机械制造基础（第2版）教学课件作者涂序斌机械制造基础第八章.ppt

第8章 磨削加工,8.1 概述 8.2 磨床 8.3 砂轮 8.4 磨平面 8.5 磨外圆、内圆及圆锥面,返回,8.1 概述,8.1.1磨削运动与磨削用量 磨削外圆时的磨削运动和磨削用量，如图8-1所示 1.主运动及磨削速度(vc) 砂轮的旋转运动是主运动，砂轮外圆相对于工件的瞬时速度称为磨削速度，可用下式计算： Vc=πdn/1000*60(m/s) 式中d———砂轮直径，单位为mm， n———砂轮每分钟转速，单位为r/min 2.圆周进给运动及进给速度(vw) 工件的旋转运动是圆周进给运动，工件外圆处相对于砂轮的瞬时速度称为圆周进给速度，可用下式计算：,下一页,返回,8.1 概述,vw ＝π dw nw /1000*60(m/s) 式中dw———工件磨削外圆直径，单位为mm； nw———工件每分钟转速，单位为r/min 3.纵向进给运动及纵向进给量(f纵) 工作台带动工件所作的直线往复运动是纵向进给运动，工件每转一转时砂轮在纵向进给运动方向上相对于工件的位移称为纵向进给量，用f纵表示，单位为mm/r 4.横向进给运动及横向进给量(f横) 砂轮沿工件径向上的移动是横向进给运动，工作台每往复行程(或单行程)一次砂轮相对工件径向上的移动距离称为横向进给量，用f横表示，其单位是mm/行程。

上一页,下一页,返回,8.1 概述,8.1.2磨削特点及加工范围 1.磨削特点 磨削与其他切削加工(车削、铣削、刨削)相比较，具有如下特点 (1)加工精度高、表面粗糙度值小 磨削时，砂轮表面上有极多的磨粒进行切削，即每个磨粒相当于一把刀口半径很小且锋利的切削刃，能切下一层很薄的金属 (2)可加工硬度值高的工件 由于磨粒的硬度很高，磨削不但可以加工钢和铸铁等常用金属材料，还可以加工硬度更高的工件，特别是经过热处理后的淬火钢工件上一页,下一页,返回,8.1 概述,(3)磨削温度高 由于磨削速度很高，其速度是一般切削加工速度的10～20倍，所以加工中会产生大量的切削热 2.磨削加工的应用范围 磨削主要用于零件的内外圆柱面、内外圆锥面、平面及成形面(如花键、螺纹、齿轮等)的精加工，以获得较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度，其常见的几种加工类型如图8-2所示上一页,返回,8.2 磨床,8.2.1外圆磨床 外圆磨床又分为普通外圆磨床和万能外圆磨床普通外圆磨床可以磨削外圆柱面、端面及外圆锥面，万能外圆磨床还可以磨削内圆柱面、内圆锥面 下面以Ｍ1432A万能外圆磨床为例来进行介绍 1.外圆磨床的型号 根据ＪB1838—1985规定，Ｍ表示磨床类机床；14表示万能外圆磨床；32表示最大磨削直径的1/10即最大磨削直径为320mm；A表示第一次重大改进。

2.外圆磨床的组成部分及作用 外圆磨床主要由床身、工作台、头架、尾座、砂轮架、内圆磨头及砂轮等部分组成，如图8-3所示下一页,返回,8.2 磨床,8.2.2平面磨床 平面磨床分为立轴式和卧轴式两类：立轴式平面磨床用砂轮的端面进行磨削平面，卧轴式平面磨床用砂轮的圆周面进行磨削平面，图8-4所示为M7120A卧轴矩台式平面磨床 1.平面磨床的型号 根据JB1838—1985规定，Ｍ表示磨床类机床；71表示卧轴矩台式平面磨床；20表示工作台面宽度为200mm；A表示第一次重大改进 2.组成部分及作用 Ｍ7120A平面磨床主要由床身、工作台、磨头、立柱、砂轮修整器等部分组成该磨床的矩形工作台装在床身的水平纵向导轨上，由液压传动实现其往复运动，也可用手轮操纵以便进行必要的调整另外，工作台上还装有电磁吸盘，用来装夹工件上一页,下一页,返回,8.2 磨床,8.2.3 操作过程 1.M1432犃万能外圆磨床的操纵 操纵系统如图8-3所示 (1)停车练习 ①手动工作台纵向往复运动顺时针转动纵向进给手轮3，工作台向右移动，反之工作台向左移动手轮每转一周，工作台移动6mm ②手动砂轮架横向进给移动顺时针转动砂轮架横向进给手轮22，砂轮架带动砂轮移向工件，反之砂轮架向后退远离工件。

