本書全面介紹磨料、磨具與磨削技術(shù)。磨削技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)中的重要領(lǐng)域，是現(xiàn)代制造業(yè)實(shí)現(xiàn)精密加工、超精密加工最有效、應(yīng)用最廣的制造技術(shù)，磨削加工占機(jī)械加工總量的30％～40％，在眾多產(chǎn)業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用。 本書系統(tǒng)論述了磨料的結(jié)晶原理、性能及生產(chǎn)工藝，各類磨具特性及生產(chǎn)工藝，磨削原理及各種磨削工藝技術(shù)；本書還對(duì)傳統(tǒng)磨削領(lǐng)域的實(shí)用技術(shù)進(jìn)行介紹，并對(duì)磨削領(lǐng)域最新研究成果及新開發(fā)的技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)論述。與第一版相比，本書第二版增加了“超精密磨削與鏡面磨削”、“超高速磨削技術(shù)”、“難加工材料的磨削工藝”等更多內(nèi)容。本書具有系統(tǒng)性強(qiáng)、實(shí)用性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。
本書可供廣大機(jī)械加工、材料加工企業(yè)及研究部門工程技術(shù)人員、技術(shù)工人學(xué)習(xí)磨料、磨具、磨削技術(shù)使用，還可作為相關(guān)大專院校機(jī)械制造專業(yè)、材料加工專業(yè)和磨料、磨具專業(yè)在校師生的教學(xué)參考用書。

第二版前言
本書第一版自出版以來，受到廣大讀者朋友的歡迎，許多讀者紛紛來電、來信咨詢相關(guān)技術(shù)問題,為我國磨料、磨具與磨削技術(shù)的推廣、應(yīng)用起到了很好的引領(lǐng)作用。本書在2013年1月被評(píng)為2012年中國石油與化學(xué)工業(yè)優(yōu)秀科技圖書二等獎(jiǎng)。對(duì)此，編者表示衷心的感謝！
磨料、磨具與磨削技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)領(lǐng)域基礎(chǔ)技術(shù)，是先進(jìn)制造技術(shù)的重要內(nèi)容，在化工、地礦、建材、軍工、輕工業(yè)等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，特別是在機(jī)械裝備制造業(yè)的應(yīng)用更為重要。本書將磨料、磨具與磨削技術(shù)內(nèi)容匯集一冊(cè)，而市場(chǎng)上相關(guān)書籍多側(cè)重于某方面的介紹，因此，本書編寫內(nèi)容更為具體、系統(tǒng)和全面。
本次再版，依然力求強(qiáng)化工程實(shí)際，特別突出當(dāng)前的最新工程應(yīng)用實(shí)際和最新技術(shù)成果，對(duì)磨料的結(jié)晶原理，磨料性能及其生產(chǎn)工藝，各類磨具的特性、磨具配方構(gòu)成及其制造工藝過程，并對(duì)磨削原理及其應(yīng)用等方面進(jìn)行了更為系統(tǒng)的闡述，綜合了近年來磨料、磨具、磨削技術(shù)的最新技術(shù)成果，以適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)磨料、磨具與磨削技術(shù)的最新要求，同時(shí)修訂時(shí)基本保持了原有的體系和寫作特色。本次再版修訂的內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面。
（1）將原第一版的磨削液、砂輪磨損與修整、表面質(zhì)量完整性等內(nèi)容重新進(jìn)行了調(diào)整，以增強(qiáng)和完善磨削原理的系統(tǒng)性和完整性。
