第四节 磨削加工

1、 第四节第四节 磨削加工磨削加工【教学目的和要求教学目的和要求】要求掌握磨削加工的特点及应用，了解磨床的主要 部件及功用；掌握砂轮的特性及选用；掌握各种磨削加工方法。能够按照工件结构和加工要求，合理选用磨床、砂轮，确定合理磨削工艺。 【教学内容摘要教学内容摘要】磨削加工的特点及应用 磨床的种类、主要组成部件 砂轮的特性及选用 磨削加工方法：外圆磨削、平面磨削、内圆磨削【教学重点、难点教学重点、难点】 磨削加工的特点及应用、砂轮的特性、选 用、磨削加工方法【教学方法和使用教具教学方法和使用教具】 讲授、现场教学、课件【教学时数教学时数】 4学时（一）磨削加工的特点（一）磨削加工的特点1切削刃不规

2、则切削刃不规则2背吃刀量小、加工质量高背吃刀量小、加工质量高3磨削速度快、温度高磨削速度快、温度高4磨削加工的适应性强磨削加工的适应性强5砂轮具有自锐性砂轮具有自锐性6径向磨削分力大径向磨削分力大一、磨削加工概述一、磨削加工概述（二）磨削加工的工艺范围（二）磨削加工的工艺范围 磨削加工的应用范围非常广泛，可以加工内外圆柱面、内外圆锥面、平面、成形面和组合面等，如图9-1所示。目前磨削主要用于对工件进行精加工，经过淬火的工件及其它高硬度的特殊材料，几乎只能用磨削来进行加工。另外，磨削也可以用于粗加工。 二、砂二、砂 轮轮 （一）（一） 砂轮的特性要素与选择砂轮的特性要素与选择 砂轮是用各种类型的

3、结合剂把磨料粘合起来，经压坯、干燥、焙烧及车整而成的磨削工具。因此，砂轮由磨料、结合剂及气孔三要素组成。 1磨料磨料 普通砂轮所用的磨料主要有刚玉类和碳化硅类，表 9-1 列出了常用磨料的名称、代号、主要性能和用途。表表9-1 常用磨料的性能及适用范围常用磨料的性能及适用范围高强度 人造金刚石 氮化硼 绿碳化硅 黑碳化硅 白刚玉 棕钢玉 硬质合金、宝石 700石墨化 乳白色 碳结晶体 D 硬质合金、高速钢 1300稳定 高硬度黑色 立方氮化硼 CBN 高硬磨料类 硬质合金等 绿色 SiC99% GC 铸铁、黄铜、非金属材料 1500氧化 黑色 SiC95% C 碳化硅类 淬火钢、高速钢 白色

4、Al2O399% WA 碳钢、合金钢、铸铁 2100熔融 韧性好硬度大 褐色 Al2O395% TiO22%3% A 钢玉类适用磨削范围热稳定性 力学性能 颜色 主要成分 代号 材料名称 2粒度粒度 粒度是指砂轮中磨粒尺寸的大小。磨粒粒度选择的原则是：粗磨时，应选用磨粒较粗大的砂轮，以提高生产效率。精磨时，应选用磨粒较细小的砂轮，以获得较细的表面粗糙度。磨料常用的粒度号、尺寸及应用范围见表9-2 。 表表9-2 常用磨粒的粒度、尺寸及应用范围常用磨粒的粒度、尺寸及应用范围研磨、超精加工、镜面磨削 107 53.5 W10W5 研磨、超精磨削 2014 1410 W20W14 珩磨、研磨 402

5、8 2820 W40W28 微粉 半精磨、精磨、珩磨 160125 5040 100280 粗磨半精磨、精磨 400315 200160 4680 荒磨、打毛刺 20001600 500400 1236 磨 粒 应用范围 颗粒尺寸（m） 粒度号 类别 3结合剂结合剂 砂轮的结合剂将磨粒粘合起来，使砂轮具有一定的强度、硬度、气孔和抗腐蚀、抗潮湿等性能。 常用结合剂的名称、代号、性能和适用范围见表9-3。 适用于金刚石砂轮 强度最高，导电性好，磨耗少，自锐性差 M 金属 适用于切断、开槽 强度较B高，更富有弹性，气孔率小，耐热性差 R 橡胶 适用于高速磨削、切断、开槽等 强度较V高，弹性好，耐热性