(2)开车练习 ①砂轮的转动和停止按下砂轮电动机启动按钮16，砂轮旋转，按下砂轮电动机停止按钮14，砂轮停止转动上一页,下一页,返回,8.2 磨床,②头架主轴的转动和停止使头架电动机旋钮刃处于慢转位置时，头架主轴慢转；使其处于快转位置时，头架主轴处于快转；使其处于停止位置时，头架主轴停止转动 ③工作台的往复运动 ④砂轮架的横向快退或快进转动砂轮架快速进退手柄24，可压紧行程开关使油泵启动，同时也改变了换向阀阀芯的位置，使砂轮架获得横向快速移近工件或快速退离工件 ⑤尾座顶尖的运动脚踩脚踏板23时，接通其液压传动系统，使尾座顶尖缩进；脚松开脚踏板23时，断开其液压传动系统使尾座顶尖伸出 2.M7120犃平面磨床的操纵 操纵系统如图8-4所示上一页,下一页,返回,8.2 磨床,(1)停车练习 ①手动工作台往复移动顺时针转动工作台移动手轮21，工作台右移，反之工作台左移手轮每转一周，工作台移动6mm ②手动砂轮架(磨头)横向进给移动顺时针转动磨头横向进给手轮3，磨头移向操作者，反之远离操作者 ③砂轮架(磨头)的垂直升降顺时针转动磨头垂直进给手轮14，砂轮移向工作台，反之砂轮向上移动手轮14每转过一小格时，垂直移动量为0.005mm，每转过一周，垂直移动量为1mm。

(2)开车练习 ①砂轮的转动与停止按下磨头启动按钮12，砂轮旋转按下磨头停止按钮10，砂轮停止转动上一页,下一页,返回,8.2 磨床,②工作台的往复运动按下液压泵启动按钮8，油泵工作顺时针转动工作台往复进给速度控制手柄18，工作台往复运动调整换向挡块20(两个)间的位置，可调整往复行程长度挡块20碰撞工作台往复运动换向手柄15时，工作台可换向逆时针转动手柄18，工作台由快动到停止移动 ③磨头的横向进给移动该移动有“连续”和“间歇”两种情况：当手柄16在“连续”位置时，转动手柄17可调整连续进给的速度；当手柄16在“间歇”位置时，转动手柄19可调整间歇进给的速度上一页,下一页,返回,8.2 磨床,8.2.4操作要点 操作过程中应注意以下两点： ①对于机床上的按钮、手柄等操作件，在没有弄清其作用之前，不要乱动，以免发生事故 ②发生事故后要立即关闭总停按钮上一页,返回,8.3 砂轮,砂轮是磨削的切削工具，它是由许多细小而坚硬的磨粒用结合剂黏结而成的多孔体，如图8-5所示 8.3.1砂轮的特性 砂轮的特性对工件的加工精度、表面粗糙度和生产率影响很大，砂轮的特性包括磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等方面。

1.磨料 磨料是砂轮的主要原料，直接担负着切削工作磨削时，磨料在高温工作条件下要经受剧烈的摩擦和挤压，所以磨料应具有很高的硬度、耐热性及一定的韧性常用的磨料有两类 (1)刚玉类 (2)碳化物类,下一页,返回,8.3 砂轮,2.粒度 粒度是指磨料颗粒的大小 3.结合剂 砂轮中，将磨粒黏结成具有一定强度和形状的物质称为结合剂砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及耐腐蚀性能，主要取决于结合剂的性能 4.硬度 砂轮的硬度和磨料的硬度是两个不同的概念砂轮的硬度是指砂轮表面的磨粒在外力作用下脱落的难易程度即容易脱落称为软，反之称为硬 5.组织 砂轮的组织是指砂轮中磨料、结合剂、气孔三者体积的比例关系上一页,下一页,返回,8.3 砂轮,6.形状与尺寸 根据机床类型和磨削加工的需要，砂轮可制成各种标准形状和尺寸，其常用的几种砂轮的形状、代号和用途见表8-1 砂轮的特性一般用代号和数字标注在砂轮上，有的砂轮还标出安全速度砂轮特性标志及含义举例如下：,上一页,下一页,返回,8.3 砂轮,8.3.2砂轮的检查、安装、平衡和修整 因砂轮在高速运转情况下工作，所以安装前要通过外观检查和敲击的响声来检查砂轮是否有裂纹，以防止高速旋转时砂轮破裂。

