第一篇：先进磨削技术的新发展
先进磨削技术的新发展
摘要：磨削是指用磨料或磨具去除材料的加工工艺方法，磨削加工的发展趋势正朝着采用超硬磨料、磨具，高速、高效、高精度磨削工艺及柔性复合磨削、绿色生态磨削方向发展。为适应现代工业技术和高性能科技产品对机械零件加工精度、表面粗糙度与完整性、加工效率和批量化质量稳定性的要求，近年出现了一些先进的磨削加工技术，其中以超高砂轮线速度和超硬磨料砂轮为主要技术特征的超高速外圆磨削、高效深切磨削、快速点磨削技术的发展最为引人注目。我们也需要了解超高速磨削加工的机理及超高速磨削的优越性，把握高速超高速磨削加工技术的发展前景。为适应现代工业技术和高性能科技产品对机械零件加工精度、表面粗糙度与完整性、加工效率和批量化质量稳定性的要求，近年出现了一些先进的磨削加工技术，其中以超高砂轮线速度为主要技术特征的超高速外圆磨削、高效深切磨削、快速点磨削技术的发展最为引人注目。
关键词：先进磨削 超高速磨削 发展方向 关键技术 正文：
超高速磨削是近年迅猛发展的一项先进制造技术，被誉为现代磨削技术的最高峰。日本先端技术研究学会把超高速加工列为五大现代制造技术之一。国际生产工程学会将超高速磨削技术确定为面向21世纪的中心研究方向之一。东北大学自上世纪80 年始一直跟踪高速/超高速磨削技术发展，并对超高速磨削机理、机床设备及其关键技术等开展了连续性的研究，建造了我国第一台额定功率55kw、最高砂轮线速度达250m/s 的超高速试验磨床，进行了超高速大功率磨床动静压主轴系统研究、电镀CBN 超高速砂轮设计与制造、超高速磨削成屑机理及分子动力学仿真研究、超高速磨削热传递机制和温度场研究、高速钢等材料的高效深磨研究、超高速单颗磨粒CBN 磨削试验研究、超高速磨削砂轮表面气流场和磨削摩擦系数的研究等，部分研究成果达到国际先进水平。超高速磨削技术特点：
超高速磨削之所以应用这么广泛，与它特有的特点是分不开的，主要体现在以下几个方面
磨削效率高。超高速磨削时，单位时间内通过磨削区的磨粒数增多，如保持每颗磨粒的切深与普通磨削一样，其切入进给量可以大大增加，金属去除率 得到提高，磨削效率大幅度提高。
加工精度高。在进给量不变的条件下，超高速磨削的磨屑厚度更薄，在磨削效率不变时，法向磨削力随磨削速度的增大而大幅度减小，继而减小磨削过程中的变形，提高工件的加工精度。可以得到高质量、小粗糙度值的工件表面。砂轮耐用度大幅提高，有利于实现磨削加工自动化。超高速磨削时，单颗磨粒的切削力较小，使每颗磨粒的可切削时间相对延长。
可磨削难加工材料。超高速磨削可实现硬脆 材料的延性域磨削，使陶瓷材料的磨削加工成为了现实，并且能够获得极好的磨削表面质量和极高的磨削效率。大幅度提高磨削效率，设备使用台数少。磨削力小、磨削温度低、加工表面完整性好。砂轮使用寿命长，有助于实现磨削加工的自动化。实现对难加工材料的磨削加工。
超高速磨削不仅可对硬脆材料实行延性域磨削，而且对钦合金、镍基耐热合金、高温合金、铝及铝合金等高塑性的材料也可获得良好的磨削效果。超高速磨削纯铝的实验表明，当磨削速度超过200m /s时，工件表面硬化程度和表面粗糙度值开始减小，表面完整性得到改善。因为加载速度提高使得塑性应变点后移，增加了材料在弹性小变形阶段被去除的机率。因此塑性材料静态应力波速是实现“脆性”加工的临界点。
超高速磨削关键技术： 超高速磨削砂轮
超高速磨削砂轮应具有良好的耐磨性、高动平衡精度和机械强度、高刚度和良好的导热性等。以此来实现高性能加工。主轴系统
超高速磨床的主轴最高转速在10000r / mm 以上，传递的磨削功率常为几十千瓦，故要求其主轴系统刚性好、回转精度高、温升小、空转功耗低。近年来，超高速磨床越来越多地使用电主轴。
超高速回转的砂轮动不平衡引起的振动会严重影响主轴系统的工作性能和磨削质量。除了砂轮和主轴系统预先要进行严格的动平衡外，还应当在磨削的过程中实施在线自动平衡。砂轮自动平衡系统一般由电子传感及控制系统和平衡头组成。在高速及超高速磨床上常用的在线动平衡系统主要有液体式、气体式及机械式三种。砂轮在线动平衡装置是高速磨床上的重要组成部分。美国、日本和德国等工业发达的国家在高速磨床上均采用了自动平衡系统。砂轮修整技术
超硬磨料砂轮的修整特别是在线修整迄今仍是研究的热点。电解修整(ELlD)法适合金属结合剂超硬磨料砂轮的在线修整，激光修整法不仅便于修整树脂或金属结合剂超硬磨料砂轮，而且热影响区小、砂轮修整损耗小和易于实现自动化，修整效率也高，有很好的发展前景。目前对CBN 砂轮的修整广泛采用接触在线修整法，借助传感系统控制砂轮和修整工具的接触，然后通过进给系统进行微米级进给，得到理想的砂轮形貌，从而保证了精密及超精密加工的要求。磨削液供给系统
超高速磨削中，由于砂轮极高速旋转形成的气流屏障阻碍了磨削液有效地进人磨削区，使接触区高温得不到有效的抑制，工件易出现烧伤，严重影响零件的表面完整性和机械物理性能。因此，磨削液供给系统对提高和改善工件质量、减少砂轮磨损至关重要。超高速磨削常用的冷却液注人方法有高压喷射法，空气挡板辅助截断气流法，气体内冷却法，径向射流冲击强化换热法等。为提高供液效果，应对供液系统参数包括供液压力、流量、磨削液喷注位置、喷嘴结构及尺寸等进行优化设计，此外系统还需配有高效率油气分离和吸排风单元。超高速磨削进给系统
目前数控机床进给系统主要采用滚珠丝杠传动。随着高速超高速加工技术的发展，国内外都采用了直线伺服电机直接驱动技术。使用高动态性能的直线电机结合数字控制技术，避免了传统的滚珠丝杠传动中的反向间隙、弹性变形、磨擦磨损和刚度不足等缺陷，可获得高精度的高速移动并具有极好的稳定性。结语：
超高速磨削是先进制造的前沿技术，在获得高效率，高精度的同时，又能对各种材料和形状进行高表面完整性和低成本加工，因此也正为世界工业发达国家所重视，并已开始进入实用化阶段。随着超硬磨料磨具的应用和发展，高速大功率精密机床及数控技术、新型磨削液和砂轮修整等相关技术、以及磨削自动化和智能化等技术的发展，使超高速磨削和高效率磨削技术在机械制造领域具有更加重要的地位，发展前景广阔。我国应在现有条件下，大力加强各种新型超高速磨削技术的研究、推广和应用，对提高我国机械制造业的加工水平具有十分重要的意义。参考文献: 1孔宪玉 先进制造技术研究与发展 黑龙江科技信息2012 2牛景丽 陈东海 现代超精密加工机床的发展及对策 机床与液压2010 3李伯民 赵波 现代磨削技术 机械工业出版社 2003 4司国斌 张艳 精密超精密加工及现代精密测量技术 机械研究与应用2006 5刘启东 徐春广 超精密机床数控伺服系统及其控制机理-机床与液压2005 6侯亚丽 李长河 卢秉恒 超高速磨削相关技术与工业应用 2009 7赵恒华 王颖 磨削加工技术的发展及现状 制造技术与机床 2007 8冯宝富 超高速磨削技术在机械制造领域中的应用 东北大学学报2003 9左磊 浅谈高速及超高速磨削加工 科技视野2009 10荣烈润 面向21世纪的超高速磨削技术金属加工 2010 11庞子瑞 王晋生 超高速磨削的特点及其关键技术 机械设计与制造 2007
第二篇：超声振动磨削技术、
超声振动精密磨削技术的发展
1、引言
随着科学技术的进步，金属间化合物、工程陶瓷、石英、光学玻璃等硬脆材料以及各种增韧、增强的新型复合材料因其高硬度、耐磨损、耐高温、化学稳定性好、耐腐蚀等优点在航空航天、国防科技、生物工程、计算机工程等尖端领域中的应用日益广泛；但由于这些材料的脆硬特性，传统加工方法已不能满足对这些材料零件的精密加工要求，因此有关其精密超精密磨削加工技术便成为世界各国研究的热点。超声振动精密磨削技术便是顺应这一需要而发展起来的技术之一。
超声振动磨削技术的基本原理为：由超声波发生器产生的高频电振荡信号（一般为16～25KHz）经超声换能器转换成超声频机械振动，超声振动振幅由变幅杆放大后驱动工具砂轮产生相应频率的振动，使刀具与工件之间形成周期性的切削。即工具砂轮在旋转磨削的同时做高频振动。
