第4章磨削与光整加工

第四章磨削、精密加工磨削加工研磨加工抛光加工超级光磨加工珩磨加工2/3/2023§3.5磨削加工１、磨削的加工范围及磨具磨削的加工范围外圆、内孔、平面、锥面、球面、齿面其它成型面等磨具砂轮、油石、砂瓦、磨头、砂布砂纸、研磨膏等2/3/2023砂轮砂轮的结构砂轮是由磨粒加结合剂用粉末冶金方法制成。主要由三部分组成，即磨粒、结合剂和间隙。砂轮的特性砂轮的特性由六个要素决定：磨料、粒度、结合剂、硬度、组织及形状2/3/2023２、磨削的工艺特点及其应用磨削用砂轮作为切削刀具来进行加工的。砂轮是由磨料加结合剂烧结而成的。砂轮的特性包括磨料、粒度、硬度、结合剂、组织、以及形状和尺寸。磨床的种类很多，常见的有：外圆、内圆和平面磨床等。（一）磨削过程

磨削是磨粒对工件表面进行切削、刻划和滑擦三种作用的综合。砂轮有“自鋭性”，使磨削不断进行。但“自鋭性”使砂轮失去了“等高性”，即失去了外形精度，因此精磨前（或磨了一段时间）后，要修整砂轮。2/3/2023（二）磨削的工艺特点1.精度高、表面粗糙度小达IT7－IT6，Ra0.2－0.8，甚至达0.008～0.1，属于精加工；2.砂轮有“自鋭性”所以可采用强力磨削以提高生产率；3.背向力Fp较大（见图）磨细长工件容易弯曲，最后一般要几次光磨走刀；4.磨削温度高工件表面易“烧伤”，一般磨钢材要用切削液，磨铸铁、青铜用吸尘器。2/3/2023磨后的工件形状2/3/2023（三）磨削的应用与发展

以前磨削一般用于半精加工和精加工，现在随着技术的进步也用于直接磨削毛坯。磨削能加工一般铸铁、碳钢和合金钢，也能加工淬硬钢、硬质合金、陶瓷与玻璃等，但不适应加工塑性大的有色金属工件。磨削可以加工外圆面、内孔、平面、成形面、螺纹、齿轮等

2/3/20231．磨削加工

是精加工的主要方法，一般在外圆车削后用作精加工工序，对精确的毛坯（如精密模锻件）也可直接磨削。采用不同的粗细粒度的砂轮和磨削用量，可得到不同精度和表面粗糙度的加工表面，因此磨削可分为粗磨与精磨。（1）外圆磨削方式

外圆磨削常在外圆磨床和万能外圆磨床上进行，也可在无心磨床上加工，有多种磨削加工方式。2/3/2023外圆磨削（见图）（1）在外圆磨床上进行:磨法有纵磨法、横磨法、综合磨、深磨法；（2）无心外圆磨：圆面必须连续，不能有较长键槽等。（见图）

2/3/2023①纵磨法砂轮高速旋转为主运动，工件旋转为圆周进给，工件直线往复运动为纵向进给。每一往复行程终了，砂轮作周期性横向进给（磨削深度），多次较小的累积，最终磨去全部磨削余量。为了得到较高的加工精度和表面质量，最后几次往复运动可以无横向进给，称为光磨。纵磨法的精度较高，表面粗糙度较小，此外用一个砂轮可以加工不同长度的外圆面。其缺点是生产率较低，故广泛用于单件小批生产，特别适于细长轴的精磨。2/3/2023②横磨法又称切入磨法，工件不作纵向往复运动，而由砂轮作慢速的连续横向进给，直到磨去全部余量。横磨法生产率高，适用于成批及大量生产宽度不大、刚性较好的工件。但是横磨时工件与砂轮接触面大，磨削力大，发热量多，工件易发生变形与烧伤；砂轮的修整精度和磨钝情况，均会影响工件的尺寸、形状精度和表面质量，只适于加工精度较低的表面。2/3/20232/3/20232/3/2023（2）孔的磨削方式(见图)与外圆磨一样，也有纵磨与横磨，但砂轮轴的刚度很差，不能深磨。大多数情况下是采用纵磨法。△磨孔和铰孔与拉孔的比较：

（1）可加工淬硬的工件孔；

（2）不仅能保证孔本身的形状尺寸精度和表面粗糙度，还能保证孔的位置精度和孔轴线的直线度；

（3）同一个砂轮能磨不同直径的孔，可以磨阶梯孔、盲孔，特别是非标孔，灵活性大；

（4）生产率比铰孔低，比拉孔更低。

△与磨外圆相比，磨孔的主要问题：（1）磨削速度受限制，切削液不易进入，故表面粗糙度大；（2）磨轴刚度低，砂轮磨损快，故生产率低。2/3/2023（3）平面磨削方式可分为周磨与端磨：△周磨散热、冷却和排屑情况较好，加工质量较高，但生产率较低。用卧轴平面磨床加工。△端磨时磨头伸出长度短，刚度好，故生产率较高，但加工质量相对不高，多用于要求不高的工件，或作为精磨前的预加工。用立轴平面磨床加工。2/3/20232.磨削发展简介（1）高精度、小粗糙度磨削精密磨削Ra0.05～0.1；超精磨削Ra0.012～0.025；镜面磨削Ra0.008以下。可以代替研磨加工。（2）高效磨削有高速磨削（Vs≥50m/s）,既提高生产效率，也提高加工质量；强力磨削（ap可达十几毫米，纵向进给速度很小），也称缓进深切磨削，可直接从毛坯磨出合格零件，生产率大大提高；砂带磨是发展极为迅速的高效、高质量的磨削方法，且设备简单。2/3/2023§4精整和光整加工精整加工是生产中常用的精密加工，切除的材料层很薄，以提高工件精度和减小表面粗糙度；光整加工基本不切除材料层，以减小工件表面粗糙度为目的。§4.1研磨1.加工原理在研具与工件之间置以研磨剂，对工件表面进行精整加工。研具上加一定压力，通过研磨剂的机械及化学作用从工件表面切除很薄材料。2/3/20232.特点及应用(1)加工简单，设备不复杂(2)可达高的尺寸精度、形状精度和小的表面粗糙度，Ra0.025以下(3)生产率较低，加工余量0.01－0.03(4)污染环境应用：精密量块、量规、齿轮、钢球、喷油嘴、光学镜头等2/3/20231.加工原理用带油石的珩磨头对孔进行加工，边转边上下，形成工件表面网纹，可获得很高的精度和很低的粗糙度。用珩磨机进行。2.特点及应用(1)生产率较高，比研磨余量大(2)精度高(3)珩磨表面耐磨(4)珩磨头结构较复杂应用：加工孔、外圆平面、齿面等，典型零件发动机气缸缸套、油缸等§4.2珩磨2/3/20232.特点及应用(1)方法简便经济(2)容易对曲面加工(3)只能减少粗糙度(4)劳动条件差应用：主要用于零件表面的装饰§4.3抛光1.加工原理用高速抛轮涂上磨膏，对工件表面进行光整加工，抛光轮一般用毛毡、橡胶、皮革、布等。2/3/20231.加工原理用装有细磨粒、低硬度油石的磨头，在一定压力下对工件表面加工，加工时工件旋转，油石作轴向进给并轴向微小振动，加工中注入光磨剂(煤油等)。2.特点及应用(1)设备简单，操作方便(2)加工余量较少(3)过程短，生产率高(4)表面质量