安装砂轮时，应将砂轮松紧合适地套在砂轮主轴上，并在砂轮和法兰盘之间垫以1～2mm厚的弹性垫圈(皮革或耐油橡胶制成)，如图8-6所示. 为使砂轮平稳地工作，一般直径大于125mm的砂轮都要进行平衡平衡时将砂轮装在心轴上，再放在平衡架导轨上如果不平衡，较重的部分总是转在下面，这时可移动法兰盘端面环形槽内的平衡块进行平衡，直到砂轮可以在导轨上的任意位置都能静止为止如果砂轮在导轨上的任意位置都能静止，则表明砂轮各部分重量均匀，平衡良好这种方法叫做静平衡，如图8-7所示 砂轮常用金刚石笔进行修整如图8-8所示上一页,返回,8.4 磨平面,8.4.1工件的装夹方法 在平面磨床上，采用电磁吸盘工作台吸住工件电磁吸盘工作台的工作原理如图8-9所示当线圈中通过直流电时，芯体被磁化，磁力线由芯体经过盖板—工件—盖板—吸盘体而闭合，工件被吸住电磁吸盘工作台的绝磁层由铅、铜或巴氏合金等非磁性材料制成，它的作用是使绝大部分磁力线都通过工件再回到吸盘体，以保证工件被牢固地吸在工作台上 当磨削键、垫圈、薄壁套等小尺寸的零件时，由于工件与工作台接触面积小，吸力弱，容易被磨削力弹出造成事故，所以装夹这类工件时，需在工件四周或左右两端用挡铁围住，以防工件移动，如图8-10所示。

下一页,返回,8.4 磨平面,8.4.2磨平面的方法 磨削平面时，一般是以一个平面为定位基准，磨削另一个平面如果两个平面都要求磨削并要求平行时，可互为基准反复磨削常用磨削平面的方法有两种 1.周磨法 如图8-11(a)所示，用砂轮圆周面磨削工件用周磨法磨削平面时，由于砂轮与工件的接触面积小，排屑和冷却条件好，工件发热变形小，而且砂轮圆周表面磨削均匀，因此能获得较高的加工质量 2.端磨法 如图8-11(b)所示，用砂轮端面磨削工件端磨法的特点与周磨法相反，端磨法磨削生产率高，但磨削的精度低，适用于粗磨上一页,下一页,返回,8.4 磨平面,8.4.3切削液 切削液的主要作用是降低磨削区的温度，起冷却作用；减少砂轮与工件之间的摩擦，起润滑作用；冲走脱落的砂粒和磨屑，防止砂轮堵塞切削液的使用对磨削质量有重要影响常用的切削液有两种 1.苏打水 苏打水由1％的无水碳酸钠(Ｎa2ＣＯ3)、0.25％的亚硝酸钠(Ｎa2ＮＯ2)及水组成，它具有良好的冷却性能、防腐性能、洗涤性能，而且对人体无害，成本低，是应用最广的一种磨削液 2.乳化液 乳化液为油酸含量0.5％、硫化蓖麻油含量1.5％、锭子油含量8％以及含1％碳酸钠的水溶液，它具有良好的冷却性能、润滑性能及防腐性能。

上一页,返回,8.5 磨外圆、内圆及圆锥面,8.5.1磨外圆 1.工件的装夹方法 在外圆磨床上磨削外圆表面常用的装夹方法有三种 (1)顶尖装夹 轴类零件常用双顶尖装夹，该装夹方法与车削中所用的方法基本相同顶尖装夹工件的方法如图8-12所示 磨削前，要修研工件的中心孔，以提高定位精度修研中心孔一般是用四棱硬质合金顶尖(如图8-13(a)所示)在车床上修研，研亮即可当定位精度要求较高时，可选用油石顶尖或铸铁顶尖进行修研，如图8-13(b)所示下一页,返回,8.5 磨外圆、内圆及圆锥面,(2)卡盘装夹 磨削短工件的外圆时用三爪自定心或四爪单动卡盘装夹，装夹方法与在车床上装夹的方法基本相同如果用四爪单动卡盘装夹工件时，则必须用百分表找正 (3)心轴装夹 盘套类空心工件常以内圆柱孔定位进行磨削，其装夹方法与在车床上相同，但磨削用的心轴精度则要求更高些 2.磨削方法 在外圆磨床上磨削外圆的常用方法有纵磨法和横磨法 (1)纵磨法 磨削外圆时，工件转动并随工作台作纵向往复移动，并且在每次纵向,上一页,下一页,返回,8.5 磨外圆、内圆及圆锥面,行程终了时(或双行程终了)，砂轮做一次横向进给(背吃刀量)。

当工件磨到接近最后尺寸时，可作几次无横向进给的光磨行程，直到火花消失为止，如图8-14所示 (2)横磨法 磨削外圆时，工件不做纵向进给运动，砂轮以缓慢的速度连续或断续地向工件作横向进给运动，直至。