超声加工技术的经历了从传统超声波加工到旋转超声波加工的发展阶段，旋转式超声加工是在传统超声加工的工具上叠加了一个旋转运动。这种加工用水带走被去除的材料并冷却工具，不需要传统超声加工中的磨料悬浮液，因此，这种方法被广泛的运用于超声振动磨削加工中。
2、超声振动磨削技术发展回顾
1927 年，R.W.Wood 和 A.L.Loomis 就发表了有关超声波加工的论文，超声加工首次提出。
1945 年L.Balamuth 就申请了关于超声加工的专利。世纪 50～60 年代日本学者隈部淳一郎发表了许多对振动切削进行系统研究的论文，提出了振动切削理论，并成功实现了振动磨削等加工 [8]。
1960 年左右，英国 Hawell 原子能研究中心的科学家发明了新的超声磨削复合加工方法。超声振动磨削加工在难加工材料和高精度零件的加工方面显示了很大的优越性。
1986 年日本学者石川健一受超声电机椭圆振动特性启发，首次提出了“椭圆振动 [6]
切
削方法”（elliptical vibration cutting）。世纪 90 年代初，日本神户大学社本英二等人对超声椭圆振动切削技术进行了深入研究，其最具代表性的研究成果是利用金刚石刀具采用双激励双弯曲合成椭圆振动的方式对黑色金属淬火不锈钢进行精密车削，最小表面粗糙度可以达到 Ra0.0106um，不但解决了金刚石不能加工黑色金属的难题，而且使这项技术达到了实用化阶段。
20世纪50年代，在前苏联的影响下，我国进行了振动加工的初步应用研究工作，对超声振动磨削机理进行了探索研究。
1976年，我国再次开展超声加工的试验研究和理论探索。
1983年，我国机械电子工业部科技司委托《机械工艺师》杂志社在西安召开了我国第一次“振动与切削专题讨论会”。
1985 年前后机械电子工业部第 11 研究所研制成功超声旋转加工机，在玻璃、陶瓷、等硬脆材料的内外圆磨削等加工中取得了优异的工艺效果。
1987年北京市电加工研究所于研究成功了超硬材料超声电火花复合抛光技术。这项发明技术是世界上首次提出并实现采用超声频调制电火花与超声波复合的研磨、抛光加工技术。与纯超声波研磨、抛光相比，效率提高5倍以上，并节约了大量的金刚石磨料。
80年代后期，天津大学李天基等人在高速磨削的同时对磨头施以超声振动，提出了高效的超声磨削复合加工方法，效率比传统的超声加工提高了6倍以上，表面质量也有了大幅提高。
90年代后，超声振动作为一种新型的高新技术成为了科研机构和大学院校的研究热点，3、国内外研究现状
3.1超声振动磨削技术 国外 研究现状
1993年，美国堪萨斯州立大学D.Prabhakar等人提出了一种超声旋转加工陶瓷材料去除率的理论模型，并试验证明了与普通磨削相同的条件下旋转超声加工工具具有低的切削力和相对高的材料去除率。
1996年东京大学的增泽隆久等人用超声激振方式在结构陶瓷材料上加工出了直径
为5µm的微孔。
1998年德国工业大学E.Uhlman、G.Spur等人在48届CIPR年会上提出在加工表面的法向施加超声振动，材料的去除率大大提高，并试验证明了在提高材料去除率的同时，并不会对表层造成损伤。
1999年，德国Kaiserslautern大学的G．Warnecke指出，在磨削新型陶瓷和硬 金属等硬脆材料时，磨削过程及结果与材料去除机理紧密相关。
美国内布拉斯加大学和内华达大学对Al2O3陶瓷材料微去除量精密超声加工技术进行了研究。通过模拟陶瓷材料超声加工的力学特性对材料去除机制进行分析，研究发现，低冲击力会引起陶瓷材料结构的变化和晶粒的错位，而高冲击力会导致中心裂纹和凹痕。美国内布拉斯加大学还第一次分析了Al2O3陶瓷精密超声加工的机理、过程动力学以及发展趋势，并详细讨论了超声技术在陶瓷加工方面的应用情况。
巴西的研究人员对石英晶体的超声研磨技术进行了研究，发现石英晶体的材料去除率取决于晶体的晶向，研磨晶粒的尺寸影响材料去除率和表面粗糙度。研究指出，加工过程中材料产生微裂纹是材料去除的主要原因。
日本的吴勇波等人建立了超声振动辅助磨削的实验装置（装置如图 1-4）并研究了磨削不锈钢内孔时超声振动对表面粗糙度和切削力的影响，研究发现，当施加 19.2KHz 超声振动后，表面粗糙度可以减少 20％；法向力减少 65％，切向力减少 70％。
3.2超声振动磨削技术 国内 研究现状
国内众多知名院校均对超声振动加工方面进行了研究，超声振动磨削机理的研究在这一时期取得了一系列的理论成果。
哈尔滨工业大学的吴永孝、张广玉等人研制的超声波振动小孔内圆磨削系统在小孔磨削提高磨削效率和加工精度等方面取得了一定的成效，但其使用的磁致伸缩换能器发热大，需要加装制冷装置致使其结构复杂，且超声电能的供应采用的是碳刷集流环的传统供电方式。
河北工学院的李健中等人对超声振动磨削的材料去除机理、表面创成机理、表面粗糙度等进行了一系列的研究。利用自行研制的超声振动磨削装置使砂轮磨削的同时作轴向超声振动，通过试验得知，由于高频振动，砂轮不易堵塞，保持磨粒锋利性，提高了
磨削效率；磨削表面形成网状结构，加工表面质量较好。
1998 年前后兵器工业第五二研究所杨继先、张永宏等人通过对外圆磨床的改造进行了超声振动内圆磨削试验研究，验证了超声振动内圆磨削可明显地提高陶瓷加工效率，能有效地消除普通磨削产生的表面裂纹和崩坑的效果，提高磨削圆度。
1999年上海交通大学赵波等利用自行研制的超声振动珩磨机床对工程陶瓷发动机缸套类零件进行了超声振动磨削试验研究．加工表面微裂纹大幅度减少，加工效率和加工表面质量均得纠很大提高，加工工具耐用度比普通磨削提高至少3倍。
2000 年前后，天津大学于思远、刘殿通、李天基等人 [12] 对各种先进陶瓷小孔加工进行了系统研究，采用无冷压电陶瓷换能器制开发了一台陶瓷小孔超声波磨削加工机床，在工程陶瓷小孔磨削时对磨头施以超声振动，提出了高效的超声磨削复合加工方法，效率比传统的超声加工提高 6 倍以上，表面质量也有大幅度提高。
南京航空航天大学对硬脆金属材料的超声电解复合加工工艺进行了实验研究。结果表明，该复合加工方法使加工速度、精度及表面质量较单一加工工艺有显著改善
东北大学庞楠研究了新型陶瓷材料的超声波复合磨削加工中砂轮堵塞及自锐性分析，砂轮修整方法及最佳砂轮修整程度的分析，提出超声振动磨削的最佳工艺参数[11]。
上海交通大学吴雁在陶瓷材料的超声加工方面进行了深入研究，研究了二维超声振动磨削陶瓷材料的脆-塑性转变机理、塑性去除机理、高效去除机理等相关的超声磨削机理，提出了微-纳米复合陶瓷二维超声振动表面变质层结构模型以及精密磨削复合陶瓷材料是塑性变形为主的去除方式,并且还进行了纳米复相陶瓷超声振动表面微观特性的研究，提出了在特定的磨削条件下，陶瓷材料纳米增韧改性和二维超声振动磨削技术相结合，可实现以非弹性变形为主要去除机理的超精密磨削表面[12][13]。
河南理工大学闫艳燕等进行了陶瓷材料的超声磨削机理和试验研究，分析了陶瓷材料二维超声振动研磨、磨削的去除机理和磨削表面创成机理以及硬脆材料的表面形成和破碎状况，并建立了相关的数学模型，得出了陶瓷材料脆—塑性转化的临界公式，以及超声磨削提高陶瓷材料表面质量的相关结论[15][16]。
山东大学张洪丽、张建华等研究了工件沿砂轮轴向、径向、切向三种超声振动条件下的磨削特性，分析了三种情况下的运动学、磨削力、材料去除机理及表面加工质量，建立了三种加工方式下的表面粗糙度的计算模型，并进行了实验研究。
北京航空航天大学和哈尔滨工业大学将超声振动引入普通聚晶金刚石(PCD)的研磨
[14]
加工，显著地提高了研磨效率，并在分析PCD材料的微观结构和去除机理的基础上，对PCD超声振动研磨机理进行了深入研究。研究指出，研磨轨迹的增长和超声振动脉冲力的作用是提高研磨效率的根本原因。
本人及团队在超声振动内圆磨削加工技术上取得了新的突破，通过在普通内圆磨削机床上添加超声振动内圆磨削磨头即可以实现超声内圆磨削，结构简单、成本低廉，并且采用了新型的回转式非接触超声波电能传输方式，解决了一直以来困扰众多学者的碳刷、集流环电能传输方式中存在的问题，并申请了一项有关非接触超声波电能传输的实用新型国家专利。
3.3超声振动磨削装置的研究进展
