劳动社《磨工工艺与技能训练（第二版）》-A02-1268第六章

第六单元 无心外圆磨削,课题一 无心外圆磨床的操纵与调整 课题二 无心外圆磨削,课题一 无心外圆磨床的操纵与调整,一、无心外圆磨床的结构,无心外圆磨床有多种型号，如M1010型、M1040型和M1080型等，本书只介绍M1040型无心外圆磨床的使用。如图6-1所示，M1040型无心外圆磨床主要由床身1、修整器控制开关2、磨削轮架3、磨削轮修整器4、工件支架5、导轮修整器6、导轮架7、横向进给手轮8、快速手柄9和电气开关10等组成。,一、无心外圆磨床的结构,图6-1 M1040型无心外圆磨床 1-床身 2-修整器控制开关 3-磨削轮架 4-磨削轮修整器 5-工件支架 6-导轮修整器7-导轮架 8-横向进给手轮 9-快速手柄 10-电气开关 11-切削液开关,二、 M1040型无心外圆磨床的主要技术参数及规格,1工作精度 圆度：0.02mm。 圆柱度：0.03mm 。,二、M1040型无心外圆磨床的主要技术参数及规格,三、无心外圆磨床的操纵与调整,1磨削轮的选择与调整 （1）磨削轮的选择 磨削轮的特性选择主要决定于工件材料、磨削性质和工件热处理情况。通常磨削轮特性为：棕刚玉、粒度号F60F100、硬度为JN的陶瓷结合剂双面凹砂轮，其尺寸由机床决定。 （2） 磨削轮的安装、平衡 如图6-2所示，磨削轮用法兰盘安装，法兰盘主要由法兰盘底座1、衬垫4和5、法兰盘6、内六角螺钉7 组成。,三、无心外圆磨床的操纵与调整,磨削轮的安装平衡步骤如下： 1）用法兰盘安装磨削轮。 2）静平衡磨削轮。 3）用螺母8将磨削轮安装在磨削轮主轴上。,三、无心外圆磨床的操纵与调整,（3）磨削轮的修整 磨削轮修整器安装在磨削轮架的左上方，修整器的液压传动旋钮如图6-3所示。金刚石的修整方向由旋钮1控制，修整时逆时针方向转动旋钮1，金刚石向前移动修整；顺时针方向转动旋钮1，金刚石则向后移动修整。,三、无心外圆磨床的操纵与调整,图6-2 磨削轮的安装 1-法兰盘底座 2-键 3-主轴 4、5-衬垫 6-法兰盘 7-内六角螺钉 8-螺母,三、无心外圆磨床的操纵与调整,图6-3 修整器液压传动旋钮 1-磨削轮修整方向调节旋钮 2-磨削轮修整速度调节旋钮 3-导轮修整速度调节旋钮 4-导轮修整方向调节旋钮,三、无心外圆磨床的操纵与调整,图6-4所示为磨削轮修整器，修整时，可转动螺母1， 控制修整深度。磨削轮修整器的滑板2可倾斜角度，用贯穿法磨削圆柱面时，可将磨削轮的前部（工件入口处） 及后部（工件出口处）修成小的角度（30左右），以便工件能平稳地进入和离开磨削区域，以提高工件的加工精度。经修整的磨削轮如图6-5所示。,三、无心外圆磨床的操纵与调整,图6-4 磨削轮修整器 1-螺母 2-滑板 3-修整器,图6-5 改进后的磨削轮形状,三、无心外圆磨床的操纵与调整,2导轮的选择与调整 （1）导轮特性的选择 导轮的功用是在磨削过程中带动工件做旋转运动和贯穿运动。工件与导轮间有较大的摩擦力，导轮与工件接触后，导轮实际上起了限制工件圆周速度的作用，从而使工件向导轮相反方向旋转。导轮用橡胶结合剂制成，具有较大的摩擦因数和适当的弹性。导轮的其他特性与磨削轮基本相同。,三、无心外圆磨床的操纵与调整,（2）导轮架在垂直平面内的倾角调整 调整方法及步骤：用贯穿法磨削时，为了能使工件纵向自动进给，导轮轴线需在垂直平面内倾斜一定角度， 如图6-6 所示。导轮的倾角（ ）越大，工件的贯穿速度越快。 工件经淬火后，往往发生弯曲变形，常常需要多次纵向贯穿才能磨直。粗磨时，为了使工件能以较大的速度通过磨削区域，取4°；精磨时，则倾角取小些，一般取2°。如图6-7所示，导轮架的调整步骤如下：,三、无心外圆磨床的操纵与调整,图6-6 导轮在垂直平面内的倾角,图6-7 导轮架的调整 1-导轮架转体 2-刻度盘 3、4-螺钉 5-螺母 6-导轮座 7-螺杆,三、无心外圆磨床的操纵与调整,1）拧松螺钉3、4和螺母5。 