随着切削深度和磨削力的增加，晶体位错增多并向工件内部扩展，从而产生应力集中，使亚表面产生微小裂纹，导致亚表面损伤SSD( Sub Surface Damage）。

    清华大学王先遴教授分析了磨粒在磨削过程中所发生的现象，他指出，由于有些磨粒在砂轮表度突出比较高，比较锋利，当获得足够大的切削深度匡时候，就可以形成切屑;有些磨粒在砂轮表面突出不够高，不够锋利，在工件表面产生耕犁，形成犁沟;有些磨粒在砂轮表面突出高度和锋利程度很低，只能在工件表面产生滑擦;分布在砂轮上的有些磨粒，凸出高度很小，且无刃口，只能挤压工件表面的轮廓尖峰，形成塑性变形。