超声振动系统由换能器、变幅杆和工具头等部分组成，是超声设备的核心部分。超声振动磨削系统通常采用一维纵向（轴向）振动方式，并按“全调谐”方式工作。但近年来，随着超声技术基础研究的发展和在不同领域实际应用的特殊需要，对超声振动系统的工作方式和设计计算、振动方式及其应用研究都取得了新的进展，二维超声振动磨削系统也得到了研究和应用。
超声振动磨削系统依据换能器的振动方式可以分为两大类，单方向激励超声振动磨削系统和复合振动磨削系统。
日本研究成功一种半波长弯曲振动系统，其切削刀具安装在半波长换能振动系统细端，该振动系统换能器的压电陶瓷片采用半圆形，上下各两片，组成上下两个半圆形压电换能器(压电振子)，其特点是小型化，结构简单，刚性增强。
日本还研制成一种新型“纵-弯”型振动系统，并已在手持式超声复合振动研磨机上成功应用。该系统压电换能器也采用半圆形压电陶瓷片产生“纵-弯”型复合振动。
1994年日本多贺电气株式会社采用“纵一弯”型超声复合振动系统制成研磨机，用于放电加工后的模具沟槽侧壁研磨抛光。研磨工具做纵向振动和弯曲振动。研究结果表明，弯曲振动方向不同，可获得不同的研磨效果。
哈尔滨工业大学的吴永孝、张广玉等人研制的超声波振动小孔内圆磨削系统，在小
[8]
孔磨削提高磨削效率和加工精度等方面取得了一定的成效，所用磁致伸缩换能器发热大，采用了加装制冷装置的方法解决冷却问题，但致使其结构复杂。
1996 年前后华北工学院辛志杰、刘刚通过对超声振动内圆磨削机理的探讨，研制了一套超声内圆磨削装置，在改善工件表面质量、提高生产率和内圆磨削系统结构设计上有了新的突破。
1997年英国研制了硬脆材料纳米磨削中心，可实现硬脆材料超声纳米表面加工；日本UNNO海野邦昭分别进行了工程陶瓷超声磨削的研究。多项研究结果表明：超声磨削陶瓷材料的加工效率可提高近一倍；当工具与工件上同时施加超声振动时，加工效率可提高2—3倍。
1997 年前后西北工业大学史兴宽等人研制了一种超声内圆磨削装置，此装置较专用超声磨床主轴系统结构简单，但因发热大而使用了冷却装置，这就使此超声磨头的结构显得复杂，虽然加工效率和加工质量有一定的提高，但其复杂的结构不利于推广使用。
2002年弗劳恩霍夫生产技术研究院研制出了新型超声研磨设备DMS 50，采用该设备对超声辅助磨削过程进行了技术性分析。并且，国外已研究出先进的超声振动主轴，其转速可达4000r／min至30，000r／min。可以实现加工过程中砂轮的振动，并使其转速达到传统磨削工艺的水平。
德国 Fraunhofer 研究中心和布莱梅大学精密工程中心采用非圆周对称结构在单纵振激励的条件下产生了 10:1 的椭圆振动，提高了刀具寿命，也保证了加工精度。另外新加坡制造技术研究所仿照德国研究人员的结构也制作除了超声椭圆振动切削不锈钢的装置。
天津大学于思远、刘殿通等人对各种先进陶瓷小孔加工进行了系统研究，采用无冷压电陶瓷换能器研制了一台陶瓷小孔超声波磨削加工机床，在工程陶瓷小孔磨削时对磨头施以超声振动，提出了高效的超声磨削复合加工方法，效率比传统的超声加工提高6倍以上，表面质量也有大幅度提高[23]。
南京航空航天大学杨卫平、徐家文设计了用于加工三维型面的超声磨削装置，推导了用于数控加工的超声磨削装置变幅杆设计的数学模型，此装置采用电机直连进行旋转，电信号传输采用碳刷集流环的传输方式。
河南工业大学机电工程学院李华、殷振等人设计了超声波椭圆振动内圆磨削磨头，[24]
并在超声振动内圆磨削系统中采用了新型的回转式非接触超声波电能传输方式，解决了碳刷、集流环电能传输方式中存在的问题 [25]。
德国 DMG 公司和日本马扎克公司将超声振动头安装在加工中心上，进行了零件异形沟槽加工、内外圆磨削、平面磨削加工、以及导电陶瓷材料的超声振动磨削研究，取得良好效果，并已实现商业化生产应用。
在第八届中国国际机床展览会(CIMT2003)上，德国DMG公司展出了其新产品DMS35Ultrasonic超声振动加工机床，该机床主轴转速3 000～4 0000 r/min，特别适合加工陶瓷、玻璃、硅等硬脆材料。与传统加工方式相比，生产效率提高5倍，加工表面粗糙度Ra＜0.2μm，可加工0.3 mm精密小孔，堪称硬脆材料加工设备性能的新飞跃。
图 1-2 德国 DMG 超声振动加工中心 图 1-3 德国 DMG 超声振动加工中心刀具
4、超声加工技术的发展趋势和未来展望
随着传统加工技术和高新技术的发展，超声振动切削技术的应用日益广泛，振动切削研究日趋深入，主要表现在以下几个方面。
(1)研制和采用新的刀具材料
在现代制造业中，钛合金、纯钨、镍基高温合金等难加工材料所使用的范围越来越大，对机械零件加工质量的要求越来越高。为了更好地发挥刀具的效能，除了选用合适的刀具几何参数外，在振动切削中，人们将更多的注意力转为对刀具材料的开发与研究上，其中天然金刚石、人造金刚石和超细晶粒的硬质合金材料的研究和应用为主要方向。
(2)高效稳定超声振动系统研究
现有的实验及实用振动切削加工系统输出功率尚小、能耗高，因此，期待实用的大功率振动切削系统早日问世。到目前为止，输出能量为4 kW的振动切削系统已研制出来并投产使用。在日本，超声振动切削装置通常可输出功率1 kW，切削深度为0.01～0.06 mm。
(3)超声椭圆振动切削的研究与推广
超声波椭圆振动切削已受到国际学术界和企业界的重视。美国、英国、德国和新加波等国的大学以及国内的北京航空航天大学和上海交通大学已开始这方面的研究工作。日本企业界如日立、多贺和Towa公司等已开始这方面的实用化研究。但是，超声波椭圆振动切削在理论和应用方面还有许多工作要做。尤其是对硬脆性材料的超精密切削加工、微细部位和微细模具的超精密切削加工等方面还需要进一步研究。
(4）微细超声加工技术
以微机械为代表的微细制造是现代制造技术中的一个重要组成部分，晶体硅、光学玻璃、工程陶瓷等硬脆材料在微机械中的广泛应用，使硬脆材料的高精度三维微细加工技术成为世界各国制造业的一个重要研究课题。目前可适用于硬脆材料加工的手段主要有光刻加工、电火花加工、激光加工、超声加工等特种加工技术。超声加工与电火花加工、电解加工、激光加工等技术相比，既不依赖于材料的导电性又没有热物理作用，与光刻加工相比又可加工高深宽比三维形状，这决定了超声加工技术在陶瓷、半导体硅等非金属硬脆材料加工方面有着得天独厚的优势。
随着东京大学生产技术研究所增泽研究室对微细工具的成功制作及微细工具装夹、工具回转精度等问题的合理解决，采用工件加振的工作方式在工程陶瓷材料上加工出了直径最小为5μm的微孔，从而使超声加工作为微细加工技术成为可能。
超声加工技术在不断完善之中，正向着高精度、微细化发展，微细超声加工技术有望成为微电子机械系统(MEMS)技术的有力补充。
超声加工技术的发展及其取得的应用成果是可喜的。
展望未来，超声加工技术的发展前景是美好的。
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图 1-5 超声椭圆振动切削出的镜面试件
当前普通磨削的加工精度大于1μm，表面粗糙度为Ra 0.16~1.25μm；精密磨削技术是指被加工零件加工精度达到1~0.5μm，表面粗糙度为Ra 0.04~0.16μm的加工技术。主要靠对砂轮的精细修整。超精密磨削的加工精度小于0.5~0.1μm，表面粗糙度Ra0.01~0.04μm。使用金刚石或CBN砂轮。适合于合金钢、陶瓷等硬脆材料的加工；用磨具进行磨削和用磨粒进行研磨和抛光时实现精密超精密磨削的主要途径。
第三篇：发动机凸轮轴的磨削技术
汽车凸轮轴的磨削技术
简介：CBN砂轮磨削具有高效、高精度、低成本等显著优点，是凸轮轴磨削加工技术发展的必然趋势。依据多年实验研究的结果和相关技术文献，文章指出了国内在将凸轮轴的CBN磨削技术推向市场的过程中主要的制约因素，并提出了积极的建议，以期在凸轮轴加工中广泛采用CBN磨削技术，提高发动机整体的加工技术水平。凸轮轴作为发动机的关键零件之一，其加工质量的好坏直接影响发动机的动力特性；同时，凸轮轴又是一种非圆磨削的工关键字：刀具夹具切削铣削车削机床测量