6、差 B 树脂 最常用，适用于各类磨削加工耐热、耐蚀，气孔率大，易保持廓形，弹性差 V 陶瓷 适用范围 性能 代号 结合剂 4 4硬度硬度 砂轮的硬度是指磨粒在外力作用下从其表面脱落的难易程度。砂轮的硬度等级及代号见表9-4。 表表9-4 砂轮的硬度等级及代号砂轮的硬度等级及代号 砂轮硬度的选用原则是： 工件材料越硬，应选用越软的砂轮。这是因为硬材料使磨粒磨损，需用较软的砂轮以 使磨钝的磨粒及时脱落。工件材料越软，砂轮的硬度应越硬，以使磨粒脱落慢些，发挥其 磨削作用。但在磨削有色金属、橡胶、树脂等软材料时，要用较软的砂轮，以便使堵塞处 的磨粒较易脱落，露出锋锐的新磨粒。 半精磨与粗磨相比，需用较

7、软的砂轮；但精磨和成形磨削时，为了较长时间保持砂轮 轮廓，需用较硬的砂轮。大级名称 超软 软 中软中 中硬 硬 超硬 小级名称 超软1超软2 超软3 软1软2 软3 中软1 中软2 中1 中2 中硬1中硬2 中硬3硬1 硬2 超硬代号 D E F G H J K L MN P Q R S T Y 5 5组织组织 砂轮的组织系指磨粒、结合剂和气孔三者体积的比例关系，用来表示结构紧密和疏松程度。砂轮的组织用组织号的大小来表示，砂轮的组织号及使用范围见表9-5。 表表9-5 9-5 砂轮的组织号砂轮的组织号 有 色 金 属及 塑 料 、橡 胶 等 非金 属 以 及热敏合金粗磨及磨削韧性大、硬度低的工

8、件，适合磨削薄壁、细长工件，或砂轮与工件接触面大以及平面磨削等 外圆、内圆、无心磨及工具磨，淬硬工件及刀具刃磨等 重负载、成形、精密磨削，加工脆硬材料 适用 范围 大气孔疏松 中等 紧密 疏密程度 34 36 38 40 42 44 46 4850 52 54 56586062磨粒率/(%) 14131211109876543210组织号三、磨床三、磨床（一）磨床的种类（一）磨床的种类1外圆磨床外圆磨床 图9-2所示（1）床身 （2）头架 （3）内圆磨装置（4）砂轮架 （5）尾座 （6）滑鞍及横向进给机构 （7）工作台1外圆磨床外圆磨床 包括万能外圆磨床、普通外圆磨床、无心外圆磨床等。M143

9、2A型万能外圆磨床是普通精度级经一次重大改进的万能外圆磨床。这种机床的工艺范围广,但生产效率低,适用于单件、小批生产或工具车间和机修车间。图9-2所示为M1432A型万能外圆磨床，它由下列主要部件组成。2内圆磨床内圆磨床 包括普通内圆磨床、行星内圆磨床、无心内圆磨床等。3平面磨床平面磨床 包括卧轴矩台平面磨床、立轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、 立轴圆台平面磨床等。4工具磨床工具磨床 包括工具曲线磨床、钻头沟槽磨床等。5刀具刃磨磨床刀具刃磨磨床 包括万能工具磨床、拉刀刃磨床、滚刀刃磨床等。6专门化磨床专门化磨床 包括花键轴磨床、曲轴磨床、齿轮磨床、螺纹磨床等。7其它磨床其它磨床 包括珩磨机、

10、研磨机、砂带磨床、超精加工机床、砂轮机等 四、磨削方法四、磨削方法 1. 外圆磨削外圆磨削 外圆磨削是用砂轮外圆周面来磨削工件的外回转表面。它不仅能加工圆柱面 端面（台阶部分），还能加工球面和特殊形状的外表面等。（1）工件的装夹（2）外圆磨削方法 1）纵磨法 如图9-3a所示。2）横磨法 如图9-3b所示。 1）纵磨法 如图9-3a所示。2）横磨法 又称切入磨法，如图9-3b所示。3）复合磨削法 是纵磨法和横磨法的综合运用，如图9-3c即先用横磨法将工件分段粗磨，各段留精磨余量，相邻两段有一定量的重叠，最后，再用纵磨法进行精磨。复合磨削法兼有横磨法效率高、纵磨法质量好的优点。4) 深磨法 是在一次纵向进给中磨去全部磨削余量。磨削时，砂轮修整成一端有锥面或阶梯状（见图9-3d），工件的圆周进给速度与纵向进给速度都很慢。此方法生产率较高，但砂轮修整复杂，并且要求工件的结构必须保证砂轮有足够的切入和切出长度。2内圆磨削内圆磨削n用砂轮磨削工件内孔的磨削方式称为内圆磨削。（1）磨削方法 1）纵向磨削法如图9-4所示。 2）切入磨削法（2）裝夹方法n在实际生产中，常采用减少横向进给量，增