磨削加工教案

1、磨削加工教案 一、教學(xué)目的及要求 1了解磨床的類型、運(yùn)動(dòng)和磨削方法。 2能獨(dú)立操作平面磨床磨削平面。 3在指導(dǎo)人員的指導(dǎo)下操作外圓磨床磨削外圓、外圓錐面。 4遵守磨削加工安全操作規(guī)程。 二、教學(xué)進(jìn)程（總時(shí)間0.5天）單元內(nèi) 容 進(jìn)行方式具體內(nèi)容和要求時(shí) 間備 注1磨削加工方法訓(xùn)練工種介紹1磨削加工工藝過(guò)程及其特點(diǎn)2磨床的類型、型號(hào)、組成及其 加工范圍3磨削加工訓(xùn)練的內(nèi)容及要求4磨削加工安全操作規(guī)程40分鐘示范講解1外圓磨床磨外圓、外圓錐面的 工藝過(guò)程及操作要領(lǐng)2平面磨床磨平面的工藝過(guò)程及 操作要領(lǐng)40分鐘演示操作在外圓磨床上磨外圓、外圓錐面20分鐘學(xué)生獨(dú)立操作在平面磨床上磨平面110分鐘 三、

2、教具 1磨床液壓傳動(dòng)示教系統(tǒng)。2零件圖紙。3軸類工件，長(zhǎng)方體、正方體、六方體等工件，千分尺，表面粗糙度比較塊。 4磨削加工工藝方法掛圖。磨削加工講授內(nèi)容 一、磨削的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用磨削加工是零件精加工的主要方法。磨削時(shí)可采用砂輪、油石、磨頭、砂帶等作磨具，而最常用的磨具是用磨料和粘結(jié)劑做成的砂輪。通常磨削能達(dá)到的精度為IT7IT5，表面粗糙度Ra值一般為0.80.2m。磨削的加工范圍很廣，不僅可以加工內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面和平面，還可加工螺紋、花鍵軸、曲軸、齒輪、葉片等特殊的成形表面。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，磨削加工是一種切削加工，但和通常的車削、銑削、刨削等相比卻有以下的特點(diǎn)：1磨削屬多刃、微刃切削砂輪

3、上每一磨粒相當(dāng)于一個(gè)切削刃，而且切削刃的形狀及分布處于隨機(jī)狀態(tài)，每個(gè)磨粒的切削角度、切削條件均不相同。2加工精度高磨削屬于微刃切削，切削厚度極薄，每一磨粒切削厚度可小到數(shù)微米，故可獲得很高的加工精度和低的表面粗糙度值。3磨削速度大一般砂輪的圓周速度達(dá)20003000m/min，目前的高速磨削砂輪線速度已達(dá)到60250m/s。故磨削時(shí)溫度很高，磨削區(qū)的瞬時(shí)高溫可達(dá)8001000，因此磨削時(shí)必須使用切削液。4加工范圍廣磨粒硬度很高，因此磨削不但可以加工碳鋼、鑄鐵等常用金屬材料，還能加工一般刀具難以加工的高硬度、高脆性材料，如淬火鋼、硬質(zhì)合金等。但磨削不適宜加工硬度低而塑性大的有色金屬材料。磨削加工

4、是機(jī)械制造中重要的加工工藝，已廣泛用于各種表面的精密加工。許多精密鑄造成形的鑄件、精密鍛造成形的鍛件和重要配合面也要經(jīng)過(guò)磨削才能達(dá)到精度要求。因此，磨削在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。二、砂輪1砂輪的組成砂輪是由磨料和結(jié)合劑經(jīng)壓坯、干燥、燒結(jié)而成的疏松體，由磨粒、結(jié)合劑和氣孔三部分組成。砂輪磨粒暴露在表面部分的尖角即為切削刃。結(jié)合劑的作用是將眾多磨粒粘結(jié)在一起，并使砂輪具有一定的形狀和強(qiáng)度，氣孔在磨削中主要起容納切屑和磨削液以及散發(fā)磨削液的作用。2砂輪特性1）磨料磨料是砂輪的主要成分，它直接擔(dān)負(fù)切削工作，應(yīng)具有很高的硬度和鋒利的棱角，并要有良好的耐熱性。常用的磨料有氧化物系、碳化物系和高硬磨料系

5、三種，其代號(hào)、性能及應(yīng)用詳見(jiàn)下表。常用磨料的代號(hào)、性能及應(yīng)用系 列磨粒名稱代號(hào)特性適用范圍氧化物系A(chǔ)l2O3棕色剛玉A硬度較高、韌性較好磨削碳鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵、硬青銅白色剛玉WA磨削淬硬鋼、高速鋼及成形磨碳化物系SiC黑色碳化硅C硬度高、韌性差、導(dǎo)熱性較好磨削鑄鐵、黃銅、鋁及非金屬等綠色碳化硅GC磨削硬質(zhì)合金、玻璃、玉石、陶瓷等高硬磨料系CBN人造金剛石SD硬度很高磨削硬質(zhì)合金、寶石、玻璃、硅片等立方氮化硼CBN磨削高溫合金、不銹鋼、高速鋼等2）粒度粒度用來(lái)表示磨料顆粒的大小。一般直徑較大的砂粒稱為磨粒，其粒度用磨粒所能通過(guò)的篩網(wǎng)號(hào)表示；直徑極小的砂粒稱為微粉，其粒度用磨粒自身的實(shí)際尺寸表