CBN砂轮磨削具有高效、高精度、低成本等显著优点，是凸轮轴磨削加工技术发展的必然趋势。依据多年实验研究的结果和相关技术文献，文章指出了国内在将凸轮轴的CBN磨削技术推向市场的过程中主要的制约因素，并提出了积极的建议，以期在凸轮轴加工中广泛采用CBN磨削技术，提高发动机整体的加工技术水平。
凸轮轴作为发动机的关键零件之一，其加工质量的好坏直接影响发动机的动力特性；同时，凸轮轴又是一种非圆磨削的工件，其加工余量大且材料难磨，对磨削精度和生产效率要求都很高，加工难度比较大。因而，凸轮轴的磨削技术一直是业内人士关注的重点。如何提高磨削效率和加工质量是凸轮轴磨削急需解决的问题，主要应考虑如下几个■影响因素：
■机床的特性；
■凸轮轮廓磨削成形的方式； ■砂轮性能和冷却液；
■磨削工艺，包括修整工具及修整工艺。■国内外凸轮轴磨削技术发展现状
目前，国内多数轿车主机厂的凸轮轴生产线和专业生产凸轮轴的厂家均引进了CBN磨削技术，但仍有很多的载重汽车、柴油机和摩托车发动机的凸轮依然采用传统的刚玉砂轮、靠模仿形的磨削工艺。粗磨工序使用的是国产中低速磨床(35m/s以下)，精磨工序部分厂家使用进口磨床，但使用速度均在60m/s以下，修整工具以单点金刚石笔居多，进口磨床和少数国产磨床采用金刚石滚轮修整。这种传统技术给凸轮轴的磨削带来的问题主要体现在如下几个方面：
凸轮轮廓精度低且难以提高
采用靠模样板磨削，凸轮轮廓形状误差最小只能控制在±0.03mm范围内，而全数控无靠模磨削则可控制在±0.01mm内。另外，普通磨料砂轮在使用时，外径变化范围大(80～100mm)，而砂轮直径每变化1mm就会使凸轮轮廓产生0.007mm的变化，因而难以进一步提高凸轮轮廓精度。
凸轮表面易产生烧伤、裂纹等缺陷，很难提高生产效率
由于凸轮磨削余量大且材料难磨，普通磨料砂轮的性能很难适应，磨削质量和生产效率两者往往不能兼顾。
综合经济效益不高
普通磨料砂轮的耐用度和使用寿命低，需频繁修整或更换，使修整工具损耗加快，辅助时间和劳动强度增加，既影响了生产效率，又加大了生产成本。另外，砂轮用量大，其质量波动也影响了磨削工艺的稳定性，又因大量磨削残物的产生，增加了磨削液的过滤清理量，对环境造成一定的污染。
CBN磨削技术的应用，使传统凸轮轴磨削过程中的难题迎刃而解。十几年前，有关使用CBN砂轮磨削凸轮轴的报导只在有限的国外文献中见到。在大规模工业化生产中，使用CBN专用数控凸轮轴磨床磨削凸轮轴的技术在某些西方发达国家也刚刚进入实用阶段。紧跟世界先进制造技术发展的潮流，郑州磨料磨具磨削研究所于20世纪90年代初，在国内率先自主研究开发了用于汽车凸轮轴磨削的陶瓷结合剂CBN砂轮，在国产普通高速（60m/s）强力凸轮轴磨床上粗磨冷激铸铁凸轮轴，取得了良好的使用效果。但由于受到当时机床条件和砂轮制造技术的限制，还没能达到更理想的效果。至90年代中期，工业化国家的多数汽车制造厂均已采用了CBN砂轮磨削凸轮轴，国内主要的轿车生产线上也陆续引进了这项技术。它是以CBN专用数控CNC凸轮轴磨床、高速及高性能陶瓷CBN砂轮、专用磨削液、修整滚轮和磨削工艺整套技术的形式引进的。该技术的主要特点是：砂轮使用速度高（80～125m/s），加工效率高（工件由毛坯粗、精磨一次完成，效率是普通砂轮的2～3倍）。随着凸轮轴的CBN磨削技术及其专用磨床的不断引进，国内研究的CBN专用高速数控凸轮轴磨床也即将进入市场。对此，在完善国产磨床用CBN砂轮粗磨凸轮轴技术，积极研究用CBN砂轮精磨凸轮轴的同时，郑州磨料磨具磨削研究所又开始研制为进口CBN专用数控凸轮轴磨床配套的高速、高效陶瓷CBN砂轮，并已取得了一定成果。研制的砂轮使用速度为80m/s，耐用度和寿命相当于进口砂轮的1/2，而价格只有进口砂轮的1/3。研制的陶瓷CBN砂轮与同类进口砂轮相比，主要差距在于耐用度、寿命和产品质量稳定性偏低，不能完全替代进口砂轮在凸轮轴生产线上连续使用。为了迎头赶上这种快速发展的技术水平，近两年，郑州磨料磨具磨削研究所又研发成功了使用速度为125m/s的磨凸轮轴陶瓷CBN砂轮，其使用速度、磨削效率、磨削质量均达到进口同类产品水平，具有很高的性价比，产品质量稳定质量，完全可以替代进口。这些都表明我国CBN砂轮的制造和应用技术已达到了新的水平。
凸轮轴的CBN磨削技术要素
工业化国家在研发CBN磨削技术时的一个显著特点是将CBN磨料、磨具、磨床和磨削工艺作为一个系统工程来进行的。如美国在20世纪90年代初，为解决凸轮轴的CBN磨削技术，联合了GE公司(CBN磨料)、Norton公司(磨具)和Landis公司(磨床)三家本行业的顶级公司共同攻关。他们最终是以高速CBN砂轮、高速数控CBN专用磨床和CBN磨削工艺一整套技术提供给市场。
在凸轮轴的磨削系统中，必须同时考虑到CBN砂轮制造和应用技术所涉及的各方面的影响因素，才会最终得到令人满意的磨削结果。凸轮轴CBN磨削技术的重要影响因素主要有：
CBN砂轮
性能优越的砂轮必须同时具备磨削锋利、自锐性好和耐用度高等特征。在制造和选择砂轮时主要考虑结合剂、磨料、砂轮浓度和磨具硬度。
结合剂
在CBN磨具的四种结合剂(树脂、陶瓷、金属、电镀)中，以陶瓷结合剂的CBN磨具发展最快。在世界范围内，陶瓷CBN磨具的比例已由20世纪80年代的4%上升到现在的50%以上，增速迅猛。由于陶瓷CBN磨具具有磨削效率高、形状保持性好、耐用度高、易于修整、磨料利用率高(为75%以上，其余类型结合剂为50～60%)、砂轮使用寿命长等优势，因而成为高效、高精度磨削的首选磨具。目前，用于凸轮轴磨削的CBN砂轮全部采用陶瓷结合剂。Mli>磨料选择
在磨削加工中，磨料是磨具中的主体，其性能好坏直接影响磨削效果。CBN磨料与刚玉磨料相比，具有更高的硬度和强度，因而切削锋利且耐磨。在凸轮轴加工这样高强度的磨削情况下，使用CBN磨料是最佳选择。不同牌号的CBN磨料，因制造工艺的不同，其晶体形态、颗粒形状也各不相同，它们各自具有不同的强度、热稳定性、耐化学侵蚀性和破碎特性。应根据结合剂的种类、磨削工件和磨削方式的不同，选择不同牌号的磨料。需要指出的是，CBN磨料在高温下易与水和碱性氧化物发生化学反应而使其结构受到破坏，这是在选择磨削液的种类、压力和流量时必须考虑的因素。
浓度
砂轮浓度的高低表示在磨削时砂轮工作面单位面积上参加磨削的磨粒数的多少，高浓度可带来高的磨削比，200%浓度比100%浓度砂轮寿命长4～5倍。目前，高速、高效磨削均采用较高的砂轮浓度，如进口磨凸轮轴磨床配套的陶瓷CBN砂轮浓度一般均为200%。
硬度
磨具的硬度等级表示结合剂对磨料把持力的大小，它是制造商工艺控制的重要指标，也是用户选择磨具性能的主要参数。砂轮硬度均匀和稳定及硬度高低的合理选择是保证磨削质量的重要前提。国外陶瓷CBN砂轮一般有3～7个硬度等级可供选择，国内目前尚未制订CBN砂轮(包括金刚石磨具)的硬度检验标准，制造商仅以配方硬度进行控制。磨床
砂轮作为以磨床为中心的磨削体系中的一个附件，只有通过磨床所具有的优异特性并优化各种磨削参数，才能最大限度地发挥优势，对CBN磨削来说尤其如此。
高速度
提高砂轮的工作线速度可明显提高磨削效率和磨削比，降低磨削力，从而降低磨削成本。如使用陶瓷CBN砂轮磨削凸轮轴，当砂轮速度从80m/s提高到160m/s时，磨削时间相同，则修整间隔(耐用度)增加2倍；当砂轮速度由35m/s增加至60m/s时，在不同的单位金属去除率(Q'w)情况下，法向磨削力(F'n)均减小1/3左右。CBN砂轮因其结构特点及CBN磨料的特性，为高速、超高速磨削提供了可能。80～125m/s的使用速度已成为目前国内进口的CBN专用凸轮轴磨床基本特征之一。在条件允许的情况下，使用尽可能高的速度是提高CBN磨削的技术性和经济性的重要前提。
机床的高刚性和抗震性