2）调整螺杆7，回转导轮架转体1至所需角度。角度值由刻度盘2读出。 3）紧固螺钉3、4和螺母5。 （3）导轮架水平转角的调整 1）切入磨削时的调整。用切入法磨削小锥度圆锥时，可将导轮架在水平面内回转适当角度。调整方法如图6-8所示， 首先放松螺钉3，然后转动螺杆1，即可使导轮回转座2回转适当角度。调整后需锁紧螺钉3。 2）贯穿磨削时的调整。用贯穿法磨削圆柱零件时，导轮回转座应调至零位，并使工件在托板上的位置与磨削轮轴线相平行。,三、无心外圆磨床的操纵与调整,（4）导轮的安装 如图6-9所示，安装用法兰盘主要由法兰盘底座、法兰盖、衬垫等组成，导轮安装后再用螺母紧固。紧固时需注意，导轮主轴端螺纹为左旋。,三、无心外圆磨床的操纵与调整,图6-8 导轮架水平转角的调整 1-螺杆 2-导轮回转座 3-螺钉,图6-9 导轮的安装 1-法兰盘底座 2-主轴 3、4-衬垫 5-法兰盖 6-螺母,三、无心外圆磨床的操纵与调整,三、无心外圆磨床的操纵与调整,图6-10 导轮修整器滑座的回转角度,图6-11 导轮修整器及金刚石的偏移量 1、3-刻度板 2-刻度盘,三、无心外圆磨床的操纵与调整,导轮的修整步骤如下： 1）调整导轮修整器在水平面内的角度，数值由刻度板3 读出，如图6-11所示。 2）调整金刚石的偏移量，数值由刻度板1读出，调整后紧固金刚石。 3）启动导轮，使导轮处于修整状态转速。 4）旋转手轮使金刚石切入导轮， 并启动液压旋钮进行修整。,三、无心外圆磨床的操纵与调整,三、无心外圆磨床的操纵与调整,3托板的选择与调整 （1）托板的选择 托板形状如图6-12所示，托板的材料可用优质钢或高速钢制成。如工件硬度很高时，可在托板的斜面上镶嵌硬质合金。磨软金属时，托板可用铸铁制成。,三、无心外圆磨床的操纵与调整,图6-12 托板,三、无心外圆磨床的操纵与调整,三、无心外圆磨床的操纵与调整,图6-13 托板的长度 图6-14 托板高度的调整,三、无心外圆磨床的操纵与调整,一般情况下，都是工件中心高于砂轮中心，当h值取得太大时，工件会产生周期性跳动。当加工细长工件时， 为了防止磨削过程中工件上下跳动，可将工件中心低于砂轮中心。h的大小可按表6-2选取。,三、无心外圆磨床的操纵与调整,安装托板时，应调整托板的两端在同一个水平面上，否则，磨出的工件将是圆锥形。调整托板左侧面在水平面内与磨削轮圆周切线的距离c也是不可忽视的，否则会影响冷却和排屑。 托板的调整步骤如下： 1）如图6-15a所示，拧紧螺钉1，经压板4将托板2紧固在支架上。 2）按表6-2选取工件中心高h，然后调整托板高度。当托板尺寸较小时，可使用垫片调整时用钢直尺测量工件最高点至底板的距离。,三、无心外圆磨床的操纵与调整,3）如图6-15b所示，锁紧螺母5，放松螺母6，转动横向进给手轮，把托板引向磨削轮；调整托板左侧至磨削轮圆周切线的距离c。 4）锁紧螺母6，放松螺母5，转动横向进给手轮，调整导轮与托板间的距离。,三、无心外圆磨床的操纵与调整,图6-15 托板的安装与调整 1-螺钉 2-托板 3-垫片 4-压板 5、6-螺母,三、无心外圆磨床的操纵与调整,4导板的选择与调整 （1）导板的选择 导板的作用是把工件正确引进及退出磨削区域。导板的长度一般不宜过长，可按工件长度选择。如果工件长度大于100mm，导板长度为工件长度的0.751.5倍；如果工件长度小于100mm，则导板长度为工件长度的1.52.5倍；若工件长度比直径小，则导板的长度可选得大些。导板的形状如图6-16所示。,三、无心外圆磨床的操纵与调整,图6-16 导板,三、无心外圆磨床的操纵与调整,工件直径小于12mm时，采用凸形导板，如图6-16a所示； 工件直径大于12mm时，则采用平行导板，如图6-16b所示。导板的高度和厚度分别由托架的结构和工件直径来决定。 （2）导板的调整 导板应正确安装在机床上， 四块导板调整位置不同， 故应分别进行调整。