機(jī)械制造基礎(chǔ)模塊7磨削加工

1、1磨削加工是用磨料磨具（如砂輪、砂帶、油石、研磨料）作為工具對(duì)工件進(jìn)行切削加工是由于精加工和硬表面加工的需要而發(fā)展起來(lái)的隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)器及儀器零件在幾何精度和強(qiáng)度、硬度方面的要求愈來(lái)愈高，磨削加工應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 磨削加工工藝及設(shè)備工裝磨削加工工藝及設(shè)備工裝砂輪砂輪 ： 磨料結(jié)合劑磨料結(jié)合劑砂輪特性決定于五要素：砂輪特性決定于五要素：磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度和組織。磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度和組織。31. 1. 磨削加工的特點(diǎn)磨削加工的特點(diǎn)（1）磨削速度快、溫度高（2）背吃刀量小，加工質(zhì)量高 磨削后工件的尺寸精度為IT7IT6，表面粗糙度Ra值為0.80.2m。采用高精度磨削方法，

2、尺寸精度可達(dá)IT5以上，表面粗糙度Ra值可達(dá)0.10.006m。（3）徑向磨削分力大 （4）砂輪具有自銳性 （5）加工范圍大 就工件材料而言，不論軟硬材料均能磨削；就工件表面而言，很多表面都能采用磨削加工。3.5.1 概述概述43.磨削加工范圍磨削加工范圍5 1. 磨床種類：磨床種類：（1）外圓磨床 普通、萬(wàn)能、無(wú)心外圓磨床 等（2）內(nèi)圓磨床 普通、無(wú)心、行星式內(nèi)圓磨床 等（3）平面磨床 臥軸(立軸)矩臺(tái)(圓臺(tái))平面磨床 等3.5.2 磨床磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)起切削作用，工件旋轉(zhuǎn)作圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并和工作臺(tái)一起作縱向砂輪高速旋轉(zhuǎn)起切削作用，工件旋轉(zhuǎn)作圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并和工作臺(tái)一起作縱向往復(fù)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

3、。工作臺(tái)每往復(fù)一次，砂輪沿磨削深度方向完成一次橫向進(jìn)往復(fù)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)每往復(fù)一次，砂輪沿磨削深度方向完成一次橫向進(jìn)給，每次進(jìn)給（吃刀深度）都很小，全部磨削余量是在多次往復(fù)行程中完成的。給，每次進(jìn)給（吃刀深度）都很小，全部磨削余量是在多次往復(fù)行程中完成的?？v磨法加工精度和表面質(zhì)量較縱磨法加工精度和表面質(zhì)量較高，適應(yīng)性強(qiáng)，用同一砂輪可高，適應(yīng)性強(qiáng)，用同一砂輪可磨削直徑和長(zhǎng)度不同的工件，磨削直徑和長(zhǎng)度不同的工件，但但生產(chǎn)率低生產(chǎn)率低。在單件、小批量在單件、小批量生產(chǎn)及精磨中，應(yīng)用廣泛，特生產(chǎn)及精磨中，應(yīng)用廣泛，特別適用于磨削細(xì)長(zhǎng)軸等剛性差別適用于磨削細(xì)長(zhǎng)軸等剛性差的工件的工件。磨削時(shí)，工件不作

4、縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，砂輪以緩慢的速度連續(xù)或間斷地磨削時(shí)，工件不作縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，砂輪以緩慢的速度連續(xù)或間斷地向工件作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，直到磨去全部余量。橫磨時(shí)，工件與砂輪向工件作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，直到磨去全部余量。橫磨時(shí)，工件與砂輪的接觸面積大，磨削力大，發(fā)熱量大而集中，所以易發(fā)生工件變形、的接觸面積大，磨削力大，發(fā)熱量大而集中，所以易發(fā)生工件變形、燒刀和退火。燒刀和退火。 橫磨法生產(chǎn)效率高，橫磨法生產(chǎn)效率高，適用適用于成批或大量生產(chǎn)中，磨于成批或大量生產(chǎn)中，磨削長(zhǎng)度短、剛性好、精度削長(zhǎng)度短、剛性好、精度低的外圓表面及兩側(cè)都有低的外圓表面及兩側(cè)都有臺(tái)肩的軸頸臺(tái)肩的軸頸。若將砂輪修。若將砂輪修整成形，也可直接磨

5、削成整成形，也可直接磨削成形面。形面。先用橫磨法將工件分段進(jìn)行粗磨，相鄰之間有先用橫磨法將工件分段進(jìn)行粗磨，相鄰之間有5 515mm15mm的搭接，每段的搭接，每段上留有上留有0.010.010.03mm0.03mm的精磨余量，精磨時(shí)采用縱磨法。的精磨余量，精磨時(shí)采用縱磨法。 這種磨削方法綜合了這種磨削方法綜合了縱磨和橫磨法的優(yōu)點(diǎn)，縱磨和橫磨法的優(yōu)點(diǎn)，適用于磨削余量較大適用于磨削余量較大（余量（余量0.70.70.6mm0.6mm）的工件的工件。92萬(wàn)能外圓磨床萬(wàn)能外圓磨床u縱磨法磨外圓縱磨法磨外圓用縱磨法磨外圓柱面，是長(zhǎng)用縱磨法磨外圓柱面，是長(zhǎng)軸零件的首選磨削方法。軸零件的首選磨削方法。u轉(zhuǎn)