高速磨削和CBN砂轮磨削的特点，要求机床主轴和整体要具有很高的刚性和良好的抗震性，从而保证磨削工件的精度和表面质量，这是CBN高速磨削技术中对磨床的基本要求。不具备这些条件，在使用CBN砂轮时，要想获得更高的金属去除量，工件的几何精度和表面质量就会变差。波纹是常见的表面质量缺陷，它是由振动产生的。引起振动的原因有多种，包括机床刚性低、抗震性差、机床共振或砂轮参数设计不合理造成磨削力过大等。有资料显示：机床的刚度应不小于100N/0.001mm的数量级为好。修整
使用金刚石滚轮修整，不仅可提高修整效率，更重要的是可获得较好的砂轮形貌。使用其他修整工具，很难完成对高硬度砂轮表面的修整。修整装置的进给精度要高，每次进给量应在mm级，过量的修整既影响磨削质量又会大大减少砂轮使用寿命。修整速比Vr /Vc是修整工艺中一个重要的参数，它的改变会使砂轮表面形貌显著变化，并最终影响到工件的表面质量。
冷却液
在磨削过程中，90%以上的能量转化为热能，这些热必须被冷却液最大限度地吸收，否则工件就会被烧伤。对CBN砂轮来讲，还要考虑CBN磨料与水在高温下所产生的化学反应对磨料的破坏。正确选择冷却液种类和冷却工艺参数，往往会收到事半功倍的效果。不同的冷却液，会使砂轮的磨削比相差几倍甚至十几倍。表5为冷却液对CBN砂轮的影响，结果表明砂轮在磨削过程中的机械磨损、化学侵蚀和热损伤的程度与冷却效果密切相关。问题和建议
目前，国内在将凸轮轴的CBN磨削技术推向市场的过程中的制约因素主要体现在如下几个方面：
进口的磨床和配套的CBN砂轮价格昂贵，磨床价格是国内普通凸轮轴磨床的10倍左右，是国内研制同类磨床的3～4倍；进口CBN砂轮的价格是国内同类砂轮的3～5倍，使得在国内市场的进一步推广受到成本方面的制约。
国产凸轮轴加工用的磨床大多数速度低，其精度、刚性、抗振性、修整、冷却等条件均不能满足使用CBN砂轮的要求。因此，在使用CBN砂轮时，往往得不到期望的效果。
国内CBN砂轮的主要磨削性能已达到国外同类产品水平，只是在砂轮的耐用度、使用寿命和质量稳定、适应性方面略低，但价格较低，因而有着较高的性价比，其技术和经济性已为国内许多汽车主机厂和配套厂所认可，但仍需进一步提高CBN砂轮制造技术水平。
新技术宣传力度不够，部分企业因循守旧，对新工艺的需求不强烈，对提高生产效率和加工质量不重视，是这项技术推广的外部制约因素。建议
加快开发国产CBN专用高速数控凸轮磨床，重点解决其刚性和抗振性的关键技术，首先使80m/s的磨床尽快投放市场，使其技术性和经济性能满足大多数中小企业的需要。在此基础上，再开发速度更高、性能更完善的产品。
CBN砂轮的研究应立足于提高性能、完善工艺、稳定质量和批量化生产。应加强基础理论研究和专用设备的研发。通过为进口磨床配套砂轮的研制解决其制造的关键技术，满足进口砂轮国产化的需要。同时，考虑到目前国产凸轮轴磨床的技术现状，在CBN砂轮制造技术参数的设计上尽量满足这部分磨床使用CBN砂轮的要求，使CBN磨削尽可能地发挥最大效果。
在磨床、磨具制造和用户之间建立紧密联系，加强沟通和协作，共同促进CBN磨削技术的不断提高。
第四篇：传接球技术新发展
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传接球技术新发展
文章来源：我的网站 发布时间：2009-12-02 01:01:32 阅读：601次
传接球技术新发展
传球技术包括：
传接球是篮球比赛中进攻队员有目的地转移球的方法。
原地双手和单手传球；行进间双手和单手传球；跳起单手和双手传球。
接球技术包括：
双手接胸部高度的球；双手接头部高度的球，双手接低于腰部的球；双手接反弹球；双手接地滚球；单手接球。
现代篮球运动传接球发展趋势是：
传球的方式大多数采用双手的胸前传球，单、双手头上传球，以及反弹和背后传球等等。传球的机会、球的落点准确。能够及时抓住战机传球给同伴，利用头、眼睛、脸的表情和身体和虚晃，脚步的移动来引诱和迷惑对方的防守。
在比赛中经常采用跳起投篮变传球给篮下队员，篮下队员直接在空中接球扣篮。接球时有很强的战术意识。
能够在瞬间判断出持球的同伴和对方防守的意图，摆脱对方防守用抢球的方式去接球，或者为自己的同伴创造机会去接球，从而创造更多更好的进攻时机。传接球技术教学目标与技术规格
(一)教学目标
通过传接球技术的教学与训练，使学生掌握传、接球技术的基本理论知识；较熟练地掌握传、接球动作技术；达到传接球技术规格要求；学会和掌握传接球技术教学方法和练习手段，并能够将所学的知识运用到教学实践中。
(二)几种传球技术规格
1、双手胸前传球技术规格
(1)拇指呈八字，自然垂肘于体侧，置球于胸前。
(2)用抖腕、手指弹拨发力，球向后旋转，由指尖传出。
(3)上、下肢及全身动作协调配合，传球落点准。
2、双手反弹传球技术规格
(1)双手掌心向下，拇指呈八字，置球于胸腹之间。
(2)用手指、手腕弹拨发力，球从指尖传出，并使球向后旋转。
(3)反弹点落于离接球队员三分之一处。
(4)反弹高度于腰膝之间。
3、单手肩上传球
(1)手指自然分开，掌心空出，托球后下部置球于肩上。
(2)转腰肩，带肘部，向前挥摆，伸臂抖腕手指用力拨球传出。
(3)全身动作协调配合，传球落点准。
(三)接球技术规格
(1)手指张开成勺形，对准来球方向，伸臂迎球。
(2)指端接触球后，顺势后引，用手指、手腕控制好球。
(3)两手握球，保持身体平衡，及时做下一个进攻动作。传接球技术教学重点与难点
(一)教学重点
传接球技术教学重点：
以掌握双手胸前传球，单手肩上传球和双手接胸部高度球为重点。
(二)教学难点
传接球技术教学难点：
传接球的手法和手脚动作的协调配合。传接球技术教学方法
(一)双手胸前传球的教学方法
1、原地模仿练习
目的：
徒手体会原地双手胸前传球的出球手法。
方法：
学生成两列横队，左右前后间隔2米。学生随教师的口令做双手胸前传球的徒手练习。
要求：
身体直立，腿不动，重点体会上肢出球手法。
2、原地持球翻腕练习
目的：
体会原地双手胸前传球的翻腕动作。
方法：
两人一组，一人持球做翻腕动作，另一人扶球帮助练习体会动作。
要求：
身体直立，两腿不动，重点体会持球翻腕动作。
3、原地对墙传球练习
目的：体会原地双手胸前传球的手法。
方法：学生每人一个球，面对墙1.5～2.5米的距离进行原地双手胸前传球练习。
要求：身体稍前倾，重点体会伸臂翻腕拨指动作。
4、原地自抛自接球练习
目的：体会原地持球动作。
方法：每人一球，双手持球前平举，将球上抛1.5米左右，然后接球，检查持球手型是否正确。
要求：两脚平行开立，身体直立，接球时手臂伸直。检查持球方法是否正确。
5、原地传接球练习
目的：体会原地双手胸前传球完整动作。
方法：两人一组一球，面对面相距3～4米，做原地双手胸前传球练习。
要求：上下肢动作协调配合，传球手法准确。
6、原地三角、四角传球练习
目的：体会原地双手胸前传球完整动作。
方法：学生成三至五人一组站成近似等边三角形或正方形，相距4～米按顺时针或逆时针方向依次传球。
要求：接传球动作连贯，上下肢动作配合协调。
7、迎面跑动传接球练习
目的：体会双手胸前传接球技术动作。养成传球后迅速起动的习惯。
方法：学生6～8人一组，分成两纵队站立，距离4～6米，相互传球后跑至对方排尾。
要求：传球手法准确，动作协调，传球后要迅速起动。
8、全场二人跑动传接球练习
目的：体会在行进间双手胸前传球的完整动作技术。
方法：两人一组一球，相距3～5米，进行全场传球接球练习。
要求：采用侧身跑进行传接球，传球手法准确，全身动作协调配合。
(二)双手头上传球的教学方法
1、原地模仿练习
目的：徒手体会原地双手头上传球的出球手法。
方法：学生成两列横队，前后左右间隔2米。学生随教师的口令做双手头上传球徒手练习。
要求：下肢不动，重点体会上肢出球手法，建立动作概念。
2、原地对墙传球练习
目的：体会原地双手头上传球出球动作。
方法：学生每人一球，面对墙2～3米的距离进行原地双手头上传球练习。
要求：腰腿不动，重点体会原地挥臂扣腕拨指动作。
3、原地传接球练习
目的：体会双手头上传球的完整技术动作。
方法：二人一组一球，面对面相距4～5米，做原地双手头上传球练习。
要求：上下肢协调配合，传球手法准确。
