磨工工艺与技能训练电子课件-第一章-磨削的基本知识

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1、第一单元第一单元 磨削的基本知识磨削的基本知识课题一 磨床简介课题二 磨床的润滑和保养课题三 砂轮课题四 磨削原理课题五 磨削用量的概念课题六 切削液课题一 磨床简介一、磨床的种类和型号磨床的种类很多，按用途和工艺方法不同，大致可分为外 圆磨床、内圆磨床、平面磨床、刀具磨床和专门化磨床等。图 1-1 所示为常用万能外圆磨床。图1-1 万能外圆磨床 1-变速机构 2-头架 3-拨盘 4-顶尖 5-拨杆 6-内圆磨具 7-喷嘴 8-支架 9-砂轮 10-横向进给手轮 11-砂轮架 12-尾座套筒 13-尾座 14 -砂轮架快速进给手柄 15-上工作台16-下工作台 17-挡铁 18-手轮 19-床

2、身一、磨床的种类和型号磨床的通用特性代号位于型号第二位，见表1-1，如型号 MB1432A中的B表示半自动万能外圆磨床。二、磨床主要组成部分的名称和用途磨床主要由床身、工作台和砂轮架等部件组成，不同 组系的磨床各有其结构特点。以最常用的万能外圆磨床为 例，主要部件除上述之外，还有头架、尾座、内圆磨具（ 见图1-1）和液压系统。万能外圆磨床的结构及作用见表1- 2。二、磨床主要组成部分的名称和用途二、磨床主要组成部分的名称和用途三、磨床液压传动的基本概念磨床工作台的往复运动采用液压传动，它可以使磨床 工作台往复运动平衡并可实现较大范围内的无级变速。图 1-2a 所示为磨床工作台纵向往复液压传动系

3、统，其工作原 理如下：当电动机带动齿轮泵2运转时，输出的压力油经 节流阀4、换向阀5 进入液压缸6的左腔，从而推动活塞带 动工作台7向右运动，液压缸右腔的低压油返回油箱。改 变换向阀的位置（见图1-2b），则高压油进入液压缸的右腔，工作台向左运动。转动节流阀，可调节工作台的运动 速度。传动系统的压力由溢流阀3调节。三、磨床液压传动的基本概念图1-2 工作台纵向往复液压传动系统 1-过滤器 2-齿轮泵 3-溢流阀 4-节流阀 5-换 向阀 6-液压缸 7-工作台返回课题二 磨床的润滑和保养一、磨床的润滑良好的保养和润滑有利于延长磨床的使用寿命，保持 磨床的精度和可靠性。润滑的目的是减少磨床摩擦面

4、和机 构传动副的磨损，并提高机构工作的灵敏度。二、磨床的保养磨床的日常保养很重要，要正确操作磨床，防止产生磨床 故障，导致损坏机床或降低机床精度。 磨床保养的要点如下： 1合理操作磨床，不损坏磨床部件、机械结构。 2工作前后须清理机床，检查磨床部件、机械结构、液压系统、冷却系统是否正常，并及时修理，排除磨床故障。 3在工作台上调整头架、尾座位置时，须擦净其连接面， 并涂润滑油后移动头架或尾座。保护工作台、头架、尾座 连接间的有关机床精度。 4人工润滑的部位应按规定加注油类，并保证一定的油面高度。二、磨床的保养5定期冲洗冷却系统，合理更换切削液。处理废切削液应符合环保要求。 6高速滚动轴承的温升

5、应低于60。 7不同精度等级和参数的磨床与加工工件的精度和尺寸参数要相对应， 以保持机床精度。 8磨床敞开的滑动面和机械机构须涂油防锈。 9不碰撞或拉毛机床工作面和部件。 磨床运转500h后需进行一次一级保养。一级保养工作以操作人员为主，维修人员配合进行。 一级保养常用工具有一字旋具、十字旋具、活扳手、呆扳 手、内六角扳手、整体扳手、成套套筒扳手和锁紧扳手等。三、磨床一级保养的内容及要求下面以万能外圆磨床为例介绍磨床一级保养的内容及 要求，见表1-3。三、磨床一级保养的内容及要求返回课题三 砂轮一、砂轮的结构砂轮的结构如图1-3 所示，它由磨粒、结合剂和孔隙（气孔）三个要素组成。图1-3 砂轮

6、的结构二、砂轮的特性要素砂轮的特性主要由磨料、粒度、结合剂、硬度、组 织、强度、形状和尺寸、最高工作速度等要素衡量。各 种特性的砂轮都有其适用的范围，需按照具体的磨削要 求合理地选择。1 磨料二、砂轮的特性要素二、砂轮的特性要素二、砂轮的特性要素2粒度粒度是磨粒大小的量度。根据国家标准固结磨 具用磨料粒度组成的检测和标记第1部分（ GB/T2481.1-1998）对磨粒尺寸的分级标记，粒度用 37个粒度代号表示。二、砂轮的特性要素二、砂轮的特性要素二、砂轮的特性要素3结合剂结合剂是将磨粒粘固成砂轮的材料。结合剂的种类及 其性质影响砂轮的硬度、强度。常用的结合剂分为有机 结合剂和无机结合剂两大类

