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4-4磨削加工与磨床


4.4磨削加工与磨床 4.4磨削加工与磨床
在 磨床 上用 砂轮 对工件表面进行切削加工 磨床上用 砂轮对工件表面进行切削加工 上用砂轮 的方法称为磨削加工, 它是零件精密加工 的方法称为磨削加工 , 它是零件 精密加工 的主要方法之一。 其加工精度可达IT IT6 的主要方法之一 。 其加工精度可达 IT6 ~ IT4 表面粗糙度可达Ra 25~ 01μm Ra1 μm。 IT4,表面粗糙度可达Ra1.25~0.01μm。 磨削不仅能加工一般材料, 如碳钢、 磨削不仅能加工一般材料 , 如碳钢 、 合金 铸铁等, 钢 、 铸铁等 , 还可以加工用一般金属刀具 难以加工的硬材料, 如淬火钢、 难以加工的硬材料 , 如淬火钢 、 硬质合金 等 磨床的种类很多, 常用的有外圆磨床、 磨床的种类很多 , 常用的有外圆磨床 、 内 圆磨床、 平面磨床、 圆磨床 、 平面磨床 、 成型面磨床和各种工 具磨床等。 具磨床等。

4.4.1 砂轮的特性与选择
砂轮是磨削的主要工具 砂轮是磨削的主要工具, 是磨削的主要工具, 它是由磨料 结合剂构 磨料和 它是由磨料 和结合剂构 成的多孔物体,其中磨 成的多孔物体, 其中磨 结合剂和孔隙是砂 料 、 结合剂和孔隙 是砂 轮的三个基本组成要素。 轮的三个基本组成要素。 砂轮的特性由磨料、 砂轮的特性由磨料 、粒 硬度、结合剂、 度 、 硬度 、 结合剂 、组 织 、 形状及尺寸等因素 来决定, 来决定, 现分别介绍如 下。 1.磨料 1.磨料 常用磨料的名称、 常用磨料的名称、代 特性和用途见下表。 号、特性和用途见下表。

2.粒度 粒度表示磨粒的粗细程度 粒度分为磨粒 粗细程度。 磨粒及 粒度表示磨粒的粗细程度。粒度分为磨粒及微 二类。磨粒用筛选法分级, 粉二类。磨粒用筛选法分级,如粒度 60 #的 磨粒, 磨粒,表示其大小正好能通过 1 英寸长度上孔 的筛网。 眼数为 60 的筛网。直径小于 40 μ m 的磨粒 称为微粉,微粉按实际尺寸大小表示, 称为微粉,微粉按实际尺寸大小表示,如尺寸 的微粉, 为 28 μ m 的微粉,其粒度号标为 W28 。 粗磨时 磨削余量大,要求表面粗糙度较高, 粗磨时,磨削余量大,要求表面粗糙度较高, 应选用粒度较粗的磨粒 因为磨粒粗, 较粗的磨粒。 应选用粒度较粗的磨粒。因为磨粒粗,气孔 磨削深度可较大,砂轮不易堵塞和发热。 大,磨削深度可较大,砂轮不易堵塞和发热。

精磨时 余量较小,要求表面粗糙度较低, 精磨时,余量较小,要求表面粗糙度较低,可 细磨粒。一般来说,磨粒愈细, 取细磨粒。一般来说,磨粒愈细,磨削表面愈 光洁。 光洁。 不同粒度砂轮的应用见下表。 不同粒度砂轮的应用见下表。

3.结合剂 3.结合剂 结合剂的作用是将磨粒粘结在一起, 结合剂的作用是将磨粒粘结在一起,使砂轮 具有必要的形状和强度。 具有必要的形状和强度。

4. 硬度 砂轮的硬度是指磨粒在外力作用下自砂轮表 面上脱落的难易程度。砂轮硬,磨粒难以脱落; 面上脱落的难易程度。砂轮硬,磨粒难以脱落; 砂轮软,磨粒容易脱落。 砂轮软,磨粒容易脱落。 一般情况下,软材料选用较硬砂轮,硬材料 一般情况下,软材料选用较硬砂轮, 选用较软砂轮。粗磨采用较软砂轮, 选用较软砂轮。粗磨采用较软砂轮,精磨采用较 硬砂轮。当工件材料太软(如有色金属、橡胶、 硬砂轮。当工件材料太软(如有色金属、橡胶、 树脂等) 为避免砂轮堵塞应选用较软的砂轮。 树脂等)时,为避免砂轮堵塞应选用较软的砂轮。 当工件与砂轮接触面积大时,应选用较软砂轮。 当工件与砂轮接触面积大时,应选用较软砂轮。

5.组织 砂轮的组织表示砂轮结构的松紧程度 砂轮结构的松紧程度。 砂轮的组织表示砂轮结构的松紧程度。根 据磨粒、结合剂和气孔三者体积的不同, 据磨粒、 结合剂和气孔三者体积的不同 , 将砂轮组织分为紧密 中等和疏松三大类 紧密、 三大类, 将砂轮组织分为紧密 、中等和疏松三大类, 并进一步分为15 15级 见下表。 并进一步分为15级,见下表。

6.形状、尺寸 形状、 根据机床结构与磨削加工需要, 根据机床结构与磨削加工需要 , 砂轮可制 成各种形状与尺寸。 成各种形状与尺寸 。 下表是常用的几种砂 轮形状、尺寸、代号及用途。 轮形状、尺寸、代号及用途。 砂轮的各特性按其形状、 尺寸、 磨料、 砂轮的各特性按其形状 、 尺寸 、 磨料 、 粒 硬度、 组织、 结合剂、 度 、 硬度 、 组织 、 结合剂 、 线速度顺序书 即可得到砂轮的代号。 写,即可得到砂轮的代号。如:

4.4.2

磨削的特点

1.精度高、表面粗糙度小 精度高、 2.径向分力较大 3.磨削温度高 4.可以加工用其他刀具无法加工的硬材料 5.砂轮有自锐作用

4.4.3

磨削的应用

磨削加工的应用范围很广,如图所示, 磨削加工的应用范围很广,如图所示,它可以 加工各种外圆面 、内孔 、平面和成形面( 加工各种 外圆面、内孔、平面和成形面( 如齿 轮 、螺纹等)。此外还用于各种切削刀具的刃 螺纹等 ) 此外还用于各种切削刀具的刃 磨。

磨削的应用

1.外圆磨削 1)在外圆磨床上磨外圆 轴类工件用前、 后顶尖带夹头安装, 轴类工件用前 、 后顶尖带夹头安装 , 盘套 类工件则利用心轴和顶尖安装。 类工件则利用心轴和顶尖安装 。 磨削方法 有以下几种: 纵磨法( 横磨法( 有以下几种 : 纵磨法 ( 图 a) 、 横磨法 ( 图 综合磨法( c)和深磨法 和深磨法( b) 、综合磨法(图c)和深磨法(图d) 。 2)在无心外圆磨床上磨外圆 无心磨削方式如图所示。 无心磨削方式如图所示。 在无心磨床上加工工件时, 在无心磨床上加工工件时,工件不需打中 心孔,且安装工件省时省力,可连续磨削, 心孔,且安装工件省时省力,可连续磨削, 所以生产效率较高, 所以生产效率较高,特别适合大批大量生 产销轴类制件。 产销轴类制件。

外圆磨床上磨外圆

无心外圆磨削的加工示意图

2.内圆磨削 内圆磨削可以在内圆磨床上进行, 内圆磨削可以在内圆磨床上进行 , 也可以 在万能外圆磨床上进行。 在万能外圆磨床上进行。 磨孔与铰孔或拉孔比较,有如下特点: 磨孔与铰孔或拉孔比较,有如下特点: 可以加工淬硬的工件孔; ◆可以加工淬硬的工件孔; ◆ 不仅能保证孔本身的尺寸精度和表面质 量 , 还可以提高孔的位置精度和轴线的直 线度; 线度; 用同一个砂轮可以磨削不同直径的孔, ◆ 用同一个砂轮可以磨削不同直径的孔 , 灵活性较大; 灵活性较大; 生产率比铰孔低,比拉孔更低。 ◆生产率比铰孔低,比拉孔更低。

3.平面磨削 高精度平面及淬火零件的平面加工, 高精度平面及淬火零件的平面加工 , 大多 数采用平面磨削方法。 数采用平面磨削方法 。 平面磨削主要在平 面磨床上进行。 面磨床上进行 。 按主轴布局及工作台形状 的组合, 普通平面磨床可分为四类, 的组合 , 普通平面磨床可分为四类 , 如图 所示。 所示。 周磨( 1)周磨(图a、b) 端磨( 2)端磨(图c、d)

a)卧轴矩台平面磨床磨削 b)卧轴圆台平面磨床磨削 c)立轴圆台平面磨床磨削 d)立轴矩台平面磨床磨削

4.4.4 磨床
1.M1432A型万能外圆磨床 1432A
M1432A型万能外圆磨床的主要部件组成如 1432A 床身、 头架、 尾架、 工作台、 下 : 床身 、 头架 、 尾架 、 工作台 、 砂轮架 和内圆磨头等。结构外形如图所示。 和内圆磨头等。结构外形如图所示。 万能外圆磨床可用于内外圆柱表面、 万能外圆磨床可用于内外圆柱表面 、 内外 圆锥表面的精加工。 虽然生产率较低, 圆锥表面的精加工 。 虽然生产率较低 , 但 由于其通用性较好, 由于其通用性较好 , 被广泛用于单件小批 生产车间、 工具车间和机修车间。 生产车间 、 工具车间和机修车间 。 加工方 式如图所示。 式如图所示。

万能外圆磨床

图4-32 万能外圆磨床加工示意图 a)纵磨法磨外圆柱面 b)扳转工作台用纵磨法磨长圆锥面 c)扳转砂轮架用切入法磨短圆锥面 d)扳转头架用纵磨法磨内圆锥面

2.无心外圆磨床 无心外圆磨床是一种高生产率、 无心外圆磨床是一种高生产率 、 易于实现 自动化的磨削方法, 适于成批、 大量生产。 自动化的磨削方法 , 适于成批 、 大量生产 。 3.内圆磨床 内圆磨床用于磨削内圆柱面、 内圆磨床用于磨削内圆柱面 、 内圆锥面及 孔内端面等。 孔内端面等。 图示为一内圆磨床外形图。 图示为一内圆磨床外形图。 4.平面磨床 平面磨床主要用于磨削各种工件的平面。 平面磨床主要用于磨削各种工件的平面。 图示为卧轴矩台平面磨床的外形图。 图示为卧轴矩台平面磨床的外形图。

内圆磨床

卧轴矩台平面磨床

4.4.5 磨削技术新发展
1.高效磨削工艺 1.高效磨削工艺 1)高速磨削 1)高速磨削 2)深切缓进给磨削 2)深切缓进给磨削 3)砂带磨削 3)砂带磨削 ◆磨削效率高 ◆加工质量好 ◆磨削热小 工艺灵活性大, ◆工艺灵活性大,适应性强 ◆综合成本低

2.超精密磨床和磨削加工中心的发展 精密加工必须由高精度、 精密加工必须由高精度 、 高刚度的机床作 保证。 保证。 磨削加工中心是当今磨削技术进步的主要 标志,也是今后磨床技术的发展方向。 标志,也是今后磨床技术的发展方向。


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