6、示。一般粗磨和磨軟材料時(shí)選用粗磨粒；精磨或磨硬而脆的材料時(shí)選用細(xì)磨粒。常用磨料的粒度號(hào)為30#100#。粒度號(hào)越大，磨料越細(xì)。3）結(jié)合劑結(jié)合劑的作用是將磨粒粘結(jié)在一起，并使砂輪具有所需要的形狀、強(qiáng)度、耐沖擊性、耐熱性等。粘結(jié)愈牢固，磨削過(guò)程中磨粒就愈不易脫落。常用的結(jié)合劑有陶瓷結(jié)合劑、樹(shù)脂結(jié)合劑和橡膠結(jié)合劑。4）硬度硬度是指砂輪表面上的磨粒在磨削力的作用下脫落的難易程度。磨粒容易脫落，則砂輪的硬度低，稱為軟砂輪；磨粒難脫落，則砂輪的硬度就高，稱為硬砂輪。砂輪的硬度主要取決于結(jié)合劑的粘結(jié)能力及含量，與磨粒本身的硬度無(wú)關(guān)。選擇砂輪的硬度主要根據(jù)工件材料特性和磨削條件來(lái)決定。一般磨削軟材料時(shí)應(yīng)選用硬

7、砂輪，磨削硬材料時(shí)應(yīng)選用軟砂輪，成形磨削和精密磨削也應(yīng)選用硬砂輪。5）組織砂輪的組織是指磨粒和結(jié)合劑的疏密程度，它反映了磨粒、結(jié)合劑、氣孔三者之間的比例關(guān)系。按照GB2484-84的規(guī)定，砂輪組織分為緊密、中等和疏松三大類15級(jí)。砂輪的組織對(duì)磨削生產(chǎn)率和工件表面質(zhì)量有直接影響。一般的磨削加工廣泛使用中等組織的砂輪；成形磨削和精密磨削則采用緊密組織的砂輪；而平面端磨、內(nèi)圓磨削等接觸面積較大的磨削以及磨削薄壁零件、有色金屬、樹(shù)脂等軟材料時(shí)應(yīng)選用疏松組織的砂輪。6）砂輪的形狀和尺寸為適應(yīng)各種磨床結(jié)構(gòu)和磨削加工的需要，砂輪可制成各種形狀與尺寸。常用砂輪的形狀，有平形砂輪（P）、雙斜邊砂輪（PSX）、雙

8、面凹砂輪（PSA）、杯形砂輪（B）、碗形砂輪（BW）、碟形砂輪（D）、薄片砂輪（PB）、筒形砂輪（N）。砂輪特性代號(hào)的含義：P 400×50×203 A 60 L 6 V 35最高工作線速度（m/s）結(jié)合劑組織號(hào)硬度粒度磨粒外徑×厚度×孔徑形狀代號(hào) 3砂輪的檢查、平衡和修整 1）砂輪的檢查砂輪安裝前一般要進(jìn)行裂紋檢查，嚴(yán)禁使用有裂紋的砂輪。通過(guò)外觀檢查確認(rèn)無(wú)表面裂紋的砂輪，一般還要用木錘輕輕敲擊，聲音清脆的為沒(méi)有裂紋的好砂輪。2）砂輪的平衡 由于砂輪各部分密度不均勻、幾何形狀不對(duì)稱以及安裝偏心等各種原因，往往造成砂輪重心與其旋轉(zhuǎn)中心不重合，即產(chǎn)生不平衡現(xiàn)

9、象。不平衡的砂輪在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，影響磨削質(zhì)量和機(jī)床精度，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成機(jī)床損壞和砂輪碎裂。因此在安裝砂輪前都要進(jìn)行平衡。砂輪的平衡有靜平衡和動(dòng)平衡兩種。一般情況下，只須作靜平衡，但在高速磨削（線速度大于50m/s）和高精度磨削時(shí)，必須進(jìn)行動(dòng)平衡。3）砂輪的修整砂輪工作一定時(shí)間后，出現(xiàn)磨粒鈍化、表面空隙被磨屑堵塞、外形失真等現(xiàn)象時(shí)，必須除去表層的磨料，重新修磨出新的刃口，以恢復(fù)砂輪的切削能力和外形精度。砂輪修整一般利用金剛石工具采用車削法、滾壓法或磨削法進(jìn)行。三、磨削運(yùn)動(dòng)磨削時(shí)砂輪與工件的切削運(yùn)動(dòng)也分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，主運(yùn)動(dòng)是砂輪的高速旋轉(zhuǎn)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一般為圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（即工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

