机械制造基础模块7磨削加工

1、1磨削加工是用磨料磨具（如砂轮、砂带、油石、研磨料）作为工具对工件进行切削加工是由于精加工和硬表面加工的需要而发展起来的随着科学技术的不断发展，对机器及仪器零件在几何精度和强度、硬度方面的要求愈来愈高，磨削加工应用越来越广泛。 磨削加工工艺及设备工装磨削加工工艺及设备工装砂轮砂轮 ： 磨料结合剂磨料结合剂砂轮特性决定于五要素：砂轮特性决定于五要素：磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。31. 1. 磨削加工的特点磨削加工的特点（1）磨削速度快、温度高（2）背吃刀量小，加工质量高 磨削后工件的尺寸精度为IT7IT6，表面粗糙度Ra值为0.80.2m。采用高精度磨削方法，

2、尺寸精度可达IT5以上，表面粗糙度Ra值可达0.10.006m。（3）径向磨削分力大 （4）砂轮具有自锐性 （5）加工范围大 就工件材料而言，不论软硬材料均能磨削；就工件表面而言，很多表面都能采用磨削加工。3.5.1 概述概述43.磨削加工范围磨削加工范围5 1. 磨床种类：磨床种类：（1）外圆磨床 普通、万能、无心外圆磨床 等（2）内圆磨床 普通、无心、行星式内圆磨床 等（3）平面磨床 卧轴(立轴)矩台(圆台)平面磨床 等3.5.2 磨床磨床砂轮高速旋转起切削作用，工件旋转作圆周进给运动，并和工作台一起作纵向砂轮高速旋转起切削作用，工件旋转作圆周进给运动，并和工作台一起作纵向往复直线进给运动

3、。工作台每往复一次，砂轮沿磨削深度方向完成一次横向进往复直线进给运动。工作台每往复一次，砂轮沿磨削深度方向完成一次横向进给，每次进给（吃刀深度）都很小，全部磨削余量是在多次往复行程中完成的。给，每次进给（吃刀深度）都很小，全部磨削余量是在多次往复行程中完成的。纵磨法加工精度和表面质量较纵磨法加工精度和表面质量较高，适应性强，用同一砂轮可高，适应性强，用同一砂轮可磨削直径和长度不同的工件，磨削直径和长度不同的工件，但但生产率低生产率低。在单件、小批量在单件、小批量生产及精磨中，应用广泛，特生产及精磨中，应用广泛，特别适用于磨削细长轴等刚性差别适用于磨削细长轴等刚性差的工件的工件。磨削时，工件不作

4、纵向往复运动，砂轮以缓慢的速度连续或间断地磨削时，工件不作纵向往复运动，砂轮以缓慢的速度连续或间断地向工件作横向进给运动，直到磨去全部余量。横磨时，工件与砂轮向工件作横向进给运动，直到磨去全部余量。横磨时，工件与砂轮的接触面积大，磨削力大，发热量大而集中，所以易发生工件变形、的接触面积大，磨削力大，发热量大而集中，所以易发生工件变形、烧刀和退火。烧刀和退火。 横磨法生产效率高，横磨法生产效率高，适用适用于成批或大量生产中，磨于成批或大量生产中，磨削长度短、刚性好、精度削长度短、刚性好、精度低的外圆表面及两侧都有低的外圆表面及两侧都有台肩的轴颈台肩的轴颈。若将砂轮修。若将砂轮修整成形，也可直接磨

5、削成整成形，也可直接磨削成形面。形面。先用横磨法将工件分段进行粗磨，相邻之间有先用横磨法将工件分段进行粗磨，相邻之间有5 515mm15mm的搭接，每段的搭接，每段上留有上留有0.010.010.03mm0.03mm的精磨余量，精磨时采用纵磨法。的精磨余量，精磨时采用纵磨法。 这种磨削方法综合了这种磨削方法综合了纵磨和横磨法的优点，纵磨和横磨法的优点，适用于磨削余量较大适用于磨削余量较大（余量（余量0.70.70.6mm0.6mm）的工件的工件。92万能外圆磨床万能外圆磨床u纵磨法磨外圆纵磨法磨外圆用纵磨法磨外圆柱面，是长用纵磨法磨外圆柱面，是长轴零件的首选磨削方法。轴零件的首选磨削方法。u转

