磨削加工是以磨具作為“刀具”對(duì)工件進(jìn)行精密切削的加工方式。磨削加工與其他切削方式比較起來(lái)，具有許多獨(dú)特之處，歸納如下：
(1)磨削過(guò)程中參加切削的磨粒數(shù)極多
砂輪中含有大量的磨粒。據(jù)測(cè)定，每克白剛玉磨料有上萬(wàn)顆甚至十多萬(wàn)顆磨粒。而一片尺寸為300×32×75(mm)的白剛玉砂輪，其重量約5kg，除去其中百分之十幾的結(jié)合劑意外，對(duì)于不同粒度和硬度的砂輪，每平方厘米砂輪中的磨粒數(shù)約為60~1400顆。但是在砂輪表面上，磨粒的分布參差不起，極不規(guī)則。磨粒在砂輪外圓周面上并不是登高分布在同一外圓周上，因而砂輪表面上實(shí)際參加磨削的磨粒數(shù)(即有效磨粒數(shù))少于砂輪表面的磨粒總數(shù)。如果考慮到磨削時(shí)的工作條件，則實(shí)際參加切削的磨粒(即動(dòng)態(tài)有效磨粒數(shù))就更少。根據(jù)測(cè)定，由于磨具特性與磨削條件的不同，砂輪表面實(shí)際參加磨削的磨粒數(shù)占磨粒表面總數(shù)的10%~50%。即使這樣，參加磨削的磨粒數(shù)仍然是很多的。因此，磨削過(guò)程是大量磨粒進(jìn)行統(tǒng)計(jì)切削的過(guò)程，而其他的切削方式在切削過(guò)程中只有一條或幾條有一定幾何形狀的切削刃在參與切削。
(2)起切削作用的磨粒具有特殊的性質(zhì)
1)作為刀具的磨粒具有很高的硬度，因此它能順利地切下高硬度的工件材料。尤其是對(duì)一些高硬度、大脆性的工件材料具有其他切削方式無(wú)法比擬的切除能力，并能獲得其他加工方式不可能達(dá)到的加工質(zhì)量。
不同磨料的硬度見(jiàn)表1-1.
2)磨粒的熱穩(wěn)定性好，在高溫下仍不會(huì)失去切削能力
3)磨粒具有一定的脆性，在磨削力的作用下能夠碎裂，形成新的鋒利的切削刃。
4)磨粒切削刃的形狀不規(guī)則且磨粒以較大的負(fù)前角擠入工件。由于磨料晶體的生長(zhǎng)機(jī)理以及制粒過(guò)程中的粉碎方法不同，磨粒的形狀、大小多種多樣，在砂輪中排列又極不規(guī)則。磨粒總數(shù)以負(fù)前角切入工件，一般切入負(fù)前角為-15°~-60°甚至更大。同一粒度號(hào)的磨粒，尺寸大小也不一樣。
例如，按GB/T 2481.1~1988規(guī)定，F(xiàn)46磨粒100%通過(guò)網(wǎng)孔尺寸為600μm的30號(hào)篩，并允許有質(zhì)量部隊(duì)與30%不通過(guò)篩號(hào)為40(其網(wǎng)孔直奔尺寸為125μm)的粗粒，通過(guò)篩號(hào)為60(網(wǎng)孔基本尺寸為250μm)的細(xì)粒質(zhì)量不超過(guò)3%。也就是說(shuō)F46磨粒中，磨粒尺寸大豆在250~600μm之間。磨粒的刃尖具有一定的頂尖角和圓弧半徑。同時(shí)，磨粒表面及切刃曲線(xiàn)不光滑，存在微小的不平度。
(3)單顆磨粒的切入深度很小
磨削時(shí)，參加切削的磨粒數(shù)量很多，切削刃數(shù)量就更多了。因此，即使在磨削效率很高的情況下，一個(gè)切刃下的工件體積只有10-4~10-5mm3.精磨時(shí)，每個(gè)磨屑的體積則更小。而在銑削加工時(shí)，每個(gè)切屑的體積一般為40mm3，比磨削體積大得多。
(4)磨粒的切削速度極高
磨削時(shí)，砂輪圓周表面的速度極高，磨粒切刃與被加工工件的接觸時(shí)間極短，一般為10-4~10-5s。在這樣短的時(shí)間內(nèi)要完成切削，磨粒和工件間產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦，并產(chǎn)生急劇的塑性變形，因而產(chǎn)生大量的磨削熱，使磨削區(qū)域產(chǎn)生極高的磨削溫度(400℃~1000℃)，且80%以上的熱量將傳給工件。
(5)磨具有自銳作用
參與磨削的磨粒不斷與工件摩擦而逐漸被磨鈍，磨粒受的力也逐漸增大，當(dāng)磨粒所受的力超過(guò)結(jié)合劑對(duì)磨粒的把持能力時(shí)，磨粒將從磨具表面脫落下來(lái)。而位于該磨粒下面的新的、鋒利的磨粒暴露出來(lái)，形成磨具的自銳;另外，磨粒在與工件干涉過(guò)程中不斷受到磨具與工件的擠壓作用，如果這種擠壓力超過(guò)磨粒自身的抗壓強(qiáng)度時(shí)，則磨粒破碎產(chǎn)生新的銳力的切削刃。磨具的這種自銳能力是其他切削刀具所不具備的。
(6)比磨削能大
由于磨削時(shí)小號(hào)的功率多，而每個(gè)磨粒切削刃切除的磨屑體積很小，被磨的材料細(xì)分程度大，因而切除單位體積金屬所消耗的能量(比磨削能)比車(chē)削時(shí)要大得多。
