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1、37059-10a,主编,第十章 磨 削 加 工,第一节 磨削基础知识 第二节 磨具的特性与选用 第三节 磨 削 操 作 第四节 典型磨削件操作实例 第五节 先进磨削技术,第一节 磨削基础知识,一、磨削加工的特点 二、磨削过程分析 三、磨削机床 四、磨削运动及磨削用量,一、磨削加工的特点,1)磨削属于多刃、微刃切削。 2)加工尺寸精度高，表面粗糙度值低。 3)加工材料广泛。 4)砂轮有自锐性。 5)磨削温度高。,二、磨削过程分析,图10-1 磨粒的切入过程,二、磨削过程分析,图10-2 磨削过程中的隆起现象,二、磨削过程分析,(1)初磨阶段 在砂轮最初的几次径向进给中，由于机床、工件、夹具系统
2、的弹性变形，实际磨削深度比磨床刻度所示的要小。 (2)稳定阶段 随着径向进给次数的增加，机床、工件、夹具系统的弹性变形抗力也逐渐增大,直至上述工艺系统的弹性变形抗力等于径向磨削力量，实际磨削深度等于径向进给量，此时进入稳定阶段。 (3)清磨阶段 当磨削余量即将磨完时，径向进给运动停止。,三、磨削机床,1.外圆磨床 2.内圆磨床 3.平面磨床 4.无心外圆磨床 5.工具磨床 6.专门化磨床 7.其他磨床,1.外圆磨床,图10-3 万能外圆磨床的外形及外圆磨削运动图 1头架 2砂轮 3内圆磨具 4磨架 5砂轮架 6尾座 7上工作台 8下工作台 9床身 10横向进给手轮 11纵向进给手轮 12换向挡
3、块,2.内圆磨床,图10-4 内圆磨床 a)头架作纵向进给 b)砂轮架作纵向进给 1床身 2工作台 3头架 4砂轮架,3.平面磨床,图10-5 四种类型平面磨床的运动简图 a)卧轴矩台平面磨床 b)立轴矩台平面磨床 c)立轴圆台平面磨床 d)卧轴圆台平面磨床,图10-6 M7120A平面磨床组成 1床身 2驱动工作台手轮 3磨头 4拖板 5轴向进给手轮 6砂轮修整器 7立柱 8行程挡块 9工作台 10径向进给手轮,3.平面磨床,4.无心外圆磨床,图10-7 M1080无心外圆磨床 1床身 2砂轮修整器 3砂轮架 4导轮修整器 5导轮架 6导轮架座 7工件托板,4.无心外圆磨床,图10-8 无心
4、外圆磨削原理 a) 示意图 b)传动图 1磨削砂轮 2工件 3导轮 4托板,5.工具磨床,工具磨床是专门用于工具制造和切削刃磨削的磨床，有万能工具磨床、钻头刃磨床、拉切削刃磨床、工具曲线磨床等，多用于工具制造厂和机械制造厂的工具车间。,6.专门化磨床,专门化磨床是专门磨削某一类零件，如曲轴、凸轮轴、花键轴、导轨、叶片、轴承滚道以及齿轮和螺纹等的磨床。除了以上这几类外，还有珩磨机、研磨机、坐标磨床和钢坯磨床等多种类型。,7.其他磨床,砂带磨床是以快速移动的砂带作为磨具，工件由输送带支承，效率比其他磨床高出数倍，功率消耗仅为其他磨床的几分之一，主要用于加大尺寸板材、耐热难加工材料和大批量生产的平面
5、零件等。,四、磨削运动及磨削用量,图10-9 磨削时的运动,四、磨削运动及磨削用量,(1)主运动 砂轮的高速旋转是主运动,用砂轮外圆的线速度vs来表示。 (2)圆周进给运动 工件绕自身轴线的旋转运动为圆周进给运动，用工件回转时待加工表面的线速度vw表示。 (3)纵向进给运动 是指工作台带动工件作纵向往复运动，用工件每一转圈沿自身轴线方向的移动量fa表示。 (4)横(径)向进给运动 是指工作台带动工件在每一次纵向往复行程内，砂轮相对于工件径向移动的距离fr(又称为磨削深度ap)。,第二节 磨具的特性与选用,一、普通磨具,一、普通磨具,1.普通磨具的类型 2.砂轮的结构 3.砂轮的特性 4. 砂轮
