第7章磨削加工PPT課件

1、第第7章章 磨削加工磨削加工磨削是一種精加工方法?？杉庸じ哂捕炔牧稀？杉庸じ鞣N表面。磨削加工技能視頻磨削加工技能視頻第1頁/共48頁二、磨具的特性及其選用二、磨具的特性及其選用1 1、磨具的類型、磨具的類型普通磨具普通磨具：用剛玉類、碳化硅類、碳化硼類磨料制成的磨具。超硬磨具：超硬磨具：用金剛石、立方氮化硼等高硬度磨料制成的磨具。固結(jié)磨具：固結(jié)磨具：砂輪、油石、砂瓦、磨頭、拋磨塊涂附磨具：涂附磨具：砂布、砂紙、砂帶研磨膏：研磨膏：由磨料和研磨拋光液組成的拋光劑。第2頁/共48頁二、磨具的特性及其選用二、磨具的特性及其選用2. 砂輪的特性及選用砂輪的特性及選用主要起切削作用主要起粘接作用主要起粘

2、接作用主要起容屑和冷卻作用主要起容屑和冷卻作用砂輪由磨料、結(jié)合劑及氣孔組成。砂輪由磨料、結(jié)合劑及氣孔組成。砂輪特性決定于 磨料, ,粒度, ,結(jié)合劑, ,硬度, ,組織及形狀尺寸。第3頁/共48頁2. 砂輪的特性及選用砂輪的特性及選用1）砂輪的磨料磨磨料料氧化物氧化物碳化物碳化物超硬磨料超硬磨料棕剛玉棕剛玉白剛玉白剛玉絡(luò)剛玉絡(luò)剛玉黑色碳化硅黑色碳化硅綠色碳化硅綠色碳化硅碳化硼碳化硼人造金剛石人造金剛石立方氮化硼立方氮化硼磨削碳鋼、合金鋼、通用高速鋼磨削硬鑄鐵、硬質(zhì)合金、非鐵金屬磨削硬脆材料、硬質(zhì)合金、寶石、高溫合金取決于工件材料的硬度磨料應(yīng)有鋒利的形狀、高硬度和熱硬性、適當(dāng)?shù)膱?jiān)韌性。第4頁/共

3、48頁2. 砂輪的特性及選用砂輪的特性及選用2）砂輪硬度由結(jié)合劑的強(qiáng)度和數(shù)量決定工件材料軟工件材料軟硬砂輪硬砂輪（磨有色金屬除外）工件材料硬工件材料硬軟砂輪軟砂輪選擇原則：選擇原則：指砂輪工作時(shí)在磨削力作用下磨粒脫落的難易程度。 取決于結(jié)合劑的結(jié)合能力及所占比例，與磨料硬度無關(guān)。硬度高，磨料不易脫落；硬度低，自銳性好。 硬度分7 7大級(jí)( (超軟、軟、中軟、中、中硬、硬、超硬) )，1616小級(jí)。第5頁/共48頁砂輪硬度選擇原則： 磨削硬材，選軟砂輪；磨削軟材，選硬砂輪； 磨導(dǎo)熱性差的材料，不易散熱，選軟砂輪以免工 件燒傷；磨有色金屬，選較軟的砂輪； 砂輪與工件接觸面積大時(shí)，選較軟的砂輪； 成

4、形磨精磨時(shí)，選硬砂輪；粗磨時(shí)選較軟的砂輪。2. 砂輪的特性及選用砂輪的特性及選用2）砂輪硬度砂輪硬度第6頁/共48頁2. 砂輪的特性及選用砂輪的特性及選用3）磨料粒度取決于加工表面的粗糙度磨粒磨粒微粉微粉35m/s高速磨削或磨槽第9頁/共48頁2. 砂輪的特性及選用砂輪的特性及選用5）砂輪的組織取決于容屑空間選擇原則：選擇原則：一般選用中等組織號(hào)的砂輪。一般選用中等組織號(hào)的砂輪。砂輪組織號(hào)用來表示砂輪結(jié)構(gòu)緊密程度，是磨粒在磨料中占有體積的百分?jǐn)?shù)。第10頁/共48頁 組織反映砂輪中磨料、結(jié)合劑和氣孔三者體積的比例關(guān)系，即砂輪結(jié)構(gòu)的疏密程度，分緊密、中等、疏松三類13級(jí)。 緊密組織 成形性好，加工

