磨床加工原理

1、模具制造技術(shù)手冊(cè)-磨床1磨床加工原理及范圍磨床是利用磨具對(duì)工件表面進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。大多數(shù)的磨床是使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行磨削加工，磨床能加工硬度較高的材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花崗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能進(jìn)行高效率的磨削，如強(qiáng)力磨削等。平面磨床的工件一般是夾緊在工作臺(tái)上，或靠電磁吸力固定在電磁工作臺(tái)上，然后用砂輪的周邊或端面磨削工件平面的磨床。磨床在磨削工件時(shí)，按加工要求不同，工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)的速度必須可以調(diào)整，能實(shí)現(xiàn)無極變速，并在換向時(shí)有一定的精度要求，磨床要具備這些條件，磨床的縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)采用了液壓傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)在磨床的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)及橫向快速

2、進(jìn)退等方面已廣泛應(yīng)用液壓傳動(dòng)工作原理在機(jī)床上為改善液壓傳動(dòng)的性能，以滿足生產(chǎn)加工中的各種要求，磨床工作的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是由以下部分組成.2執(zhí)行部分液壓機(jī)（液壓缸、液壓馬達(dá)）在壓力油的推動(dòng)下，作直線運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。控制部分壓力控制閥，流量控制閥，方向控制閥等，用以控制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)所需要的力速度方向和工作性能的要求。輔助部分油箱濾油器，油管和油管接頭等。其作用是創(chuàng)造必要的條件以保證液壓系統(tǒng)正常工作。機(jī)床的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，砂輪架快速進(jìn)退運(yùn)動(dòng)，砂輪架周期進(jìn)給，尾架套筒的縮回，車軌潤滑以及其它一些動(dòng)作。3砂輪材質(zhì)及操作參數(shù)的選用成功的研磨大部份依賴操作

3、者之經(jīng)驗(yàn)，他必須了解多種型式、形狀之砂輪特性及在各種不同狀況它們?nèi)绾巫饔?。在下列表述中有說明構(gòu)成磨輪之基本要素是磨料粒度，結(jié)合材料，等級(jí)和結(jié)構(gòu)。 4砂輪的磨料磨料最普通的型式為氧化鋁（alminum oxide）和碳化硅（silcon carbide），氧化鋁之結(jié)晶不如碳化硅硬，但較不如碳化硅脆，更適于研磨高抗拉強(qiáng)度如碳和合金鋼一質(zhì)地軟或硬的，可鍛精制鐵、青銅等。 氧化鋁的一些商業(yè)名稱是鋼鋁石（Aloxite, Alundum Borolon）。碳化硅之結(jié)晶是極度脆的，所以，以這種磨料作成的砂輪適于研磨，諸如鋼等高抗拉強(qiáng)度之物質(zhì)，諸如鑄鐵、黃銅、青銅、鋁和一般銅，其它如橡皮、賽璐珞，大理石和玻

4、璃等不可鍛之物質(zhì)。碳化硅的一般商用名稱是金鋼砂（carborundum, crystolon, electron）如下有氧化鋁和碳化硅兩類之物別形式說明，而在磨輪記號(hào)里對(duì)磨料有數(shù)字作為代號(hào)指示。5砂粒尺寸 砂粒尺寸根據(jù)予以分類之篩子尺寸來命名，R(t:F0例如，一顆砂料能通過每一吋24個(gè)網(wǎng)眼之篩子時(shí)，叫做24砂粒，普通用作平面研磨之砂粒尺寸為48至80。對(duì)于粗研磨，當(dāng)光面并不重要時(shí)，可使用粗砂粒之磨輪，當(dāng)光面比較重要或者研磨面較狹窄時(shí)，需要使用狹邊細(xì)砂粒之磨。 6磨輪結(jié)合料 磨輪之結(jié)合是將磨料結(jié)合在一起，且在磨輪進(jìn)刀時(shí)支持他們。軟和硬這個(gè)名詞指示結(jié)合強(qiáng)度，磨料之結(jié)合率越大，環(huán)繞磨料顆粒之結(jié)合膜

5、越厚，且結(jié)合支持力越強(qiáng)，磨輪越硬。磨輪一般有五種結(jié)合料： （a） 玻璃結(jié)合料：多過次75之磨輪是使用玻璃結(jié)合料制造，多孔性及強(qiáng)度賦予高的切削量，這類結(jié)合料不受水、酸、油或者普通溫度條件影響，所以此種型態(tài)之砂輪較常被使用于一般生產(chǎn)及工具室研磨。（b） 硅酸鹽結(jié)合料：硅酸鹽結(jié)合料之砂輪比玻璃結(jié)合料之砂輪更易釋放磨料顆粒，通常用于研磨刀具刀刃，但須在熱量產(chǎn)生保持在極小之情況下。（c） 蟲膠結(jié)合料：這種結(jié)合料可以產(chǎn)生高度光面，深邊切削。.X（d） 樹脂結(jié)合料：|0這是一種合成有機(jī)化合物，這種型式之磨輪可作冷卻削，急速切削，且能在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下切削。（e） 橡膠結(jié)合料：橡膠結(jié)合料磨輪主要用于研磨良好光面，由