6、動(dòng)工作臺(tái)用縱磨法轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)用縱磨法磨削長(zhǎng)圓錐面磨削長(zhǎng)圓錐面 萬(wàn)能外圓磨床工作臺(tái)由上下兩層組成。萬(wàn)能外圓磨床工作臺(tái)由上下兩層組成。上工作臺(tái)裝有頭架和尾座，可相對(duì)于下上工作臺(tái)裝有頭架和尾座，可相對(duì)于下工作臺(tái)在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)很小的角度工作臺(tái)在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)很小的角度( (1010) )，磨削錐度不大的長(zhǎng)圓錐面。，磨削錐度不大的長(zhǎng)圓錐面。M1432AM1432A型萬(wàn)能外圓磨床型萬(wàn)能外圓磨床u轉(zhuǎn)動(dòng)頭架用縱磨法磨轉(zhuǎn)動(dòng)頭架用縱磨法磨削圓錐面削圓錐面 當(dāng)工件的圓錐半角超過(guò)工作臺(tái)當(dāng)工件的圓錐半角超過(guò)工作臺(tái)所能回轉(zhuǎn)的角度時(shí)，可采用轉(zhuǎn)所能回轉(zhuǎn)的角度時(shí)，可采用轉(zhuǎn)動(dòng)頭架的方法來(lái)磨削外圓錐。動(dòng)頭架的方法來(lái)磨削外圓錐。u轉(zhuǎn)動(dòng)砂

7、輪架橫磨圓錐轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪架橫磨圓錐當(dāng)磨削錐度較大而又較長(zhǎng)的工當(dāng)磨削錐度較大而又較長(zhǎng)的工件時(shí)，只能用轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪架的方件時(shí)，只能用轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪架的方法來(lái)磨削。法來(lái)磨削。M1432AM1432A型萬(wàn)能外圓磨床型萬(wàn)能外圓磨床u用內(nèi)圓磨裝置轉(zhuǎn)動(dòng)頭架磨內(nèi)圓錐用內(nèi)圓磨裝置轉(zhuǎn)動(dòng)頭架磨內(nèi)圓錐在萬(wàn)能外圓磨床上裝有內(nèi)圓磨裝置，內(nèi)圓磨裝置用于支撐磨內(nèi)孔的砂在萬(wàn)能外圓磨床上裝有內(nèi)圓磨裝置，內(nèi)圓磨裝置用于支撐磨內(nèi)孔的砂輪主軸部件，由單獨(dú)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不用時(shí)可以翻轉(zhuǎn)到砂輪架的上方。輪主軸部件，由單獨(dú)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不用時(shí)可以翻轉(zhuǎn)到砂輪架的上方。萬(wàn)能外圓磨床萬(wàn)能外圓磨床14頭架、砂輪架不能轉(zhuǎn)位，無(wú)內(nèi)圓磨頭，工藝范圍窄剛度好，旋轉(zhuǎn)精度高適于中

8、、大批量磨削外圓柱面、小錐度外圓錐面及階梯軸軸肩。 3.普通外圓磨床普通外圓磨床154.無(wú)心外圓磨床無(wú)心外圓磨床無(wú)心外圓磨削是工件不定回轉(zhuǎn)中心的磨削，為一種生產(chǎn)率很高的無(wú)心外圓磨削是工件不定回轉(zhuǎn)中心的磨削，為一種生產(chǎn)率很高的精加工方法。磨削時(shí)，工件置于磨輪和導(dǎo)輪（用橡膠結(jié)合劑作的精加工方法。磨削時(shí)，工件置于磨輪和導(dǎo)輪（用橡膠結(jié)合劑作的粒度較粗的砂輪）之間，靠托板支撐。由于不用頂尖支撐，所以粒度較粗的砂輪）之間，靠托板支撐。由于不用頂尖支撐，所以稱無(wú)心磨削。工件中心略高于兩輪中心的連線，并在導(dǎo)輪摩擦力稱無(wú)心磨削。工件中心略高于兩輪中心的連線，并在導(dǎo)輪摩擦力作用下帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)作用下帶動(dòng)旋轉(zhuǎn). . 7.