7、。其中无机结合剂常用的是 陶瓷结合剂（V），有机结合剂常用的是树脂结合剂、橡 胶结合剂两种。结合剂的种类、成分及特点见表1-6。二、砂轮的特性要素二、砂轮的特性要素4硬度砂轮的硬度是指结合剂黏结磨粒的牢固程度，也表示磨 粒在磨削力的作用下从砂轮表面脱落的难易程度。磨粒不 易脱落的砂轮称为硬砂轮；反之，则称为软砂轮。二、砂轮的特性要素二、砂轮的特性要素5组织砂轮的组织是表示其内部结构松紧程度的参数，其与磨 粒、结合剂、气孔三者的体积比例有关。砂轮组织的代号 是以磨粒占砂轮体积的百分比来划分的，共15个代号，以0 号为基准（62），之后磨粒体积每减少2组织号增加一 号，以此类推，见表1-8。二、砂

8、轮的特性要素二、砂轮的特性要素6形状和尺寸常用砂轮与砂瓦的名称、代号、形状及用途见表1-9。二、砂轮的特性要素二、砂轮的特性要素二、砂轮的特性要素7最高工作速度砂轮高速旋转时，砂轮上任一部分都受到很大的离心力 作用，如果砂轮没有足够的回转强度，就会爆裂而引起严重 事故。砂轮上的离心力与砂轮线速度的平方成正比，所以， 当砂 轮线速度增大到一定数值时，离心力就会超过砂轮回转 强度允许的范围，砂轮就要爆裂。因此，砂轮的最大工作线 速度必须标注在砂轮上，以防止使用时发生事故。三、砂轮的代号根据磨具标准G2484-2006的规定，砂轮各特性参数以代号的形式表示，书写顺序示例如下：四、砂轮的选择1磨料的选

9、择磨料按工件材料及其热处理方法选择，磨料本身的 硬度与工件材料的硬度应相对应。一般的选择原则： 工件材料为一般钢材，可选用棕刚玉；工件材料为淬火 钢、高速钢，可选用白刚玉或铬刚玉工件材料为硬质合 金，则可选用人造金刚石或绿色碳化硅；工件材料为铸 铁、黄铜，则选用黑色碳化硅。表1-10可供选择磨料时参考。四、砂轮的选择四、砂轮的选择2粒度的选择粒度按工件表面粗糙度和加工精度选择。细粒度 的砂轮可磨出细的表面；粗粒度的砂轮则相反，但由 于其颗粒粗大，砂轮的磨削效率高。一般常用的粒度 是F46F80。粗磨时选用粗粒度砂轮，精磨时选用细 粒度砂轮。表1-11 可供选择时参考。四、砂轮的选择3砂轮硬度的

10、选择砂轮硬度是衡量砂轮自锐性的重要指标。磨削过程中 ， 磨粒逐渐由锐利而变钝，部分钝化了的磨粒继续工作 ， 作用在磨粒上的压力就会不断增大，当压力增大到一 定数值时，有的磨粒会自行崩碎而形成新的刃口；当压 力超过结合剂的黏结力时，磨粒会自行脱落。钝化了的 磨粒自行崩碎或脱落使砂轮保持锐利的特性称为自锐性 。较软的砂轮有较好的自锐性，可提高砂轮的磨削性能 ， 减小磨削力和磨削热。五、砂轮的安装与拆卸砂轮安装前首先要鉴别其外观，常用的陶瓷砂轮是脆性 体，受损伤的砂轮不能使用。砂轮的裂纹可用响声法检查 。检查时，一手托住砂轮，一手用木锤轻敲听其声音。没 有裂纹的砂轮会发出清脆的声音，有裂纹的砂轮则声

11、音嘶 哑。有裂纹的砂轮不能使用，以免砂轮工作时爆裂。六、砂轮的平衡砂轮的平衡程度是磨削的主要性能指标之一。砂轮的不 平衡是指砂轮的重心与旋转中心不重合，即由不平衡质量 偏离旋转中心所致。 1 静平衡的工具静平衡使用的工具有平衡架、水平仪、平衡心轴和平衡块 等。平衡架有圆棒导柱式和圆盘式两种。水平仪由框架和水 准器组成。玻璃制造的水准器内盛有液体，留有一个气泡， 当测量面倾斜时，气泡偏于高的一侧。常用水平仪的读数精 度为0.02mm/1000mm。平衡心轴由心轴、螺母和垫圈组成。心轴两端的等直径圆柱作为平衡时滚动的轴心。六、砂轮的平衡2静平衡的步骤静平衡的步骤见表1-12。一般新安装的砂轮必须进