导板的调整如图6-17所示，导板用螺钉3、4紧固在支架上，旋转螺杆1、2，即可调整导板6、7。靠导轮一侧的前导板应相对导轮工作面后退一个距离，其值为工件一次磨削余量的1/2左右，一般为0.010.025mm 。靠导轮一侧的后导板，则与导轮的工作面平齐。靠磨削轮一侧的前、后导板，因不受到工件的压力，故均可比磨削轮的工作面后退0.40.8mm。,三、无心外圆磨床的操纵与调整,图6-17 导板的调整 ） 导板 ） 导板的调整 1、2-螺杆 3、4-螺钉 5-支架 6、7-导板,三、无心外圆磨床的操纵与调整,调整导板的要求如下： 1）调整靠导轮一侧的前导板，应比导轮圆周后退0.010.025mm。 2）调整靠导轮一侧的后导板与导轮圆周平齐。 3）调整靠磨削轮一侧的前后导板， 均比磨削轮圆周后退0.40.8mm 。,三、无心外圆磨床的操纵与调整,（3）注意事项 1）导板不能突出导轮圆周面。当前导板突出导轮圆周面时，工件前部将被切去一块；当后导板突出导轮圆周面时， 工件的贯穿受到阻碍，工件后部将被切去一长条。 2）导板不得偏斜。当导板偏向磨削轮时，工件将被磨成细腰形，如图6-18a所示；偏向导轮时，则工件被磨成腰鼓形，如图6-18b所示。,三、无心外圆磨床的操纵与调整,图6-18 导板的偏斜 ） 偏向磨削轮 ） 偏向导轮 1-导轮 2-磨削轮,返回,课题二 无心外圆磨削,一、无心外圆磨削的特点,无心外圆磨削时，工件安装在无心磨床上的两个砂轮之间，其中一个砂轮起磨削作用称为磨削轮；另一个砂轮起传动作用，称为导轮。工件下部有托板支撑。导轮由橡胶结合剂制成，其轴线在垂直方向上与磨削轮倾斜成 角，带动工件做旋转运动和进给运动。,二、无心磨削工件成圆的原理,无心磨削工件的成圆是一个复杂的过程，工件的原始形状误差将会影响工件的圆度。当工件的中心高于磨削轮和导轮的中心连线时，工件才能磨圆。假设托板的顶面为平面， 且调整工件中心与磨削轮及导轮的中心处于同一高度（见图6-19a），当工件上有一凸点与导轮相接触时，则凸点的对面就被磨成一个凹面，其深度等于凸点的高度；工件回转180°后，凸点转到与磨削轮相接触， 此时，凹面也正与导轮相接触，工件被推向导轮，凸点无法被磨去。虽然磨出的工件直径在各方向上都相等，但工件不是一个圆形，而是一个等直径的棱圆，如等直径的三角形棱圆，如图6-19b所示。,二、无心磨削工件成圆的原理,工件不能被磨圆的原因是由于工件的中心与磨削轮和导轮的中心等高，使得工件的凹凸点在同一直线上。因此， 只要使工件的中心高于磨削轮和导轮的中心，并采用顶端为斜面的托板（见图6-19c），就能消除这种现象。由图可见，工件凹凸点不在同一直径上，当磨削继续进行时，凸点不断被磨平，而凹面也逐渐变浅，工件逐渐被磨圆，如图6-19d所示。,二、无心磨削工件成圆的原理,图6-19 工件的成圆原理,三、无心外圆磨削的方法,1贯穿法 磨削时工件一边旋转一边纵向运动，穿过磨削区域而落入工件盒中。此种方法用于磨削没有台阶的光轴，如图6-20所示。,三、无心外圆磨削的方法,图6-20 用贯穿法磨削,三、无心外圆磨削的方法,三、无心外圆磨削的方法,三、无心外圆磨削的方法,2切入法 此种磨削方法适用于加工带台阶的圆柱形工件或成形旋转体（见图6-21）， 磨削时工件不做贯穿运动。一般可使导轮轴线与磨削轮轴线平行或交叉一较小的角度（=30）， 工件在磨削过程中有一微小轴向力，使工件紧靠挡销。,图6-21 切入法磨削,三、无心外圆磨削的方法,3强迫贯穿法 导轮修整成与工件相适应的螺旋槽，并使磨削轮的工作素线与工件的素线平行，此种方法适宜于大批量贯穿磨削成形表面，如图6-22所示。,图6-22 强迫贯穿法,四、磨削产生的缺陷分析,无心外圆磨削中常发生一些缺陷，如圆度、圆柱度误差、表面粗糙度误差以及表面外观缺陷等。产生缺陷的主要原因如下：一是由于机床调整不当，如砂轮的选择不合适、工件安装的中心高不恰当、托板和导板的调整不太合理等