6、硬度选择原则 5.砂轮的形状和尺寸 6.砂轮的强度 7.砂轮的选用 8.砂轮的平衡 9.砂轮的安装 10.砂轮的修整,所谓普通磨具，是指用普通磨料制成的磨具，如刚玉类磨料、碳化硅类磨料和碳化硼磨料制成的磨具。普通磨具按照磨料的结合形式分为固结磨具、涂附磨具和研磨膏。,1.普通磨具的类型,图10-10 砂轮的组成 1砂轮 2已加工表面 3磨粒 4结合剂 5加工表面 6空隙 7待加工表面,2.砂轮的结构,3.砂轮的特性,砂轮的工作特性取决于五要素：磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。其他还包括砂轮的形状尺寸和强度。砂轮是磨削加工中最常用的工具,它是由结合剂将磨料颗粒粘结而成的多孔体。,4. 砂轮硬度选
7、择原则,1)磨削硬的材料选软砂轮，反之选硬砂轮。 2)导热性差的材料不易散热，应选软砂轮以免工件烧伤。 3)砂轮与工件接触面大时，选较软的砂轮。 4)成形磨、精磨时，选硬砂轮；粗磨时，选软砂轮。,5.砂轮的形状和尺寸,10W1.TIF,6.砂轮的强度,砂轮的强度通常用安全工作速度来表示。砂轮的安全工作速度在砂轮上以最高工作速度标识。,7.砂轮的选用,选用砂轮时，应综合考虑工件的形状、材料性质及磨床结构等各种因素。在考虑尺寸大小时，应尽可能把外径选得大些。,8.砂轮的平衡,图10-11 砂轮的静平衡 1砂轮套筒 2心轴 3砂轮 4平衡铁 5平衡轨道,9.砂轮的安装,(1)检查 砂轮安装前可先进行
8、外观检查，并用敲击法检查其是否有裂纹。 (2)平衡试验 将砂轮装在心轴上，放在平衡架轨道的刀口上。 (3)安装 安装时要求砂轮不紧不松地套在砂轮主轴上，在砂轮两端面与法兰盘之间垫上弹性垫片( 一般12mm厚)。,图10-12 砂轮的安装,9.砂轮的安装,10.砂轮的修整,1)砂轮被切屑堵塞。 2)部分工材粘结在磨粒上。 3)砂轮轮廓外形失真。 4)精密磨中的精细修整等。,10.砂轮的修整,图10-13 砂轮的修整,第三节 磨 削 操 作,一、 磨平面 二、 磨外圆及外圆锥面 三、 磨内圆柱孔及内圆锥孔 四、 磨削加工质量分析及其改进措施,一、 磨平面,1.工件的装夹 2.磨平面的工艺方法,1.
9、工件的装夹,磨削平面一般在平面磨床上进行。对于钢和铸铁等导磁性工件，可直接安装在有电磁吸盘的机床工作台上；对于非导磁性工件，要用精密平口钳或导磁直角铁等夹具装夹。,2.磨平面的工艺方法,(1)周磨法 周磨法就是用砂轮的圆周磨削平面。 (2)端磨法 端磨法就是用砂轮的端面磨削平面。,二、 磨外圆及外圆锥面,1.工件的装夹 2.外圆柱面的磨削方法 3.外圆锥面的磨削方法,1.工件的装夹,1)用前、后顶尖装夹，用夹头带动工件旋转。 2)用心轴装夹。 3)用自定心卡盘或单动卡盘装夹。 4)用卡盘和顶尖装夹。,2.外圆柱面的磨削方法,(1)纵磨法 如图10-14a所示，砂轮高速旋转为主运动，工件旋转为圆
10、周进给运动，工作台带动工件直线往复为纵向进给运动，砂轮在工件的径向周期性靠近工件的运动为横向进给运动。 (2)横磨法(切入磨法) 如图10-14b所示，工件不作纵向移动，而由砂轮以慢速作连续的横向进给，直至磨去全部磨削余量。 (3)综合磨法(混合磨法) 如图10-14c所示，此磨法是先用横磨法将工件表面分段进行粗磨，相邻两段间有510mm的搭接，工件上留下0.010.03mm的余量，然后用纵磨法进行精磨。 (4)深磨法 如图10-14d所示。,图10-14 在外圆磨床上的磨外圆 a)纵磨法 b)横磨法 c)综合磨法 d)深磨法,2.外圆柱面的磨削方法,3.外圆锥面的磨削方法,(1)转动上工作台
11、磨外圆锥面法 适合磨削锥度小而长度大的工件，如图10-15a所示。 (2)转动头架(工件)磨外圆锥面法 适合磨削锥度大而长度短的工件,如图10-15b所示。 (3)转动砂轮架磨外圆锥面法 适合磨削长工件上锥度较大的圆锥面，如图10-15c所示。 (4)用角度修整器修整砂轮磨外圆锥面法 该法实为成形磨削，大都用于圆锥角较大且有一定批量工件的生产，砂轮修整的方法如图10-15d所示。,图10-15 外圆锥面的加工方法 a) 转动上工作台法 b) 转动头架法 c) 转动砂轮架法 d) 用角度修整器修整砂轮法,三、 磨内圆柱孔及内圆锥孔,1.工件的安装 2.磨内圆柱孔的方法 3.磨内圆锥孔的方法,1.