5、質(zhì)量高，適于成形磨、精密磨削和強(qiáng)力磨削。 中等組織 適于一般磨削工作，如淬火鋼、刀具刃磨等。 疏松組織 不易堵塞砂輪，適于粗磨、磨軟材、磨平面、內(nèi)圓等接觸面積較大時(shí)，磨削熱敏感性強(qiáng)的材料或薄件。2. 砂輪的特性及選用砂輪的特性及選用5）砂輪的組織）砂輪的組織取決于容屑空間第11頁/共48頁3. 砂輪的型號(hào)、代號(hào)、標(biāo)記和尺寸砂輪的型號(hào)、代號(hào)、標(biāo)記和尺寸形狀尺寸磨料粒度號(hào)硬度組織號(hào)結(jié)合劑最高線速度形狀例：例： P3003075WA60L6V35外徑厚度內(nèi)徑白剛玉粒度號(hào)硬度組織號(hào)結(jié)合劑最高線速度第12頁/共48頁砂輪的標(biāo)志方法 按GB2484GB24848484規(guī)定，標(biāo)志順序如下：磨具形狀、尺寸、磨

6、料、粒度、硬度、組織、結(jié)合劑和最高線速度。砂輪標(biāo)志方法見示例： P PB B 4 40 00 0 4 40 0 6 60 0 A A 6 60 0 L L 5 5 B B 3 35 55號(hào)號(hào) 組組 織織內(nèi)內(nèi) 徑徑d60m m60號(hào)號(hào) 粒粒 度度樹樹 脂脂 結(jié)結(jié) 合合 劑劑厚厚 度度H40m m磨磨 料料 （ 棕棕 剛剛 玉玉 ）外外 徑徑D400m m最最 高高 工工 作作 線線 速速 度度 （m / s）硬硬 度度 中中 軟軟2形形 狀狀 代代 號(hào)號(hào) 薄薄 片片第13頁/共48頁砂輪的修整砂輪的修整 磨損表現(xiàn)為磨耗磨損和破碎磨損。自銳性有限，應(yīng)及時(shí)修整，保證砂輪有合理使用壽命，否則引起振動(dòng)、

7、RaRa值增大、表面燒傷或裂紋等。 砂輪修整除用于磨損砂輪外，還用于以下場(chǎng)合： 砂輪被切屑堵塞； 部分工材粘結(jié)在磨粒上； 砂輪廓形失真； 精密磨中的精細(xì)修整等。 常用修整工具是單顆粒金剛石。第14頁/共48頁三、磨削過程三、磨削過程1.砂輪工作表面的形貌特征砂輪工作表面的形貌特征1）磨粒在砂輪工作表面上是）磨粒在砂輪工作表面上是隨機(jī)分布的；隨機(jī)分布的；2）每一顆磨粒的形狀和大?。┟恳活w磨粒的形狀和大小都是不規(guī)則的。都是不規(guī)則的。第15頁/共48頁三、磨削過程三、磨削過程1.砂輪工作表面的形貌特征砂輪工作表面的形貌特征 第16頁/共48頁三、磨削過程三、磨削過程2. 磨屑的形成過程磨屑的形成過程

8、單個(gè)磨粒的磨削過程分為三個(gè)單個(gè)磨粒的磨削過程分為三個(gè)階段：階段：1）滑擦階段磨粒只是在工件表面滑擦而過，并未切削工件，工件僅產(chǎn)生彈性變形。這一階段由于摩擦作用產(chǎn)生大量的熱能使工件溫度升高。第17頁/共48頁三、磨削過程三、磨削過程2）耕犁階段（刻劃階段）磨粒切入工件，在工件上耕犁出溝槽，工件產(chǎn)生塑性變形，表層產(chǎn)生變形強(qiáng)化。3）切削階段磨粒切入工件 ，使被擠壓金屬產(chǎn)生剪切滑移形成切屑。這一階段以切削為主，也有表層變形強(qiáng)化。第18頁/共48頁3、磨削的三個(gè)階段：光磨階段：進(jìn)給停止，由于工藝系統(tǒng)彈性恢復(fù)，實(shí)際磨削深度并不為零，增加磨削次數(shù)，磨削深度逐漸趨于零，工件的精度和表面質(zhì)量逐漸提高。穩(wěn)磨階段：