12、行两次静平衡。第一次平 衡后，砂轮安装在机床上进行修整，由于砂轮的外形误 差和安装误差，经修整后，原先的平衡被破坏，必须进 行第二次平衡。六、砂轮的平衡六、砂轮的平衡六、砂轮的平衡3 容易产生的问题和注意事项（1）调整平衡架时，螺钉应做微量调整。 （2）砂轮连同平衡心轴放上平衡架后，应防止砂轮从平衡架上滑下来。 （3）转动砂轮时应轻微、缓慢。 （4）移动平衡块时应微量移动。 （5）随时注意平衡心轴与平衡架导柱保持垂直。 （6）砂轮平衡后，平衡块应紧固。 （7）不要将砂轮长时间搁置在平衡架上。 （8）第二次静平衡必须达到8点以上。七、砂轮的修整1砂轮磨钝的形式砂轮磨钝的形式有三种，见表1-13。

13、砂轮在工作一段时间后，其工作表面会钝化。若继续 磨削，将加剧砂轮与工件表面的摩擦，工件会烧伤或产 生振动波纹，使磨削效率降低，也影响工件的表面质量 。因此，应选择适当的时间及时修整砂轮。七、砂轮的修整七、砂轮的修整2砂轮磨钝的过程磨削过程中，可将砂轮表面微刃的钝化过程划分为初 期、正常、急剧三个阶段。在初期阶段，微刃表面残留的 毛刺不断脱落，划伤工件表面；正常阶段，微刃表面的毛 刺已消失，微刃为正常切削状态且逐步钝化，这是最佳的 磨削阶段，工件的精磨应在此阶段内完成；当微刃锐角完 全消失，磨削时发出噪声，即为急剧钝化阶段。七、砂轮的修整3修整砂轮的方法（1）金刚钻笔车削法金刚钻笔是将大颗粒的金

14、刚钻镶焊在特制刀柄上制 成的。金刚钻的尖端研成7080的尖角，如图1- 6a 所示。七、砂轮的修整图1-6 砂轮的修整 ） 金刚钻笔 ） 修整器 ） 金刚钻笔的安装角 ） 修整层局 部放大 1-金刚钻 2-焊料 3-刀柄七、砂轮的修整1）应根据砂轮的直径选择金刚钻颗粒的大小。一般情 况下，砂轮直径为100mm以下时，可选0.25克拉（1克拉 0.2g）的金刚钻；砂轮直径为300400mm时，选用0.60.8克拉的金刚钻。 2）金刚钻的价格昂贵，使用时要检查其焊接是否牢固， 以免失落；还应经常检查金刚钻尖角的磨损程度，磨损 严重的应修研后使用。修整砂轮时切削液不能间断，以免 金刚钻碎裂。七、砂轮

15、的修整3）金刚钻笔的安装角度一般取510，金刚钻的安 装高度要低于砂轮中心12mm，且安装要牢固， 以防 止金刚钻笔振动或扎入砂轮，如图1-6b、c所示。安装时选择金刚钻的尖角对准砂轮。 4）根据加工要求选择修整用量。粗磨时，可以增大修整的背吃刀量和纵向进给速度，以获得尖锐的切削刃 ； 精磨时则相反。精修整一般做23次吃刀，然后再在无吃刀的情况下修整一次。七、砂轮的修整（2）其他修整工具介绍金刚石笔是由颗粒较小的碎粒金刚石或金刚粉用结合力 强的合金结合而成的。金刚石笔分层状、链状、粉状三种 ， 如图1-7a、b、c所示。滚轮式割刀是由多片渗碳淬火钢 的金属圆片装在刀柄上制成的（见图1-7d），

16、常用于整形粗 修整。金刚石滚轮磨削法修整装置（见图1-7e、f）主要由传动装置和金刚石滚轮组成。金刚石滚轮一般用电镀法制 造而成，常用于成形磨削中。七、砂轮的修整图1-7 其他修整工具 ） 层状金刚石笔 ） 链状金刚石笔 ） 粉状金刚石笔 ） 滚轮式割刀 ） 金刚石滚轮 ） 金刚石滚轮磨削法修整装置返回课题四 磨削原理一、磨削过程磨削加工实质是工件被磨削的金属表层在无数磨粒磨刃 的瞬间挤压、刻划、切削、摩擦抛光作用下进行的。磨粒 是不规则的多面晶体，它有很大的楔角。磨粒在砂轮表面 的分布是不规则的，一些比较突出、锋利的磨粒切入工件 ， 起切削作用；突出高度较小且钝的磨粒切不下磨屑，只 起刻划作用；更钝的、隐附在其他磨粒下面的磨粒则起摩 擦抛光作用，如图1-8所示。砂轮工作表面经修整，磨粒会形成一定形状的磨刃。由上所述，可见砂轮磨粒除了切削 作用外，还有挤压、刻划、摩擦抛光作用。磨削的关键词 是切削、摩擦。一、磨削过程图1-8 磨粒形状及其磨削作用 ） 磨粒及磨刃