12、工件的安装,磨内孔时，一般都用卡盘夹持工件外圆，其运动与磨外圆和外圆锥面时基本相同，但砂轮的旋转方向与前者正好相反。,2.磨内圆柱孔的方法,图10-16 磨内孔的方法 a) 纵向磨 b)切入磨,3.磨内圆锥孔的方法,(1) 转动工作台磨内圆锥孔 在万能外圆磨床上转动工作台磨内圆锥面，它适合磨削锥度不大的内圆锥面，如图10-17a所示。 (2)转动头架磨内圆锥孔 在万能外圆磨床上用转动头架的方法可以磨内圆锥孔，如图10-17b所示。,图10-17 内圆锥孔的磨削方法 a) 转动工作台磨内圆锥孔 b)转动头架磨内圆锥孔,3.磨内圆锥孔的方法,四、 磨削加工质量分析及其改进措施,四、 磨削加工质量分
13、析及其改进措施,表10-3 平面磨削质量分析,第四节 典型磨削件操作实例,一、 零件分析 二、操作过程 三、操作注意事项,一、 零件分析,1.零件图样 2.零件工艺分析,1.零件图样,图10-18 零件图样,2.零件工艺分析,1)注意台阶外圆的表面粗糙度。 2)尺寸70 mm对公轴线AB的圆跳动公差为0.01 mm。 3)尺寸40+0013mm对公轴线AB的同轴度公差为 0.008 mm。 4)尺寸40+0006 mm对公轴线AB的同轴度公差为0.008 mm。 5)花键轴部分外圆32-0009 对公轴线AB的圆跳动公差为0.03mm。 6)40+0013 mm52 mm的左端面对公轴线AB的
14、圆跳动公差为0.02 mm。 7)莫氏4号内圆锥孔对公轴线AB的圆跳动公差为0.015 mm。 8)零件装夹前应调整两顶尖之间的轴线，以达到重合。,二、操作过程,三、操作注意事项,1)工作时要穿工作服，女学生要戴安全帽，不能戴手套，夏天不得穿凉鞋进入车间。 2)应根据工件材料、硬度及磨削要求，合理选择砂轮。 3)安装砂轮时，在砂轮与法兰盘之间要垫衬纸。 4)砂轮工作速度应符合所用机床的使用要求。 5)开机前应检查磨床的机械、砂轮罩壳等是否坚固；防护装置是否齐全。 6)砂轮应经过两分钟空运转试验，确定砂轮运转正常时才能开始磨削。 7)干磨磨削在修整砂轮时要戴口罩并开起吸尘器。 8)不得在加工中测
15、量，测量工件时要将砂轮退离工件。 9)外圆磨床纵向挡铁的位置要调整得当，要防止砂轮与顶尖、卡盘、轴肩等部位发生撞击。 10)使用卡盘装夹工件时，要将工件夹紧，以防脱落。 11)在头架和工作台上不得放置工具、量具及其他杂物。,三、操作注意事项,12)在平面磨床上磨削高而窄的工件时，应在工件的两侧放置挡块。 13)使用切削液的磨床，使用结束后应让砂轮空转12min脱水。 14)注意安全用电，不得随意打开电气箱。 15)实习中应注意文明操作，要爱护工具、量具、夹具，保持其清洁和精度完好；要爱护图样和工艺文件。 16)要注意实习环境文明，做到实习现场清洁、整齐、安全、舒畅；做到现场无杂物、无垃圾、无切
16、屑、无油迹、无痰迹、无烟头。,第五节 先进磨削技术,一、高效磨削技术 二、精密及超精密磨削技术 三、磨削自动化 四、先进磨削技术的发展方向,一、高效磨削技术,(1)高速和超高速磨削 砂轮线速度大于45m/s的磨削称为高速磨削；砂轮线速度大于150m/s的磨削称为超高速磨削。 (2)缓进给深磨削 采用很大的切深(130mm)和缓慢的进给速度(5300mm/min)进行的磨削称为缓进给深磨削，亦称为深切缓进给强力磨削或蠕动磨削。 (3)高效深切磨削 高效深切磨削(HEDG)是缓进给深磨削和超高速磨削的结合。 (4)宽砂轮与多砂轮磨削 宽砂轮磨削是用增大磨削宽度来提高磨削效率的。 (5)砂带磨削 砂带磨削是以砂带作为磨具，并辅之以接触轮、张紧轮、驱动轮等组成的磨头组件对工件进行加工的一种磨削方法。,二、精密及超精密磨削技术,(1)精密磨削 是指加工精度为10.1m，表面粗糙度Ra值达到0.20.01m的磨削方法。 (2)超精密磨削