9、實(shí)際磨削深度等于進(jìn)給量。初磨階段:由于工藝系統(tǒng)彈性變形，實(shí)際磨削深度小于進(jìn)給量。第19頁/共48頁磨削規(guī)律的應(yīng)用 在開始磨削時(shí)，采用較大的徑向進(jìn)給量，壓縮初磨和穩(wěn)定階段，以提高生產(chǎn)效率；適當(dāng)增長光磨時(shí)間，可更好地提高工件的表面質(zhì)量。第20頁/共48頁4. 磨削力和磨削溫度1）磨削力的主要特征）磨削力的主要特征 切向力Fc徑向力Fp軸向力Fa 其中徑向力最大，直接影響工藝系統(tǒng)變形和加工精度。第21頁/共48頁4. 磨削力和磨削溫度磨削力和磨削溫度2 2）磨削熱 磨削產(chǎn)生的高溫是產(chǎn)生磨削表面燒傷、殘余應(yīng)力和表面裂紋的原因。表面燒傷：指磨削過程中磨削表面層金屬在高溫下產(chǎn)生相變，從而其硬度與塑性發(fā)生變

10、化的現(xiàn)象。避免燒傷的措施：合理選用砂輪（可選硬度較軟，組織疏松的砂輪）合理選擇磨削用量（提高圓周進(jìn)給速度和軸向進(jìn)給量，減少工件與砂輪接觸時(shí)間。）采用良好的冷卻措施（加大冷卻液流量）第22頁/共48頁四、磨削加工類型與運(yùn)動(dòng)四、磨削加工類型與運(yùn)動(dòng)常用的磨削方法：常用的磨削方法： 外圓磨削外圓磨削 平面磨削平面磨削 內(nèi)圓磨削內(nèi)圓磨削 成型磨削成型磨削 無心外圓磨削無心外圓磨削第23頁/共48頁四、磨削加工類型與運(yùn)動(dòng)四、磨削加工類型與運(yùn)動(dòng)縱磨法磨外圓周邊磨削平面第24頁/共48頁 磨削的主運(yùn)動(dòng)磨削的主運(yùn)動(dòng)1000oondvcm / s 第25頁/共48頁工件的切向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工件的切向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)VW m /

11、 s 或m/min第26頁/共48頁 工件軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工件軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)fa mm/ r 或 mm/st第27頁/共48頁 徑向進(jìn)給量徑向進(jìn)給量fr mm第28頁/共48頁1、外圓磨削 主運(yùn)動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)、移動(dòng) 吃刀運(yùn)動(dòng)砂輪、工件的相對(duì)徑向移動(dòng)工藝范圍工藝范圍：圓柱面、圓錐面、軸肩端面、球面、特殊形狀回轉(zhuǎn)面圓柱面、圓錐面、軸肩端面、球面、特殊形狀回轉(zhuǎn)面磨外圓視頻磨外圓視頻第29頁/共48頁1、外圓磨削外圓磨削按不同的進(jìn)給方向分為縱磨海參和橫磨法?？v磨法：磨外圓時(shí)，工件同時(shí)作圓周進(jìn)給和沿軸向作縱向進(jìn)給，每單行程或往復(fù)行程終了，砂輪作周期的橫向進(jìn)給。（磨削力小，散熱條件好，運(yùn)用廣泛）橫

12、磨法：磨外圓時(shí)，工件不作縱向進(jìn)給，砂輪以緩慢的速度連續(xù)或斷續(xù)地沿工件徑向作橫向進(jìn)給。（砂輪寬度大于磨削寬度，適于成形磨削，一次行程完成磨削加工全過程，效率高。磨削力大，磨削熱集中。）第30頁/共48頁第31頁/共48頁2、內(nèi)圓磨削 主運(yùn)動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)作圓周進(jìn)給，工件或砂輪縱向 往復(fù)移動(dòng)和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工藝范圍：通孔、盲孔、孔口端面磨內(nèi)孔視頻磨內(nèi)孔視頻第32頁/共48頁內(nèi)圓磨削特點(diǎn)：1、砂輪直徑小，容易磨鈍，需經(jīng)常修整和更換。2、為保證磨削速度，砂輪轉(zhuǎn)速要求高。3、砂輪軸細(xì)小，懸伸長度大，剛性差，磨削時(shí)易彎曲和振動(dòng)，加工精度 和表面粗糙度難于控制。2、內(nèi)圓磨削第33頁/共48頁3、