(1)磨削過(guò)程中參加切削的磨粒數(shù)極多
砂輪中含有大量的磨粒。據(jù)測(cè)定，每克白剛玉磨料有上萬(wàn)顆甚至十多萬(wàn)顆磨粒。而一片尺寸為300×32×75(mm)的白剛玉砂輪，其重量約5kg，除去其中百分之十幾的結(jié)合劑意外，對(duì)于不同粒度和硬度的砂輪，每平方厘米砂輪中的磨粒數(shù)約為60~1400顆。但是在砂輪表面上，磨粒的分布參差不起，極不規(guī)則。磨粒在砂輪外圓周面上并不是登高分布在同一外圓周上，因而砂輪表面上實(shí)際參加磨削的磨粒數(shù)(即有效磨粒數(shù))少于砂輪表面的磨粒總數(shù)。如果考慮到磨削時(shí)的工作條件，則實(shí)際參加切削的磨粒(即動(dòng)態(tài)有效磨粒數(shù))就更少。根據(jù)測(cè)定，由于磨具特性與磨削條件的不同，砂輪表面實(shí)際參加磨削的磨粒數(shù)占磨粒表面總數(shù)的10%~50%。即使這樣，參加磨削的磨粒數(shù)仍然是很多的。因此，磨削過(guò)程是大量磨粒進(jìn)行統(tǒng)計(jì)切削的過(guò)程，而其他的切削方式在切削過(guò)程中只有一條或幾條有一定幾何形狀的切削刃在參與切削。
(2)起切削作用的磨粒具有特殊的性質(zhì)
1)作為刀具的磨粒具有很高的硬度，因此它能順利地切下高硬度的工件材料。尤其是對(duì)一些高硬度、大脆性的工件材料具有其他切削方式無(wú)法比擬的切除能力，并能獲得其他加工方式不可能達(dá)到的加工質(zhì)量。
不同磨料的硬度見(jiàn)表1-1.
表1-1
2)磨粒的熱穩(wěn)定性好，在高溫下仍不會(huì)失去切削能力
3)磨粒具有一定的脆性，在磨削力的作用下能夠碎裂，形成新的鋒利的切削刃。
4)磨粒切削刃的形狀不規(guī)則且磨粒以較大的負(fù)前角擠入工件。由于磨料晶體的生長(zhǎng)機(jī)理以及制粒過(guò)程中的粉碎方法不同，磨粒的形狀、大小多種多樣，在砂輪中排列又極不規(guī)則。磨粒總數(shù)以負(fù)前角切入工件，一般切入負(fù)前角為-15°~-60°甚至更大。同一粒度號(hào)的磨粒，尺寸大小也不一樣。
例如，按GB/T 2481.1~1988規(guī)定，F(xiàn)46磨粒100%通過(guò)網(wǎng)孔尺寸為600μm的30號(hào)篩，并允許有質(zhì)量部隊(duì)與30%不通過(guò)篩號(hào)為40(其網(wǎng)孔直奔尺寸為125μm)的粗粒，通過(guò)篩號(hào)為60(網(wǎng)孔基本尺寸為250μm)的細(xì)粒質(zhì)量不超過(guò)3%。也就是說(shuō)F46磨粒中，磨粒尺寸大豆在250~600μm之間。磨粒的刃尖具有一定的頂尖角和圓弧半徑。同時(shí)，磨粒表面及切刃曲線(xiàn)不光滑，存在微小的不平度。
(3)單顆磨粒的切入深度很小
磨削時(shí)，參加切削的磨粒數(shù)量很多，切削刃數(shù)量就更多了。因此，即使在磨削效率很高的情況下，一個(gè)切刃下的工件體積只有10-4~10-5mm3.精磨時(shí)，每個(gè)磨屑的體積則更小。而在銑削加工時(shí)，每個(gè)切屑的體積一般為40mm3，比磨削體積大得多。
(4)磨粒的切削速度極高
磨削時(shí)，砂輪圓周表面的速度極高，磨粒切刃與被加工工件的接觸時(shí)間極短，一般為10-4~10-5s。在這樣短的時(shí)間內(nèi)要完成切削，磨粒和工件間產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦，并產(chǎn)生急劇的塑性變形，因而產(chǎn)生大量的磨削熱，使磨削區(qū)域產(chǎn)生極高的磨削溫度(400℃~1000℃)，且80%以上的熱量將傳給工件。
(5)磨具有自銳作用
參與磨削的磨粒不斷與工件摩擦而逐漸被磨鈍，磨粒受的力也逐漸增大，當(dāng)磨粒所受的力超過(guò)結(jié)合劑對(duì)磨粒的把持能力時(shí)，磨粒將從磨具表面脫落下來(lái)。而位于該磨粒下面的新的、鋒利的磨粒暴露出來(lái)，形成磨具的自銳;另外，磨粒在與工件干涉過(guò)程中不斷受到磨具與工件的擠壓作用，如果這種擠壓力超過(guò)磨粒自身的抗壓強(qiáng)度時(shí)，則磨粒破碎產(chǎn)生新的銳力的切削刃。磨具的這種自銳能力是其他切削刀具所不具備的。
(6)比磨削能大
由于磨削時(shí)小號(hào)的功率多，而每個(gè)磨粒切削刃切除的磨屑體積很小，被磨的材料細(xì)分程度大，因而切除單位體積金屬所消耗的能量(比磨削能)比車(chē)削時(shí)要大得多。
表1-2