（2）重新補(bǔ)充、編寫了“超精密磨削與鏡面磨削”內(nèi)容，以適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)磨削技術(shù)的最新要求。
（3）重新補(bǔ)充、編寫了“超高速磨削技術(shù)”、“難加工材料的磨削工藝”內(nèi)容，以凸顯磨削高新技術(shù)的實(shí)用性和重要性。
（4）其他章節(jié)也進(jìn)行了大量更新、增補(bǔ)和修改。
由于磨料、磨具與磨削技術(shù)日新月異，而作者時(shí)間和水平所限，書中疏漏在所難免，敬請(qǐng)各位讀者和同仁指正。

編者
2015年9月



第一版前言
磨削是用磨料或磨具去除材料的加工方法。磨料、磨具是磨削加工的工具。磨削涵蓋了固結(jié)磨具的各種工藝方法、涂附磨具的各種工藝方法、游離磨料(粒)的各種工藝方法。從制造工藝方法分類講，磨削是一個(gè)大類，是一個(gè)總稱。由于人類生活質(zhì)量的提高，國民經(jīng)濟(jì)各部門所需多品種、多功能、高精度、高品質(zhì)、高度自動(dòng)化技術(shù)裝備的開發(fā)和制造，促進(jìn)了先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展。磨削技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)中的重要領(lǐng)域，是現(xiàn)代制造業(yè)中實(shí)現(xiàn)精密加工、超精密加工最有效、應(yīng)用最廣的制造技術(shù)。有資料表明，磨削加工占機(jī)械加工總量的30%～40%，在機(jī)械、航空航天、國防、石油化工、機(jī)床、交通運(yùn)輸、建筑、農(nóng)業(yè)機(jī)械、微加工、芯片制造眾多產(chǎn)業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用。
磨料、磨具與磨削技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)正朝著采用超硬磨料、磨具和高速、高效、高精度磨削工藝及裝備CNC磨床與磨削加工中心方向發(fā)展。但在中國制造業(yè)中普通磨床，普通磨料、磨具，普通磨削工藝仍占有重要地位。因此，本書既對(duì)傳統(tǒng)磨削技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)用技術(shù)進(jìn)行了論述，又對(duì)磨削領(lǐng)域最新研究成果與技術(shù)開發(fā)進(jìn)行了必要的介紹；在內(nèi)容上突出磨料、磨具與磨削技術(shù)的實(shí)用性。對(duì)磨料的結(jié)晶原理、磨料特性及磨料生產(chǎn)工藝在第1章進(jìn)行了論述；將各類磨具的磨料、黏結(jié)劑、組織、硬度等特性，黏結(jié)劑構(gòu)成與配方，磨具成形等生產(chǎn)工藝列為第2章，第3～8章分別對(duì)磨削原理、砂輪修整、磨削液、固結(jié)磨具磨削工藝、涂附磨具磨削工藝、游離磨粒加工技術(shù)進(jìn)行了闡述；第9章對(duì)磨削加工質(zhì)量與檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了介紹。對(duì)于磨削加工裝備——磨床結(jié)構(gòu)及控制技術(shù)，因篇幅所限，本書沒有進(jìn)行專門論述，但對(duì)數(shù)控磨削加工進(jìn)行了適當(dāng)介紹。
本書第1、2、7章由李伯民教授編寫，第3、4章及第6章第7節(jié)和第9章第7～9節(jié)由趙波教授(博士)編寫，第5章和第9章第1～6節(jié)由賀子杏編寫，第6章第1～6節(jié)、第8章由李清副教授編寫。全書由李伯民教授統(tǒng)稿，王建紅女士為本書書稿及圖形處理做了辛勤的工作。本書的出版得到化學(xué)工業(yè)出版社的大力支持。