10、）、縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（即工作臺(tái)帶動(dòng)工件所作的縱向直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)）和徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（即砂輪沿工件徑向的移動(dòng)）。四、外圓磨床及其磨削方法1外圓磨床外圓磨床的型號(hào)進(jìn)行過(guò)一次重大改進(jìn)進(jìn)行過(guò)一次重大改進(jìn)M 14 32 A M 71 20 A可磨削最大寬度的1/10最大磨削直徑的1/10臥軸矩臺(tái)平面磨床萬(wàn)能外圓磨床磨床磨床外圓磨床主要由床身、工作臺(tái)、砂輪架、頭架、尾架組成。1）床身用于支承和連接磨床各個(gè)部件。為提高機(jī)床剛度，磨床床身一般為箱型結(jié)構(gòu)，內(nèi)部裝有液壓傳動(dòng)裝置，上部有縱向和橫向兩組導(dǎo)軌以安裝工作臺(tái)和砂輪架。2）工作臺(tái)由上下兩層組成，上工作臺(tái)可相對(duì)于下工作臺(tái)偏轉(zhuǎn)一定角度，以便磨削錐面；下工作臺(tái)下裝有活塞，可

11、通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)使工作臺(tái)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由活塞油缸、換向閥、節(jié)流閥、油箱、油泵、止通閥等元件所組成。當(dāng)止通閥處于“通”狀態(tài)時(shí)，壓力油通過(guò)止通閥流向換向閥再流至油缸的左端或右端，從而推動(dòng)活塞帶動(dòng)工作臺(tái)向右或向左運(yùn)動(dòng)；油缸另一端的無(wú)壓力油則通過(guò)換向閥、節(jié)流閥回到油箱。工作臺(tái)的往復(fù)換向是通過(guò)行程檔塊改變換向閥的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度的改變是通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥改變壓力油的流量大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的。3）砂輪架其上安裝砂輪，由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)作高速旋轉(zhuǎn)。砂輪架安裝在床身的橫向?qū)к壣希赏ㄟ^(guò)手動(dòng)或液壓傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)橫向運(yùn)動(dòng)。4）頭架用于安裝工件，其主軸由電動(dòng)機(jī)經(jīng)變速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)軸向進(jìn)給；主軸前端可安裝

12、卡盤(pán)或頂尖。5）尾架安裝在工作臺(tái)右端，尾架套筒內(nèi)裝有頂尖，可與主軸頂尖一起支承工件。它在工作臺(tái)上的位置可根據(jù)工件長(zhǎng)度任意調(diào)整。外圓磨床可磨削外圓及外臺(tái)肩端面，并可轉(zhuǎn)動(dòng)上工作臺(tái)磨削外圓錐面。某些外圓磨床還具備有磨削內(nèi)圓的內(nèi)圓磨頭附件，用于磨削內(nèi)圓柱面和內(nèi)圓錐面。凡帶有內(nèi)圓磨頭的外圓磨床習(xí)慣上稱為萬(wàn)能外圓磨床。2磨削方法外圓磨削是指磨削工件的外圓柱面、外圓錐面等，外圓磨削可以在外圓磨床上進(jìn)行，也可以在無(wú)心磨床上進(jìn)行。在外圓磨床上磨削外圓時(shí)，工件一般用兩頂尖安裝，但與車削不同的是兩頂尖均為死頂尖。磨削方法分為縱磨法、橫磨法、混合磨法和深磨法等，其中以縱磨法為重點(diǎn)?？v磨時(shí)，砂輪的旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，工件旋轉(zhuǎn)

13、為圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工件隨工作臺(tái)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)為縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，每單行程或往復(fù)行程終了時(shí)，砂輪作周期性的徑向進(jìn)給（即磨削吃刀量）。由于每次的磨削吃刀量小，因而磨削力小，磨削熱少；由于工件作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，故散熱條件較好。在接近最后尺寸時(shí)可作幾次無(wú)徑向進(jìn)給的“光磨”行程，直至火花消失為止，以減小工件因工藝系統(tǒng)彈性變形所引起的誤差。因此，縱磨法的精度高，表面粗糙度Ra值小。但生產(chǎn)率低，因而適用于單件小批生產(chǎn)及精磨中。外圓磨削的精度可達(dá)IT5IT6，表面粗糙度Ra值一般為0.40.2m，精磨時(shí)Ra值可達(dá)0.160.01m。五、其它磨床1內(nèi)圓磨床及其磨削特點(diǎn)內(nèi)圓磨床由床身、頭架、砂輪架、拖板和工作臺(tái)等部分組成。內(nèi)圓磨削時(shí)，工件常用三爪自定心卡盤(pán)或四爪單動(dòng)卡盤(pán)安裝，長(zhǎng)工件則用卡盤(pán)與中心架配合安裝。磨削運(yùn)動(dòng)與外圓磨削基本相同，只是砂輪旋轉(zhuǎn)方向與工件旋轉(zhuǎn)方向相反。與外圓磨削相比，內(nèi)圓磨削的生產(chǎn)率很低，加工精度和表面質(zhì)量較差，測(cè)量也較困難。 2平面磨床及其磨削特點(diǎn)平面磨床的主軸分為立軸和臥軸兩種，工作臺(tái)也分為矩