6、动工作台用纵磨法转动工作台用纵磨法磨削长圆锥面磨削长圆锥面 万能外圆磨床工作台由上下两层组成。万能外圆磨床工作台由上下两层组成。上工作台装有头架和尾座，可相对于下上工作台装有头架和尾座，可相对于下工作台在水平面内转动很小的角度工作台在水平面内转动很小的角度( (1010) )，磨削锥度不大的长圆锥面。，磨削锥度不大的长圆锥面。M1432AM1432A型万能外圆磨床型万能外圆磨床u转动头架用纵磨法磨转动头架用纵磨法磨削圆锥面削圆锥面 当工件的圆锥半角超过工作台当工件的圆锥半角超过工作台所能回转的角度时，可采用转所能回转的角度时，可采用转动头架的方法来磨削外圆锥。动头架的方法来磨削外圆锥。u转动砂

7、轮架横磨圆锥转动砂轮架横磨圆锥当磨削锥度较大而又较长的工当磨削锥度较大而又较长的工件时，只能用转动砂轮架的方件时，只能用转动砂轮架的方法来磨削。法来磨削。M1432AM1432A型万能外圆磨床型万能外圆磨床u用内圆磨装置转动头架磨内圆锥用内圆磨装置转动头架磨内圆锥在万能外圆磨床上装有内圆磨装置，内圆磨装置用于支撑磨内孔的砂在万能外圆磨床上装有内圆磨装置，内圆磨装置用于支撑磨内孔的砂轮主轴部件，由单独的电机驱动，不用时可以翻转到砂轮架的上方。轮主轴部件，由单独的电机驱动，不用时可以翻转到砂轮架的上方。万能外圆磨床万能外圆磨床14头架、砂轮架不能转位，无内圆磨头，工艺范围窄刚度好，旋转精度高适于中

8、、大批量磨削外圆柱面、小锥度外圆锥面及阶梯轴轴肩。 3.普通外圆磨床普通外圆磨床154.无心外圆磨床无心外圆磨床无心外圆磨削是工件不定回转中心的磨削，为一种生产率很高的无心外圆磨削是工件不定回转中心的磨削，为一种生产率很高的精加工方法。磨削时，工件置于磨轮和导轮（用橡胶结合剂作的精加工方法。磨削时，工件置于磨轮和导轮（用橡胶结合剂作的粒度较粗的砂轮）之间，靠托板支撑。由于不用顶尖支撑，所以粒度较粗的砂轮）之间，靠托板支撑。由于不用顶尖支撑，所以称无心磨削。工件中心略高于两轮中心的连线，并在导轮摩擦力称无心磨削。工件中心略高于两轮中心的连线，并在导轮摩擦力作用下带动旋转作用下带动旋转. . 7.

9、3.1 7.3.1 外圆磨削外圆磨削17工件不需夹持，放在砂轮和导轮之间，连续磨削操作简单，生产率高适于大批量磨削无中心孔的轴、套、销等零件。4. 无心磨床无心磨床内圆磨削内圆磨削三爪卡盘砂轮工件工件装夹工件装夹：三爪自定心卡盘上进行。：三爪自定心卡盘上进行。内圆磨削可在万能外圆磨床上进行，也可在专用内圆磨床上进行。内圆磨削可在万能外圆磨床上进行，也可在专用内圆磨床上进行。普通内圆磨床是生产中应用最广的一种，普通内圆磨床的磨削时，根据工件普通内圆磨床是生产中应用最广的一种，普通内圆磨床的磨削时，根据工件的形状和尺寸不同，可采用纵磨法、横磨法，有些普通内圆磨床上备有专门的形状和尺寸不同，可采用纵