6、于其強(qiáng)度及硬度，此種結(jié)合料廣泛用于磨深槽及相似的工作。7 等級(jí) 磨輪之等級(jí)是支持力或結(jié)合強(qiáng)度等之量度。砂輪如果磨料易于分裝的，我們稱之為軟性級(jí)，而顆粒能很強(qiáng)勁地結(jié)合，稱之為硬性級(jí)砂輪。 8結(jié)構(gòu)這個(gè)名詞是指出顆粒之間距，也就是密度。ue5B5離散型之砂輪比相同等級(jí)和顆粒大小之稠密型砂輪研磨更快。硬而脆之物質(zhì)使用稠密型砂輪研磨更有效。如上面所說明：在選擇砂輪重要的考慮是被研磨之物質(zhì)特性。同樣地砂輪制造商也會(huì)介紹砂輪之規(guī)格，而更能適合工作的要求調(diào)整輪標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格為：A120TR,J s0調(diào)整輪主要是提供工作物軸向推力和因而產(chǎn)生的進(jìn)給率。將調(diào)整輪軸線傾斜使其不與砂輪軸線平行一致，可提供工作物所需的軸向推力

7、，并使工作物在調(diào)整輪和砂輪間旋轉(zhuǎn)。910固定要素 1.被研磨之物質(zhì)2.要求之精度和光面3.研磨接觸之面積4.研磨操作之特性11 變動(dòng)要素 1.砂輪速度2.進(jìn)刀率3.研磨機(jī)之狀況R4.工作者之操作技巧（1）如果被研磨之物質(zhì)是鋼或是它合金的一種，磨料通常使用氧化鋁，如果是鑄鐵，非鐵金屬或非金屬，則磨料使用碳化硅，細(xì)顆粒之磨料用于軟性，延性高之物質(zhì)。硬質(zhì)砂輪用于軟性物質(zhì)，軟質(zhì)砂輪用于硬性物質(zhì)。然而軟質(zhì)砂輪用于非常軟性之物質(zhì)比如黃銅，以避免阻塞或荷載，密接顆粒之磨料用于硬且脆之物質(zhì)，松離顆粒之磨料即用于軟性、延性好的物質(zhì)。（2）考慮精度和光面需要使用粗顆粒之磨輪時(shí)，建議您使用快速切削，而需要精致光面時(shí)

8、，使用細(xì)顆粒之磨輪。Q然而精致光面如果使用中等顆粒之砂輪事前適當(dāng)?shù)男拚^，仍然可以制作出，玻璃結(jié)合料是用于粗修和半精修，而樹脂、橡膠、蟲膠結(jié)合料用于高精修光面。12（3）考慮及接觸面積時(shí)，小接觸面積使積，松離用細(xì)顆粒，且砂輪越需要硬，密切型之磨料使用于小接觸面型則用于大接觸面積。（4）考慮研磨操作之特性時(shí)，精密研磨通常使用玻璃結(jié)合料之磨輪，然而對(duì)于特殊極佳光面時(shí)，樹脂、橡膠和蟲膠結(jié)合料之磨輪也許更適合。（5）如果相對(duì)于工作移動(dòng)速率之砂輪轉(zhuǎn)速越高時(shí)，砂輪越要使用軟質(zhì)，如果砂輪轉(zhuǎn)速必須降低砂輪速度使得砂輪作用似軟性，增加砂輪速度，使其作用似硬性。玻璃結(jié)合料砂輪使用于速度6500S.F.P.M以下者

9、，而橡膠、蟲膠和樹脂結(jié)合料之砂輪使用于6500S.F.P.M以上者。（6）進(jìn)刀速率越高，研磨壓力越大，砂輪需越硬，如果工件之速率在每轉(zhuǎn)相同之進(jìn)刀量下必須提高，進(jìn)刀速率會(huì)自動(dòng)提高向?qū)е律拜喣ズ母?。這種磨耗可使用硬質(zhì)砂輪而予以改善。13磨削加工的特點(diǎn)及磨削過程 (特點(diǎn))砂輪是由磨料和結(jié)合劉粘結(jié)而成的特殊多刃具，在砂輪表面每平方厘米面積上約有601400顆磨料，每顆磨粒相當(dāng)于一個(gè)刀齒，磨粒是一種高硬度的非金屬晶體，它不但可磨削銅，鑄鐵等較軟的材料，而且還可以加工各種淬火鋼的零件，高速鋼刀具和硬質(zhì)合金等硬材料以及超硬材料。 砂輪具有較高的周線速長一般35m/s左右，砂輪在磨削時(shí)除了對(duì)工件表面有切削作