13、平面磨削周邊磨削： 砂輪周邊為磨削工作面，接觸面小，發(fā)熱小，排屑及冷卻條件好，工件受熱變形小，砂輪磨損均勻，加工精度高，生產(chǎn)效率低。端面磨削： 砂輪端面為磨削工作面，接觸面大，發(fā)熱多，排屑及冷卻條件差，工件受熱變形大，砂輪磨損不均勻，加工精度差，生產(chǎn)效率高。磨平面視頻第34頁/共48頁4、無心磨削 無心磨削是工件不定中心的磨削，有無心外圓磨削和無心內(nèi)圓磨削兩種。（1）工作原理 工件放在砂輪和導(dǎo)輪之間，以被磨削表面為基準(zhǔn)，支承在托板上。砂輪通過摩擦力帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)輪靠摩擦力旋轉(zhuǎn)，砂輪與工件間有很大的速度差而產(chǎn)生磨削作用。工件中心須高出砂輪與導(dǎo)輪中心連線，這樣工件與砂輪和導(dǎo)輪的接觸點(diǎn)不對(duì)稱，從而

14、使工件上的凸點(diǎn)在多次轉(zhuǎn)動(dòng)中逐漸磨圓。第35頁/共48頁無心外圓磨削1、砂輪；2、托板；3、導(dǎo)輪；4、工件；5、擋塊第36頁/共48頁（2 2）磨削方式 無心外圓磨有兩種方式：貫穿磨削法（縱磨法）和切入磨削法（橫磨法）。貫穿磨削：導(dǎo)輪軸線在垂直平面內(nèi)傾斜一個(gè)角度，工件從前面推入兩砂輪之間，在導(dǎo)輪與工件間的水平摩擦力的作用下，沿軸向移動(dòng)，完成縱向進(jìn)給。（適用于不帶凸臺(tái)的圓柱形工件，磨削長可大于或小于磨輪寬度，效率高。）切入磨削：將工件放在托板和導(dǎo)輪之間，使磨削砂輪橫向切入進(jìn)給，來磨削工件表面。導(dǎo)輪中心線需偏轉(zhuǎn)一個(gè)很小的角度（約定3030）使工件在微小軸向摩擦力的作用下緊靠擋塊，得到可靠的軸向定位。

15、第37頁/共48頁外圓無心磨削方法特點(diǎn)：外圓無心磨削方法特點(diǎn)：1 1）工件不需打中心孔，支承剛性好，磨削余量小而均勻，生產(chǎn)率高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，適合成批生產(chǎn)；2 2）加工精度高，其中尺寸精度可達(dá)IT5-IT6IT5-IT6，形狀精度也比較好，表面粗糙度Ra1.25-0.16m Ra1.25-0.16m ；3 3）不能加工斷續(xù)表面，如花鍵、單鍵槽表面。4 4）只能加工尺寸較小形狀簡(jiǎn)單的零件。第38頁/共48頁五、磨床 磨床是用磨料磨具( (砂輪, ,砂帶, ,油石和研磨料) )為工具進(jìn)行切削加工的機(jī)床。廣泛用于零件的精加工, ,尤其是淬硬鋼件, ,高硬度特殊材料及非金屬材料( (如陶瓷) )的精加

16、工。 磨床種類很多, ,其主要類型有: :外圓磨床, ,內(nèi)圓磨床, ,平面磨床, ,工具磨床，刀具和刃具磨床及各種專門化磨床. .如曲軸磨床、凸輪磨床、齒輪磨床、螺紋磨床等。此外還有珩磨機(jī), ,研磨機(jī)和超精加工機(jī)床等。第39頁/共48頁1、外圓磨床 主要用于磨削內(nèi),外圓柱和圓錐表面,也能磨階梯軸的軸肩和端面,可獲得IT6-IT7IT6-IT7及精度RaRa在1.25-1.25-0.080.08mm之間。 外圓磨床的主要類型有：普通外圓磨床、萬能外圓磨床，無心外圓磨床、寬砂輪外圓磨床和 端面外圓磨床等 。主參數(shù): 最大磨削直徑。 萬能型外圓磨床加工各種典型表面時(shí)，機(jī)床各部件的相對(duì)位置關(guān)系和所需要的各種運(yùn)動(dòng)： 磨外圓砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)N砂；磨內(nèi)孔砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)N內(nèi)；工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)N周；工件縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)F縱；砂輪橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)f橫（往復(fù)縱磨時(shí)是周期的間歇運(yùn)動(dòng)；切入磨削時(shí) 是連續(xù)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）。此外，機(jī)床還有兩個(gè)輔助運(yùn)動(dòng)：砂輪架的橫向快速進(jìn)退運(yùn)動(dòng)；尾架套筒的伸縮移動(dòng)。第40頁/共48頁萬能外圓磨床外觀圖床身床身橫向進(jìn)給手柄橫向進(jìn)