10、磨法、横磨法，有些普通内圆磨床上备有专门的端磨装置，可在一次装夹中磨削内孔和端面，这样不仅容易保证内孔和端的端磨装置，可在一次装夹中磨削内孔和端面，这样不仅容易保证内孔和端面的垂直度，而且生产效率较高。面的垂直度，而且生产效率较高。205. 内圆磨床内圆磨床21平面磨床平面磨床6. 平面磨床平面磨床周磨：周磨：端磨：端磨：用磨轮的用磨轮的圆周面磨圆周面磨削工件平削工件平面。面。用磨轮的端用磨轮的端平面磨削工平面磨削工件平面。件平面。多用于加多用于加工质量要工质量要求较高的求较高的工件。工件。多用于加工多用于加工质量要求不质量要求不高的工件，高的工件，或代替铣削或代替铣削作为精磨前作为精磨前的预

11、加工。的预加工。23平面磨床平面磨床24绿碳化硅无芯磨砂轮内圆磨砂轮3.5.3 砂轮砂轮26砂轮特性决定于五要素：砂轮特性决定于五要素：磨料、粒度、结合剂、硬度磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。和组织。（1）磨料）磨料 要求有要求有锋利的形状、高硬度和热硬性、适当的坚韧性锋利的形状、高硬度和热硬性、适当的坚韧性粒度粒度是指磨粒颗粒尺寸的大小。粒度分为是指磨粒颗粒尺寸的大小。粒度分为磨粒磨粒和和微粉微粉两类。两类。粒度是指磨粒颗粒尺寸的大小。粒度分为粒度是指磨粒颗粒尺寸的大小。粒度分为磨粒磨粒和和微粉微粉两类。两类。砂轮粒度的选择砂轮粒度的选择砂轮的粒度对磨削表面的粗糙度和磨削效率影响很大。磨粒粗

12、，磨削深度砂轮的粒度对磨削表面的粗糙度和磨削效率影响很大。磨粒粗，磨削深度大，生产率高，但表面粗糙度值大。反之，则磨削深度均匀，表面粗糙度大，生产率高，但表面粗糙度值大。反之，则磨削深度均匀，表面粗糙度值小。按值小。按工件表面粗糙度和加工精度选择粒度工件表面粗糙度和加工精度选择粒度。粗磨时，一般选粗粒度，以提高生产率。粗磨时，一般选粗粒度，以提高生产率。精磨时，选细粒度，以减小表面粗糙度。精磨时，选细粒度，以减小表面粗糙度。砂轮速度较高或砂轮与工件的接触面积较大时，选用粗磨粒，以减少同砂轮速度较高或砂轮与工件的接触面积较大时，选用粗磨粒，以减少同时参加切削的磨粒数，以免烧伤工件表面。时参加切削

13、的磨粒数，以免烧伤工件表面。磨软而韧金属时，多选用粗磨粒，以免堵塞砂轮。磨软而韧金属时，多选用粗磨粒，以免堵塞砂轮。磨削脆而硬材料时，则选用较细的磨粒，以增大同时参加切削的磨粒数，磨削脆而硬材料时，则选用较细的磨粒，以增大同时参加切削的磨粒数，提高生产率。提高生产率。29 结合剂起粘结磨粒的作用，使砂轮具有一定的形状和强度，并对砂轮的硬度、耐冲击性、耐腐蚀性、耐热性及砂轮寿命有直接影响。（3 3）结合剂）结合剂常用结合剂的性能及适用范围30硬度 指砂轮工作时在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度。 取决于结合剂的结合能力及所占比例，与磨料硬度无关.硬度高，磨料不易脱落；硬度低，自锐性好。分7大级(超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬)（4）硬度）硬度砂轮的组织砂轮的组织是指组成砂轮的是指组成砂轮的磨粒磨粒、结合剂结合剂、气孔三部分体积