由于磨料、磨具與磨削技術(shù)是一門多學(xué)科、高新技術(shù)相結(jié)合的綜合性技術(shù)，涉及知識(shí)面寬，限于編者學(xué)識(shí)有限，書中難免存在不當(dāng)之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

編者
2009年4月

第1章磨料1
1.1概述1
1.1.1磨料定義1
1.1.2磨料分類及代號(hào)1
1.1.3磨料應(yīng)具有的基本性能3
1.1.4磨料的粒度4
1.1.5普通磨料的化學(xué)成分6
1.2氧化物(剛玉)系磨料6
1.2.1剛玉系磨料6
1.2.2剛玉磨料晶體結(jié)構(gòu)與相圖7
1.2.3鋯剛玉的晶體結(jié)構(gòu)與相圖10
1.2.4剛玉磨料的生產(chǎn)工藝11
1.3碳化物系磨料12
1.3.1碳化硅的晶體結(jié)構(gòu)及相圖12
1.3.2碳化硅磨料的生產(chǎn)工藝13
1.3.3碳化硅制粒加工14
1.4金剛石磨料14
1.4.1金剛石分類及牌號(hào)14
1.4.2金剛石的性質(zhì)15
1.4.3金剛石的物理、化學(xué)和力學(xué)性能16
1.4.4金剛石電子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)19
1.4.5金剛石生長(zhǎng)過程——合成機(jī)理22
1.4.6人造金剛石的合成裝置與原料29
1.4.7人造金剛石合成工藝32
1.5立方氮化硼磨料37
1.5.1立方氮化硼的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)37
1.5.2氮化硼的ｐT狀態(tài)圖38
1.5.3合成CBN的原料40
1.5.4CBN合成工藝、提純及檢測(cè)41
1.5.5聚晶立方氮化硼（PCBN）制備及性能42
1.5.6新型磨料44
第2章磨具45
2.1磨具結(jié)構(gòu)與特性45
2.1.1磨具的分類45
2.1.2磨具的結(jié)構(gòu)45
2.1.3磨具的硬度46
2.1.4磨具結(jié)合劑46
2.1.5磨具的組織47
2.1.6磨具形狀尺寸48
2.1.7磨具的強(qiáng)度48
2.1.8磨具的靜平衡度49
2.2陶瓷結(jié)合劑磨具50
2.2.1陶瓷磨具的原材料50
2.2.2陶瓷結(jié)合劑的主要性能52
2.2.3結(jié)合劑的選擇53
2.2.4陶瓷結(jié)合劑原料配方設(shè)計(jì)54
2.2.5陶瓷磨具的成形55
2.2.6磨具坯體干燥與粗加工57
2.2.7磨具的焙燒58
2.2.8磨具制品的加工與檢驗(yàn)59
2.2.9特種磨具60
2.3樹脂結(jié)合劑磨具60
2.3.1樹脂結(jié)合劑原材料61
2.3.2樹脂結(jié)合劑配方設(shè)計(jì)64
2.3.3樹脂磨具配混料工藝67
2.3.4樹脂磨具成形工藝68
2.4橡膠結(jié)合劑磨具69
2.4.1橡膠磨具的原材料70
2.4.2橡膠磨具的配方72
2.4.3橡膠結(jié)合劑的原料加工準(zhǔn)備73
2.4.4成形料的配制74
2.4.5橡膠磨具成形75
2.4.6橡膠磨具硫化75
2.5金屬結(jié)合劑超硬磨具76
2.5.1燒結(jié)金屬結(jié)合劑超硬材料磨具76
2.5.2電鍍金屬結(jié)合劑超硬材料磨具79
2.5.3單層高溫釬焊超硬材料磨具80
2.5.4高速、高效精密超硬材料磨具81
2.6涂附磨具85
2.6.1涂附磨具原材料86
2.6.2黏結(jié)機(jī)理與黏結(jié)劑配方89
2.6.3膠的涂附90
2.6.4植砂91
2.6.5干燥與固化92
2.6.6涂附磨具產(chǎn)品轉(zhuǎn)換工序93
2.7磨具的選擇和使用93
2.7.1普通磨具的選擇與使用93
2.7.2超硬磨具的選擇與使用105
2.7.3涂附磨具的選擇與使用111
第3章磨削原理116
3.1磨削過程的特點(diǎn)及切屑形成116