4、扇形原地传球练习
目的：体会双手头上传球，全身动作协调配合及传球手法。
方法：学生四人一组一球，一人持球，另三人站成扇形，进行传接球练习，传到一定次数后，然后依次交换。
要求：传球动作连贯，上下肢配合协调。
5、原地五角传球练习
目的：体会双手头上传球完整技术动作。
方法：学生五人一组一球，站成五角形，相距4～6米。按顺时针或逆时针方向隔人依次传球。
要求：接传球动作衔接要连贯，用眼睛的余光观察传、接球者的情况。
6、传接球投篮练习
目的：体会双手头上传球的出球手法与投篮动作的结合。
方法：将学生分成两组，每组7-8人在中线与边线的交接处站立，其中一组每人一球，用双手头上传球传至另一组排头，然后切入篮下，另一人接球用双手头上传球回传，然后接球投篮，两人交换依次进行。
要求：传接球要及时准确到位。手脚配合要协调，接球与投篮衔接要熟练。
(三)双手反弹传球教学方法
目的：体会双手反弹传球出球手法。
方法：学生成两列横队，前后左右间隔2米，随教师口令做徒手模仿练习。
要求：两脚不动，重点体会双手反弹传球出球手法，建立正确的动作概念。
2、原地对墙传球练习
目的：体会双手反弹传球翻腕拨指动作。
方法：学生每人一球，距离墙2～3米进行传接球练习。
要求：传球速度由慢到快，动作准确协调。
3、原地传球练习
目的：体会双手反弹传球上下肢协调配合及落点。
方法：学生两人一组一球，相距3～5米，做双手反弹传球练习。
要求：传接球动作协调连贯，传球落点要准。
4、传接球跑动练习
目的：体会双手反弹传球的完整技术动作。
方法：学生6～8人一组一球，另一组不拿球，两组相对进行双手反弹传球练习，传球后跑至对方排尾。
要求：传球的力量要柔和，接传球时不得走步。传球后起动迅速。
5、二人传球一人防守练习
目的：体会在有防守的情况下，运用双手反弹传球动作技术。
方法：学生三人一组一球，二人进行双手反弹传球，一人进行防守练习，练习一定时间后，进行交换。
要求：防守者积极挥臂封堵传球，传球者要用假动作迷惑对方，迅速传球。
(四)单手肩上、单手胸前、单手体侧传球的教学方法
1、原地模仿练习
目的：体会单手肩上、胸前及体侧传球的出球手法。
方法：学生两列横队，前后左右间隔2米，随教师口令做徒手练习。
要求：徒手传球动作由慢到快，重点体会出球手法。
2、原地传接球练习
目的，体会单手肩上、胸前及体侧传球的人身动作协调配合及出球手法。
方法：两人一组一球，相对间距3～5米，进行单手肩上、单手胸前及单手体侧传球练习。
要求：传接球动作连贯准确，手脚配合要协调。
3、四角传球练习
目的：体会单手肩上、胸前及体侧传球的完整动作。
方法：将学生分成人数相等的四组，成四角形站位进行传接球练习。传球后跑至接球组排尾。可采用顺时针或逆时针进行练习。
要求：传接球动作要连贯，传球人准确，不得走步。
4、全场传接球练习
目的：体会行进间单手肩上传球，单手胸前传球的完整动作技术。
方法：学生两人一组一球，用单手肩上或单手胸前传球进行全场传接球练习。
要求：传接球时要侧身，手脚配合要协调，传接球动作要连贯，不能走步。
5、全场传接球投篮练习
目的：体会在行进间单手肩上、胸前、体侧传球的出球手法及与投篮动作的结合。
方法：学生三人一组一球，后半场传接球，进入前场，两侧队员切入篮下接球投篮。
要求：传接球时手法要准确，全身动作配合要协调，不能走步。
6、传接球加防守练习
目的：体会在有防守的情况下，运用单手肩上、单手胸前、单手体侧传球动作技术。
方法：学生五人一组一球，三人传球，两人防守，进行传接球练习，练习一定时间后进行交换。
要求：传球者要用眼睛的余光观察防守者的情况，传球要准确及时到位。
(五)单手反弹传球的教学方法
1、原地模仿练习
目的：体会单手反弹传球出球手法。
方法：学生成两列横队，前后左右间隔2米，随教师口令做徒手练习。
要求：徒手传球动作由慢到快，重点体会出球手法。
2、原地对墙传球练习
目的：体会单手反弹传球全身动作协调配合及球的落点。
方法：学生每人一球，面对墙壁1.5～2.5米进行单手反弹传球练习。
要求：传接球动作连贯协调，传球要准确，注意传球落点。
3、原地传接球练习
目的：体会单手反弹传球的完整技术动作。
方法：两人一组一球，相距3～5米，进行原地单手反弹传球练习。
要求：手脚配合要协调，传球要准确。
4、传接球投篮练习
目的：体会单手反弹传球的出球手法与投篮动作的结合。
方法：学生成两路纵队，拿球一队在中线与边线的交接处，不拿球一队在罚球线延长线边线站好。持球者用单手反弹传球后，迅速切至篮下接同伴的单手反弹回传球后投篮，抢到篮板球后，两人交换位置。
要求：传球要及时准确到位，接球投篮动作衔接连贯。
5、两人传球，一人防守练习
目的：体会在有防守的情况下，运用单手反弹传球动作技术，提高运用能力。
方法：学生三人一球，两人做单手反弹传球，一人进行防守练习，练习一定时间后进行交换。
要求：传球者要捕捉战机及时传球，传球要准确到位。防守者要积极封堵。
(六)单手背后传球的教学方法
1、原地模仿练习
目的：体会单手背后传球的出球手法。
方法：学生两列横队，前后左右间距2米，随教师口令作徒手模仿练习。
要求：身体侧对传球方向，扣腕拨指动作要准确协调。
2、原地持球扣腕练习
目的：体会单手背后传球的出球手法。
方法：学生两人一组一球，一人做单手背后出球扣腕练习，一人扶球帮助练习，体会动作。
3、原地传接球练习
目的：体会单手背后传球的完整技术动作。
方法：学生两人一组一球，距离3～5米，进行单手背后传球练习。
要求：传球动作由慢到快，手指手腕要控制好球，注意传球的方向和落点。
4、三角传球练习
目的：体会单手背后传球的完整技术动作。
方法：学生三人一组一球，距离3～5米，进行单手背后传接球练习。
要求：传球动作准确连贯，手脚配合要协调。
5、传接球投篮练习
目的：体会单手背后传球动作与投篮动作的结合。
方法：学生分成两组，一组持球在中线与边线交接处站立，另一组不持球在罚球线延长线站立，持球者用单手背后回传球进行投篮，然后两人交换。
要求：传接球动作准确协调，传球必须注意落点准确到位。
(七)传接球技术综合练习方法
1、全场跑动传、接球练习
目的：体会在行进间双手或单手传接球出球手法。
方法：分成两组，○组做跑动传球，△组做定位传球。○组做四遍后与△组交换。
要求：奔跑速度要快，传、接球要快速、准确，步法要协调。
2、全场侧身弧线跑传、接球练习
目的：体会在行进间单手或双手传接球的完整动作技术。
方法：找三人做固定位置传接球，其它人每人一球做侧身及弧线跑传接球练习。
要求：传、接球要快速，动作要连贯，准确，上下肢要配合协调。
3、全场两人跑动传接球投篮练习
目的：体会在行进间双手或单手传接球的完整动作技术，提高运用能力。
方法：④传给球⑤后，立即起动向前跑接⑤的传球，⑤传球给④后，立即起动向前跑接④的传接。直接到对面篮下投篮。当第一组传球投篮后，第二组开始练习
要求：传接球动作要连贯，出球要快，手脚动作配合协调，不得走步，传球要做到以球领人。
4、全场传切投篮练习
目的：体会在行进间双手或单手传接球与投篮技术的结合。
方法：①在端线掷界外球，②摆脱防守后接应①的球后回传给①，①立即传给在中线策应的③然后切入篮下接③回传球投篮。依次进行练习。
要求：传接球动作准确协调，传球要到位，落点要准确。投篮动作衔接协调。
5、四角传接练习
目的：体会在行进间双手或单手传接球全身动作协调配合，提高学生传接球运用能力。
方法：④传球给跑上来的⑦，然后迅速跑向⑤的前方；⑦传球给⑤以后，立即跑到④的排尾；④接⑤的传球后，在跑动中传给⑥，自己跑到⑤的排尾；⑤传球给④后，跑向对面罚球区接⑥的传球，并在跑动中传给⑦，然后跑到⑥的排尾；依次进行练习。
要求：斜插时起动要突然，要侧身接球，传球要快速、有力、到位，并传到接球人身前一步左右的胸部高度。传球后要明显加速。
6、三人直线跑动传接球练习
目的：体会在跑动中传接球的出球手法，提高学生运用能力。
方法：三人一组一球，中间人拿球向两边自己同伴传球，然后接回传球，依次进行。