10、用外，還有強(qiáng)烈的擠壓和摩擦作用，在磨削區(qū)域瞬時(shí)溫度高達(dá)1000左右; 14砂輪工作面經(jīng)修正，可形成極細(xì)微的刃口以切除工件表面極薄的金屬層。 磨削加工能獲得極高的加工精度和極細(xì)的表示粗糙度，磨削精度通常達(dá)到IT6IT7公差等級(jí)，表示粗糙度可達(dá)Ra1.250.16m，如境磨削工件表示粗糙度為Ra0.1m工件表光滑如境，尺寸精度和形壯精度可達(dá)到1um以內(nèi)，其誤差相當(dāng)于人體頭發(fā)絲粗細(xì)的1/70或更小。 砂輪在磨削時(shí)，部分磨鈍的磨粒在一事實(shí)上的條件下能自動(dòng)落或崩碎，從而使砂輪保持良好的磨削性能。 15磨削過程 金屬磨削的實(shí)質(zhì)是工件被磨削的金屬表層，在無數(shù)磨粒瞬間的擠壓，摩擦作用下生產(chǎn)變形，而后轉(zhuǎn)為磨屑，

11、并形成光潔表示的過程。金屬磨屑過程可分為：三個(gè)階段，砂輪表示的磨粒與工件材料接觸，為彈性變形成為第一階段，磨粒繼續(xù)切入工件，工件材料進(jìn)入塑性變形的第二階段，材料晶粒發(fā)生滑移。使塑性變形不斷增大，當(dāng)力達(dá)到工件的強(qiáng)度極限時(shí)，被磨削層材料。產(chǎn)生擠裂，即進(jìn)入第三階段，最后被切離。 磨削的全過程表現(xiàn)為，力和熱的作用，以磨削力磨削時(shí)砂輪與工件間發(fā)生切削作用和摩擦作用，在砂輪和工件上分別，作用著大、小相等方向相反的力，這種相互作用的力稱為磨削力磨削熱磨削時(shí)產(chǎn)生的熱量較車削，銑削大，熱量轉(zhuǎn)入砂輪，磨悄或被切削液帶走，然而砂輪是熱的不良導(dǎo)體，因此幾乎80%的熱量轉(zhuǎn)入工件和磨屑，磨削區(qū)域的瞬間高溫可燒傷工件的表層

12、，并使磨屑時(shí)特別注意對(duì)工件的冷卻。切削液過去又稱冷卻液，主要用來降低度磨削熱和減小龐大磨削過程中的摩擦。切削液的主要作用是：冷卻，潤滑，清洗，防銹在切削過程中，把切削液直接澆注在砂輪和工件接觸的地方，以達(dá)到切削液的作用保證零件加工的質(zhì)量。16精度磨削加工及先進(jìn)的工藝方法為了適應(yīng)各類零件的磨削，磨床和砂輪的品種，性能也有了進(jìn)一步的發(fā)展，在基本型譜的基礎(chǔ)上，又生產(chǎn)出，精密型，高精度型，半自動(dòng)型及數(shù)控型等10個(gè)系列，各類磨床的精度適應(yīng)性和專門化程度均有很大提高，如適于模具制造的坐標(biāo)磨應(yīng)酬具有加工精度高使用壽命長等特點(diǎn)，近20年來，在我國超硬磨料，如人造金鋼石，立方氮化硼等，已廣泛地應(yīng)用于各種高硬度材

13、料的磨削。17要求精度高的機(jī)械零件的加工方法一般分為粗磨半精磨精磨精密磨超精磨五個(gè)階段。磨削加工一般是屬于零件的后道工序，即零件的精加工。困此零件的尺寸精度和相關(guān)面的位置精度以及有關(guān)表示的形狀精度和表示粗糙度，都要在磨削中得到最后控制和保證，所以必須仔細(xì)分析和研究零件圖及技術(shù)要求，根據(jù)對(duì)零件圖的分析研究，就可以初步確定零件的加工順序和所采用的加工方法。例如：尺寸精度IT6級(jí)，表示粗糙度為Ra0.80.1um時(shí)一般只需要經(jīng)過粗磨，精磨或粗磨，精磨或粗磨。精磨和精密磨削，尺寸精度在IT6IT5表示粗糙度為0.1umRa0.5 um時(shí)，一般要經(jīng)過粗磨，半精磨，精磨，高精度磨削加工。 18修整砂輪 將鉆石裝于修整器，修整器之固定孔為5度角，鉆石鈍化時(shí)可使套筒轉(zhuǎn)動(dòng)一小角度，以確使修整邊緣銳利。建議使用最低砂輪速度（1400rpm）修整砂輪，以確保鉆石壽命，工作之表面粗造度和鉆石通過輪面通過之速度有很大關(guān)系。 若研磨欲留量僅0.2mm至0.3mm時(shí)，建議修整時(shí)使輪面粗糙，此可使修整進(jìn)給量約0.03mm迅速轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使鉆石很快的通過輪面，以使輪面粗糙。19欲使用同一砂輪精磨時(shí)，需再修整一次，此時(shí)修整量約為0.01mm，使鉆石慢慢通過輪面，修整2次至3次。修整量較小，可使砂輪壽命較長，修整時(shí)需加冷卻，但突然使其