3.1.1磨削的切削刃形狀與分布116
3.1.2磨削的特點(diǎn)117
3.1.3磨粒的切削作用與磨削過程118
3.1.4磨屑的形成119
3.1.5砂輪的有效磨刃數(shù)120
3.2表征磨削過程的磨削要素122
3.2.1接觸弧長(zhǎng)和磨削長(zhǎng)度122
3.2.2磨粒磨削的磨屑厚度125
3.2.3砂輪的當(dāng)量直徑129
3.2.4磨削比130
3.2.5被磨材料的磨除參數(shù)130
3.3磨削力132
3.3.1磨削力的意義132
3.3.2磨削力的理論公式132
3.3.3磨削力的尺寸效應(yīng)136
3.3.4磨削力的測(cè)量與經(jīng)驗(yàn)公式140
3.4磨削溫度146
3.4.1磨削熱的產(chǎn)生與傳散146
3.4.2磨削區(qū)溫度分布的理論解析147
3.4.3斷續(xù)磨削時(shí)工件表面層溫度解析155
3.4.4緩進(jìn)給強(qiáng)力磨削的溫度分布特征161
3.4.5磨削溫度的測(cè)量163
3.5磨削液168
3.5.1磨削液的性能和效果169
3.5.2磨削液的種類和組成173
3.5.3添加劑的種類和作用175
3.6磨削加工零件的表面完整性178
3.6.1磨削加工質(zhì)量的含義及其對(duì)使用性能的影響178
3.6.2磨削表面紋理180
3.6.3磨削表面層物理力學(xué)性能182
3.6.4磨削表面完整性參數(shù)綜合影響及改善措施185
3.6.5超高速磨削的動(dòng)態(tài)分析186
第4章砂輪的磨損與修整189
4.1砂輪的堵塞189
4.1.1砂輪堵塞的形貌189
4.1.2砂輪堵塞的形成機(jī)理190
4.1.3影響砂輪堵塞的因素分析192
4.2砂輪的磨損193
4.2.1砂輪磨損的形態(tài)與原因194
4.2.2砂輪磨損的特征198
4.3砂輪磨損的檢測(cè)201
4.3.1滾動(dòng)復(fù)印法201
4.3.2觸針法202
4.3.3光截法203
4.3.4光電自動(dòng)測(cè)量法203
4.3.5激光功率譜法205
4.3.6電鏡觀察法2064.3.7光反射法207
4.3.8聲發(fā)射監(jiān)測(cè)法208
4.4普通磨料砂輪的修整209
4.4.1普通磨料砂輪的修整方法與工具209
4.4.2單顆粒金剛石筆修整210
4.4.3金剛石滾輪修整210
4.5超硬磨料砂輪的修整214
4.5.1超硬磨料砂輪整形法214
4.5.2超硬磨料砂輪修銳法217
第5章固結(jié)磨具磨削工藝220
5.1數(shù)控磨削加工221
5.1.1數(shù)控外圓磨削加工221
5.1.2數(shù)控光學(xué)曲線磨削234
5.1.3數(shù)控磨床240
5.2高速外圓磨削246
5.3緩進(jìn)給磨削251
5.4超聲波振動(dòng)珩磨255
5.4.1超聲波振動(dòng)加工的工藝效果255
5.4.2超聲波振動(dòng)珩磨的磨削機(jī)理256
5.4.3超聲波振動(dòng)珩磨聲學(xué)系統(tǒng)的局部共振設(shè)計(jì)原理262
5.4.4超聲波振動(dòng)珩磨裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn)270
第6章精密及超精密磨削工藝278
6.1精密磨削工藝278
6.1.1精密磨削表面形成機(jī)理279
6.1.2精密磨削的磨料與磨具279
6.1.3精密磨削的砂輪修整281
6.1.4精密磨削的工藝參數(shù)282
6.2超精密磨削工藝282
6.2.1磨削過程中的切屑形狀和超微量切除282
6.2.2超精密磨削機(jī)理284
6.2.3超精密磨削的磨削工藝參數(shù)284
6.3鏡面磨削工藝285
6.3.1鏡面磨削表面形成機(jī)理285
6.3.2實(shí)現(xiàn)鏡面磨削的技術(shù)關(guān)鍵及工藝286
6.3.3在線電解修銳法287
第7章超高速磨削技術(shù)291