9、3.1 7.3.1 外圓磨削外圓磨削17工件不需夾持，放在砂輪和導(dǎo)輪之間，連續(xù)磨削操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高適于大批量磨削無(wú)中心孔的軸、套、銷等零件。4. 無(wú)心磨床無(wú)心磨床內(nèi)圓磨削內(nèi)圓磨削三爪卡盤砂輪工件工件裝夾工件裝夾：三爪自定心卡盤上進(jìn)行。：三爪自定心卡盤上進(jìn)行。內(nèi)圓磨削可在萬(wàn)能外圓磨床上進(jìn)行，也可在專用內(nèi)圓磨床上進(jìn)行。內(nèi)圓磨削可在萬(wàn)能外圓磨床上進(jìn)行，也可在專用內(nèi)圓磨床上進(jìn)行。普通內(nèi)圓磨床是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的一種，普通內(nèi)圓磨床的磨削時(shí)，根據(jù)工件普通內(nèi)圓磨床是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的一種，普通內(nèi)圓磨床的磨削時(shí)，根據(jù)工件的形狀和尺寸不同，可采用縱磨法、橫磨法，有些普通內(nèi)圓磨床上備有專門的形狀和尺寸不同，可采用縱

10、磨法、橫磨法，有些普通內(nèi)圓磨床上備有專門的端磨裝置，可在一次裝夾中磨削內(nèi)孔和端面，這樣不僅容易保證內(nèi)孔和端的端磨裝置，可在一次裝夾中磨削內(nèi)孔和端面，這樣不僅容易保證內(nèi)孔和端面的垂直度，而且生產(chǎn)效率較高。面的垂直度，而且生產(chǎn)效率較高。205. 內(nèi)圓磨床內(nèi)圓磨床21平面磨床平面磨床6. 平面磨床平面磨床周磨：周磨：端磨：端磨：用磨輪的用磨輪的圓周面磨圓周面磨削工件平削工件平面。面。用磨輪的端用磨輪的端平面磨削工平面磨削工件平面。件平面。多用于加多用于加工質(zhì)量要工質(zhì)量要求較高的求較高的工件。工件。多用于加工多用于加工質(zhì)量要求不質(zhì)量要求不高的工件，高的工件，或代替銑削或代替銑削作為精磨前作為精磨前的預(yù)

11、加工。的預(yù)加工。23平面磨床平面磨床24綠碳化硅無(wú)芯磨砂輪內(nèi)圓磨砂輪3.5.3 砂輪砂輪26砂輪特性決定于五要素：砂輪特性決定于五要素：磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度和組織。和組織。（1）磨料）磨料 要求有要求有鋒利的形狀、高硬度和熱硬性、適當(dāng)?shù)膱?jiān)韌性鋒利的形狀、高硬度和熱硬性、適當(dāng)?shù)膱?jiān)韌性粒度粒度是指磨粒顆粒尺寸的大小。粒度分為是指磨粒顆粒尺寸的大小。粒度分為磨粒磨粒和和微粉微粉兩類。兩類。粒度是指磨粒顆粒尺寸的大小。粒度分為粒度是指磨粒顆粒尺寸的大小。粒度分為磨粒磨粒和和微粉微粉兩類。兩類。砂輪粒度的選擇砂輪粒度的選擇砂輪的粒度對(duì)磨削表面的粗糙度和磨削效率影響很大。磨粒粗

12、，磨削深度砂輪的粒度對(duì)磨削表面的粗糙度和磨削效率影響很大。磨粒粗，磨削深度大，生產(chǎn)率高，但表面粗糙度值大。反之，則磨削深度均勻，表面粗糙度大，生產(chǎn)率高，但表面粗糙度值大。反之，則磨削深度均勻，表面粗糙度值小。按值小。按工件表面粗糙度和加工精度選擇粒度工件表面粗糙度和加工精度選擇粒度。粗磨時(shí)，一般選粗粒度，以提高生產(chǎn)率。粗磨時(shí)，一般選粗粒度，以提高生產(chǎn)率。精磨時(shí)，選細(xì)粒度，以減小表面粗糙度。精磨時(shí)，選細(xì)粒度，以減小表面粗糙度。砂輪速度較高或砂輪與工件的接觸面積較大時(shí)，選用粗磨粒，以減少同砂輪速度較高或砂輪與工件的接觸面積較大時(shí)，選用粗磨粒，以減少同時(shí)參加切削的磨粒數(shù)，以免燒傷工件表面。時(shí)參加切削

13、的磨粒數(shù)，以免燒傷工件表面。磨軟而韌金屬時(shí)，多選用粗磨粒，以免堵塞砂輪。磨軟而韌金屬時(shí)，多選用粗磨粒，以免堵塞砂輪。磨削脆而硬材料時(shí)，則選用較細(xì)的磨粒，以增大同時(shí)參加切削的磨粒數(shù)，磨削脆而硬材料時(shí)，則選用較細(xì)的磨粒，以增大同時(shí)參加切削的磨粒數(shù)，提高生產(chǎn)率。提高生產(chǎn)率。29 結(jié)合劑起粘結(jié)磨粒的作用，使砂輪具有一定的形狀和強(qiáng)度，并對(duì)砂輪的硬度、耐沖擊性、耐腐蝕性、耐熱性及砂輪壽命有直接影響。（3 3）結(jié)合劑）結(jié)合劑常用結(jié)合劑的性能及適用范圍30硬度 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(wú)關(guān).硬度高，磨料不易脫落；硬度低，自銳性好。分7大級(jí)(超軟、軟、中軟、中、中硬、硬、超硬)（4）硬度）硬度砂輪的組織砂輪的組織是指組成砂輪的是指組成砂輪的磨粒磨粒、結(jié)合劑結(jié)合劑、氣孔三部分體積