要求：传球要快，保持三角队形，中间慢，两边快，两边传球后要加速跑。传球要到位，以球领人。始终要做斜线传球，用眼睛的余光进行观察。
7、全场三人围绕传接球练习
目的：体会在行进间双手或单手传接球出球手法和全身协调配合。
方法：传球人始终从接球人身后绕切至前面接球。依次进行练习。
要求：传球后绕切要加速，要控制好身体重心，使传球连贯。最后接近篮下时，要分散成三角队形，要以球领人。
8、全场三人插上传接球投篮练习
目的：提高学生全场行进间双手或单手传接球运用能力和传接球的准确性。
方法：三人一组一球，中间人拿球传给插上队员，然后跑向另一侧，另一侧队员插上接球，传至篮下队员进行投篮。
要求：三人配合要熟练，传球人准确到位，插上队员要及时，要以球领人。
9、三人交叉换位插上运、传、投练习
目的：体会在行进间双手或单手传接球与运投技术的结合。
方法：②接③传球，运球传给①，①运球传给③，③可分别传给切入篮下①或②投篮，依次进行。
要求：三人配合要熟练，路线和传球落点要准，起动速度要快。
10、全场弧线插上传接球练习目的：提高学生双手或单手传接球运用能力和熟练程度。
方法：④、⑦不拿球，其余每人一球。①和10先同时把球传给中线的④和⑦，然后①沿着圆圈弧线插上接⑦的传球，10沿圆圈弧线插上接④的传球。①接球后再传给④；10接球后，再把球传给⑦。接着，①沿中圈弧线插上接⑦的传球，排在⑥的后面。10沿中圈弧线插上接④的传球，排在⑨的后面。然后，④向异侧弧线插上接⑧的传球，排在12的后面。⑦也向异侧弧线插上接⑤的传球，排在③的后面。依次连续练习。
要求：传球准确到位，插上队员跑位及时接球要稳，要控制好身体重心。
11、三人抢篮板传接球投篮练习
目的：提高在行进间结合抢篮板球进行传接球的准确性和熟练程度。
方法：②抢篮板球后传给插上③然后快下，③再将球传给插上的①然后切入篮下。②和③接①的传球进行投篮，依次进行练习。
要求：抢到篮板球时要注意插上队员的位置迅速传球，传球的落点要准确，快下队员要侧身跑随时准备接球投篮。
12、全场长距离传球练习
目的：体会在行进间长距离传球力量和手法的运用。
方法：两人一组一球，一人将球抛向篮板，另一人抢篮板球传回快下，接同伴的长传球投篮，然后两人交换。
要求：抢篮板球后要沿边线快下，传球要快速有力落点要准。可用单手肩上传球或双手胸前传球传至篮下。
13、全场五人传接球投篮练习
目的：体会在行进间单手或双手传接球出球手法和全身动作协调配合。
方法：④向篮板抛球，当④接到篮板球传球给⑥，⑥传给⑤，⑤传给⑦，⑦再传给⑤，⑤传给⑧，⑧接球后投篮，其它人跟进抢篮板球。依次进行练习。
要求：五人配合要熟练，传球速度要快，动作要准确规范。
14、全场三人交叉运、传、投练习
目的：体会在行进间传接球与运球投篮技术的结合，提高学生传接球运用能力。
方法：④、⑥持球。开始时④向前运球，⑤斜插接④的传球后，向边线运球前进。④传球后立即向中间插上接⑥的传球，并向边线运球前进。④传球后立即向中间插上接⑥的传球，并向边线运球前进。最后④和⑥投篮，依次进行练习。
要求：传球准确到位，运球时要抬头观察场上情况，插上及时，配合熟练快速。
15、行进间两人传球越过防守练习
目的：体会在有防守的情况下进行传接球，提高学生传接球运用能力。
方法：④和⑤传球推进，防守队员只准在圆圈内进行封堵球。最后由⑤投篮然后两人交换。
要求：在传球推进时注意防守人和接球人的位置，传球要及时、准确、到位。
16、全场二攻一传接球练习
目的：体会在有防守的情况下，进行传接球，提高学生传接球运用能力。
方法：两人一组一球，在全场进行传接球，一人进行防守，然后交换。
要求：传球要隐蔽快速及时到位，防守要积极封断。
17、全场三攻二传接球投篮练习
目的：体会在有防守的情况下，进行传接球，提高学生传接球运用能力。
方法：三人一组传接球，两人进行防守，由中间人向两侧队员传接球，传至对方篮下投篮。
要求：进攻队员传球要到位，注意观察场上情况，防守队员开始可进行消极防守，逐渐进行积极防守，两防守队员不准换位。
18、全场三对三斜插传、接球投篮练习
目的：体会在对抗的情况下，进行传接球，提高学生传接球运用能力。
方法：④、⑥各持一球。⑤斜插，接④的传球后向边线运球。⑥向前运球，传给④后再向中间斜插，越过中线接⑤的传球后，继续运球推进，然后传向篮下④。篮下队员接到球或运球投篮，然后两组交换。
要求：运球中要注意观察斜插队员情况，传球要及时到位。传球后斜插起动要快，侧身接球。防守者可先做背手进行防守，逐渐过渡到积极防守，但不准换人防守。
19、全场五对五传接球投篮练习
目的：体会在对抗情况下进行传接球，提高学生传接球运用能力。
方法：全场五对五传接球投篮，进攻队员可采用各种传接球技术进行，投篮后抢篮板球继续进行练习，如投篮投中或抢到篮板球后，防守队员转入进攻。
要求：进攻队员配合要熟练，传接要到位，要跑开位置拉开层次，防守队员可采用先消极防守后做积极防守，进攻队员传球三次后可投篮，但不准运球。
20、全场五攻五守综合练习
目的：提高学生在有防守的条件下，进行传接球的运用能力。
方法：五人进攻五人防守，进行全场的攻防练习。
要求：进攻队不得运球和带球跑，球在个人手中停留时间超过3秒为违例，进攻队传接球三次以上方可投篮，攻守双方要积极主动，注意防守时不要犯规。传接球技术易犯错误及纠正方法
(1)接球时手形不正确，无缓冲动作。
纠正方法：
教师应进一步示范和讲解，提出以正确手型迎球，要求臂、肘关节放松，接球时顺势后引。可组织两人一组一球，一人单手举球或轻轻抛球，另一人以正确的手形去接球，借以帮助体会动作。或者采用在慢速传球中练习接球动作。
(2)持球手型不正确，掌心触球，传出的球无力量。
纠正方法：
组织学生观察教师的正确手型，可采用两人一组一人持一球互相推传练习(即传球模仿性练习)，帮助学生体会正确的持球和出手用力方向。
(3)双手持球或传球时，肘关节外张。
纠正方法：
教师首先讲清双手持球手型，说明肘关节外张是四指向上，手腕、手指过渡紧张所造成的。要求手腕、手指放松，肘关节自然下垂，可组织学生多做些模仿练习，帮助体会正确的动作。
(4)双手传球时用力不一致，传出的球侧旋，两手有交叉动作。
纠正方法：
可先采用两人一组做双手持球或不持球的传球模仿性练习，体会传球动作的连贯性和上肢下肢动作配合的协调性；然后采用两人一组(由慢到快，由近到远的)传球练习，或者采用持球对墙练习传球方法，体会出手动作和上下肢协调配合。特别要注意两手同时翻腕和拨指的动作。
(5)单手传球时臂肘外展，形成推铅球式传球和甩球。
纠正方法：
教师重复讲解，示范单手传球动作。可采用徒手模仿传球动作的练习，体会蹬地、转体、挥臂、甩腕的协调动作。或者采用两人一组一球相对传球动作练习，体会正确的动作。然后拉大传球的距离，提高传球技术运用能力。
(6)反弹传球时，用前臂甩球，球的击地点不准，全身动作配合不协调。
纠正方法：
教师要进一步讲解示范反弹传球的要点，可组织学生反复做平传球的练习。还可采用两人传球一人防守的练习，体会球的击地反弹点。使学生掌握正确的反弹传球动作技术。
(7)行进间传接球时，手与脚步动作配合不协调，腾空过高。
纠正方法：
教师在教学中，进一步讲解示范行进间传接球和手脚配合的方法，强调传接球时不要向上跳，要正常向前跑动，可采用在慢速中先传，接固定球的练习，然后再进行跑动中传接球的练习，使学生体会正确的动作，逐渐增加练习的准确程度，提高练习的速度和学生的运用能力。传接球技术教学与训练建议
(1)在传接球技术教学中，首先应使学生正确认识传接球技术的重要性。同时注意启发教育学生树立对传接球的责任感和集体主义观念，培养学生主动配合的意识和习惯。
(2)传、接球教学步骤应从原地开始，掌握动作规范，在掌握动作规范的基础上进行移动传、接球教学；再进行与其它技术相结合的练习；最后再进行有防守情况的练习，提高学生在实战中运用的能力。
(3)在教学过程中先教传平直球，再教传折线球，最后教传高吊球。并以三种传球路线交替进行练习，促使传接球手法的正确形成。