7.1超高速磨削技術(shù)的概念與機(jī)理291
7.1.1超高速磨削技術(shù)的概念291
7.1.2超高速磨削技術(shù)具有的特點(diǎn)292
7.1.3超高速磨削技術(shù)的主要技術(shù)途徑292
7.1.4超高速磨削機(jī)理293
7.2超高速磨削工藝及裝備293
7.2.1超高速磨削工藝293
7.2.2超高速磨削裝備294
7.3超高速磨削技術(shù)的加工效果296
7.4高效深切磨削297
7.4.1概述297
7.4.2高效深切磨削原理298
7.4.3高效深切磨削溫度300
7.4.4HEDG的磨削力及對(duì)機(jī)床的要求304
7.5快速點(diǎn)磨削305
7.5.1快速點(diǎn)磨削的技術(shù)特征305
7.5.2快速點(diǎn)磨削機(jī)理307
7.5.3面向綠色制造的快速點(diǎn)磨削技術(shù)309
7.6切點(diǎn)跟蹤磨削310
7.6.1切點(diǎn)跟蹤磨削原理310
7.6.2切點(diǎn)跟蹤磨削曲軸311
7.6.3切點(diǎn)跟蹤磨削凸輪軸317
7.6.4凸輪磨削實(shí)例318
7.7非輪廓的高度精密磨削318
7.7.1概述318
7.7.2非圓零件加工的工藝特點(diǎn)318
7.7.3機(jī)械靠模仿型磨削方法和工藝320
7.7.4四點(diǎn)恒線速度磨削方法和工藝320
第8章涂附磨具磨削工藝321
8.1涂附磨具加工特點(diǎn)及應(yīng)用范圍321
8.1.1涂附磨具加工特點(diǎn)321
8.1.2涂附磨具應(yīng)用范圍321
8.2砂帶磨削322
8.2.1砂帶磨削機(jī)理與特點(diǎn)322
8.2.2砂帶磨削方式323
8.2.3接觸輪材料、形狀、硬度選擇323
8.2.4張緊與調(diào)偏機(jī)構(gòu)326
8.2.5砂帶磨削工藝參數(shù)326
8.2.6砂帶磨床332
8.2.7砂帶磨削加工實(shí)例334
8.3超精密砂帶磨削336
8.3.1砂帶336
8.3.2超精密砂帶磨削方式337
8.3.3超聲波砂帶磨削運(yùn)動(dòng)與機(jī)理337
8.4強(qiáng)力砂帶磨削338
第9章游離磨粒加工技術(shù)340
9.1概述340
9.1.1游離磨粒加工機(jī)理340
9.1.2超精密研磨及超精密拋光加工環(huán)境342
9.1.3游離磨粒加工特點(diǎn)343
9.2研磨343
9.2.1研磨原理及過程344
9.2.2研磨加工特點(diǎn)345
9.2.3手工研磨與機(jī)械研磨345
9.2.4研磨工具346
9.2.5研磨劑349
9.2.6研磨運(yùn)動(dòng)軌跡351
9.2.7研磨工藝參數(shù)355
9.2.8研磨加工的應(yīng)用358
9.2.9研磨機(jī)362
9.2.10研磨新工藝364
9.3磨粒噴射加工與磨料流動(dòng)加工372
9.3.1磨粒噴射加工372
9.3.2磨料流動(dòng)加工374
9.4機(jī)械拋光376
9.4.1機(jī)械拋光方式376
9.4.2機(jī)械拋光機(jī)理377
9.4.3拋光劑377
9.4.4浮動(dòng)拋光378
9.4.5修飾加工380
9.4.6端面非接觸鏡面拋光380
9.4.7“8”字流動(dòng)拋光380
9.4.8刷光表面光整加工381
9.5復(fù)合拋光工藝382
9.5.1機(jī)械化學(xué)拋光382
9.5.2水合拋光383
9.5.3膠質(zhì)硅拋光383
9.5.4非接觸化學(xué)拋光384
9.6硬脆材料的拋光385
9.6.1陶瓷的金剛石微粉拋光385
9.6.2硅片的機(jī)械化學(xué)復(fù)合拋光386
9.7彈性發(fā)射加工387
9.7.1彈性發(fā)射概念與加工原理387
9.7.2彈性發(fā)射加工裝置及NC控制388
9.7.3彈性發(fā)射加工結(jié)果390
參考文獻(xiàn)391