(4)在传、接球教学中，要重视传接球技术教学，传球要求及时、快速、隐蔽、准确；接球要求积极、认真、主动迎球。形成正确的接球手法，养成接球结束就是传球或其它进攻动作的开始的习惯。
(5)在传、接球教学中，着重加强对学生手腕手指的力量和灵活性的练习，提高控制球的能力，应组织弱手传、接球技术练习，发展提高弱手传接球技术，以适应篮球比赛的需要。
(6)在传、接球技术教学中，对学生完成的技术动作应及时作出评定，肯定优点，指出错误及其产生原因，并及时采取纠正错误动作的辅助性练习和练习方法。
(7)在传、接球技术教学过程中，要特别注意与其它技术相结合的练习，要求方法手段形式多样。同时可采用竞赛性，游戏性的练习，提高学生传接球技术的运用能力。
第五篇：磨削烧伤及其解决方案
磨削烧伤及其解决方案
张国耀
（郑州超微磨料具有限公司 河南 郑州 450001）
摘要：鉴于磨削过程中工件烧伤的问题一直困扰着产品的质量问题，从磨削烧伤的形成的机理、磨削烧伤的检查方法、磨削烧伤的分级、磨削烧伤的避免措施、磨削烧伤的影响因素、磨削烧伤解决方法。让我们从基础对磨削烧伤形成认识、到对磨削烧伤的解决方法形成一整套的方案，其中：砂轮的选择在磨削烧伤过程中非常重要。以避免我们生产中避免烧伤、遇到烧伤而找到合理的解决方法。适用于外圆磨烧伤、内圆磨烧伤、平面磨烧伤、端面磨烧伤、无心磨烧伤等磨削方式。
关键词：磨削烧伤 烧伤砂轮的选择 烧伤解决方法 烧伤原理 烧伤级别
一、定义：磨削时，由于磨削区域的瞬时高温（一般为900－1500℃）到相变温度以上时，形成零件表层金相组织发生变化（大多表面的某些部分出现氧化变色），使表层金属强度和硬度降低，并伴有残余应力产生，甚至出现微观裂纹，这种现象称为磨削烧伤。
二、磨削烧伤机理：
当磨削表面产生高温时，如果散热措施不好，很容易在工件表面（从几十um到几百um）发生二次淬火及高温回火。如果磨削工件表面层的瞬间温度超过钢种的AC1点，在冷却液的作用下二次淬火马氏体，而在表层下由于温度梯度大，时间短，只能形成高温回火组织，这就使在表层和次表层之间产生拉应力，而表层为一层薄而脆的二次淬火马氏体，当承受不了时，将产生裂纹。
三、损伤的原因：
(1)热处理的影响
a)残余奥氏体 磨削时残余奥氏体由于砂轮磨削时产生的热和压力而转变，同时可能伴随出现表面回火和磨削裂纹。残余奥氏体量应控制在30％以内。
b)渗层碳浓度 渗层碳浓度过高，在渗层组织中容易形成网状碳化物或过多的游离碳化物。由于这种物质极硬，在磨削过程中可能出现局部过热倾向和发生表面回火。渗层碳浓度过高，会使工件表面产生过多的残余奥氏体．从而导致烧伤和裂纹。因此，表面碳浓度增加，则降低了磨削性能，一般表面碳浓度应控制在0.75％-0.95％范围以内。
c)碳化物分布及形态 碳化物分布应均匀，粒度平均直径不大于lμm；碳化物形态应为球状、粉状或细点状沿网分布，不允许有网状或角状碳化物。
d)脱碳 热处理时．表面或环境保护不当会产生表面氧化，这样在工件上就会产生一层薄的脱碳层，这层软的脱碳层会引起砂轮过载或过热，从而造成表面回火。
e)回火 在保证硬度的前提下，回火温度尽可能高一些，回火时间尽可能长一些。这样可以提高渗碳淬硬表面的塑性，而且使残余应力得以平衡或降低．改善表面应力的分布状况。这样可以降低出现工件裂纹的机率，从而提高磨削工件的效率。
f)变形 应尽可能减少热处理变形．这样可以减小磨削余量。若热处理变形过大，如果磨削操作不是在工件径向圆跳动最大处开始磨削，则每次磨削在这些点上去除的磨削余量将是不正常的，从而导致烧伤及裂纹。
四、磨削烧伤检查方法：
1.2.3.4.5.观色法 酸洗法 金相组织法 显微硬度法 磁弹法
五、磨削烧伤的分级：
磨削烧伤有多种不同的分类方法。根据烧伤外观不同，可分为全面烧伤（整个表面被烧伤）、斑状烧伤（表面上出现分散的烧伤斑点）、均匀线条状烧伤、周期线条状烧伤；按表层显微组织的变化可分为回火烧伤、淬火回火烧伤；还可根据烧伤深度分为浅烧伤(烧伤厚度＜0.05mm)、中等烧伤(烧伤层厚度在0.005~0.01mm之间)、深度烧伤(烧伤层厚度＞0.01mm)。在生产中，最常见的是均匀的是周期的线条状烧伤。
由于在磨削烧伤产生时往往伴有表面氧化作用，而在零件表面生成氧化膜。又因为氧化膜的厚度不同而使其反射光线的干涉状态不同；因此呈现出多种颜色。所以通常用磨削表面的颜色来判断烧伤的程度，也就是“观色法”对钢件来说，随烧伤的加强，颜色一般呈现白、黄（400-500℃）、褐、紫（800~900℃）、兰(青)的变化。不同磨削深度下，加工表面的烧伤颜色和氧化膜厚度不同。
烧伤颜色仅反映了较严重的烧伤现象，而当零件表面颜色不变时，其表面组织也可能已发生了烧伤变化，这类烧伤通常不易鉴别，所以对零件使用性能危害更大。目前，人们为了更好地控制烧伤的程度，已根据表面组织的变化，对烧伤进行了分级，一般从0-8共分九级，其中，0级最轻，8级烧伤最严重。
六、预防磨削烧伤的措施
1.尽量减少磨削时产生的热量。2.尽量加速热量的散发。3.避免前道工序的影响。
七、磨削烧伤影响因素及解决方法
（一）．磨削方式磨削条件的影响：
1.2.3.4.5.6.7.1.磨削余量过大。
合理的磨削参数设定，合理的选择磨削用量。在磨削用量少时出现烧伤，应增大纵向进给速度：磨削量大时出现烧伤，应减少进给量，增加磨削次数。工件转速合理设定，过高或者过低都不太好。磁力不足,工件停转 调整磁力.砂轮主轴振摆大 检修主轴.严格控制砂轮传动系统及砂轮心轴的间隙，砂轮传动带松紧调整合适。工件和砂轮电机扭矩选用是否足够。砂轮材质选择不当，砂轮的选择最基本的砂轮磨料要与磨削的工件皮配合理。
（二）、砂轮的选择问题：（详见砂轮选择篇）2.3.4.5.6.7.8.9.10.1.2.砂轮粒度偏细，砂轮粒度在满足粗糙度要求的条件下选择粗号。砂轮硬度偏硬，选择偏软点的砂轮，提高砂轮的自锐性。砂轮组织过小（紧），选择偏大、疏松的砂轮；以有利于排屑，减少烧伤的发生机率。在一些情况下可以考虑使用大气孔砂轮。对砂轮进行特殊的处理。
砂轮直径过大，而磨削面积增大会引起烧伤；根据工件的情况可以选择砂轮直径较小的砂轮，尤其适用于内圆磨削。
对砂轮使用面进行开槽，这种磨削方式称为“间断式磨削”，可以减少发热及增加散热的效果；也有利于充分排屑。砂轮钝化，及时修整砂轮。
砂轮的平衡不好，必须对砂轮进行精细的平衡，以便砂轮在工作时处于良好的平衡状态。
砂轮保持持续的锋利性。
（三）、砂轮的修整问题：
砂轮钝化，及时修整砂轮。
砂轮修整的过细，使微刃切削性能降低；在满足粗糙度的工艺要求下，尽量让砂轮修整的粗糙些。3.砂轮修整器不锐利，使用砂轮修整器其它面进行修整，或者进行修磨与更换。4.可以让砂轮的边角进行修磨一下。5.修整砂轮的金刚石支座必须牢固。
（四）、冷却方面的问题：
普通冷却方法
1.2.3.4.5.6.7.磨削液选择不当，选择合理的磨削液。一般选择油性的磨削液，降低了磨削区的温度，会适当减少烧伤的发生。在有条件的情况下选择品牌的磨削液。可在采取湿磨的情况下一定不采用干磨。
磨削液有效充分供给，不但要磨削区供给充足，而且压力要大；才可以让温度降低与充分排屑。
保持冷却液的纯净。
保持冷却液较低的温度，从而可以降低磨削区的温度，必要时可使用散热器。磨削液喷嘴安放位置不妥，应使喷嘴尽可能靠近磨削区。冷却液喷嘴加装空气挡板。附图
冷却液喷嘴加装空气挡板
8.使用内冷却砂轮：内冷却法是将经过严格过滤的冷却液通过中空主轴引入砂轮的中空腔内。由于离心力的作用，将切削液沿砂轮孔隙向四周甩出，直接冷却磨削区。
内冷却砂轮结构 附：无心磨烧伤的一些原因及解决方法： 1.导轮转速太低；增加导轮转速。2.磨削砂轮选择不当：粒度太细、砂轮太硬、组织太紧；让砂轮粒度放粗、硬度放软、组织疏松。3.纵向进给量过大；减小导轮倾斜角。4.在入口处磨得太多，工件前部出现烧伤；转动导轮架。5.在出口处磨得过多，使工件全部烧伤成螺旋线的痕迹；转动导轮架。
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