第一节 磨削的应用及工艺特点
磨削
主轴用内连式异步电动机直接驱动， 主轴用内连式异步电动机直接驱动～ 砂轮架可 ， 普通精度级： ； 普通精度级：0.015mm/1000mm；Ra0.32～0.63 作间歇横向进给运动（手动，液压） 作间歇横向进给运动（手动，液压） 高级精度级： 高级精度级：0.005mm/1000mm；Ra0.04～0.01 ； ～ 沿立柱导轨作间歇的竖直切入运动
二、平面磨床与磨削方法
卧轴矩台
立轴矩台
常用的平面磨床按其砂轮轴线的位置和工作台 的结构特点，可分为卧轴矩台平面磨床、卧轴圆 台平面磨床、立轴矩台平面磨床、立轴圆台平面 磨床等几种类型。其中卧轴矩台平面磨床应用最 广。
（二）卧轴矩台平面磨床
1-床身 床身
工作台往复运动 液压） （液压）
2-工作台 工作台 3-砂轮架 砂轮架 4-滑座 滑座 5-立柱 立柱
2. 砂轮的标志 为了便于识别砂轮的全部特性， 为了便于识别砂轮的全部特性，在砂轮的端面一般都有标 志。磨具标志的顺序是：磨具形状、尺寸、磨料、粒度、硬度、 磨具标志的顺序是：磨具形状、尺寸、磨料、粒度、硬度、 组织、结合剂和最高线速度。 组织、结合剂和最高线速度。如： P—150×50×65WA60M5V30 150×50×65WA60M 3. 砂轮的安装、平衡与修整 （1）砂轮的安装 砂轮安装前应仔细检查是否有裂纹， 砂轮安装前应仔细检查是否有裂纹，有裂纹的砂轮不允许 使用；再检查砂轮内孔与法兰轴套配合的松紧是否适度。 使用；再检查砂轮内孔与法兰轴套配合的松紧是否适度。直径 较大的砂轮要用法兰盘装夹， 较大的砂轮要用法兰盘装夹，在法兰盘端面与砂轮之间应放置 弹性材料制成的衬垫。安装时， 弹性材料制成的衬垫。安装时，要擦净各零部件；紧固时要采 用对角逐步拧紧，以保证砂轮受力均匀，注意不要用力过猛。 用对角逐步拧紧，以保证砂轮受力均匀，注意不要用力过猛。 最后，将砂轮连同法兰盘一起装入主轴。 最后，将砂轮连同法兰盘一起装入主轴。 （2）砂轮的平衡 砂轮安装后必须进行平衡。 砂轮安装后必须进行平衡。一般采取在平衡架上进行静平 衡的方式（如图所示） 衡的方式（如图所示）。
磨削的工艺特点及应用范围
磨削的工艺特点及应用范围磨削是一种通过将磨料与工件接触并相对运动，以去除工件表面的材料来达到加工目的的工艺。
它是机械加工中常用的一种精密加工工艺，具有以下几个特点和应用范围。
首先，磨削具有高精度的特点。
由于磨削采用磨料的物理磨损作用，能够在工件表面形成较高的精度和光洁度。
这使得磨削可以在高要求的部件上进行加工，如模具、精密仪器零部件等。
其次，磨削具有高表面质量的优势。
由于磨削可产生微细破碎和位移切削，所以能够在工件表面形成比较光滑及均匀的表面。
磨削加工可将工件表面粗糙度控制在很低的范围内，以满足高精度零部件的要求。
第三，磨削可以加工各种材料。
由于磨料多种多样，几乎可以加工所有的工程材料，如钢、铸铁、有色金属、陶瓷、石材等。
而且磨削还可以加工硬度高、韧性好的材料，如硬质合金、高速钢等。
因此，磨削具有广泛的应用范围。
第四，磨削是一种高效率的加工方法。
尽管磨削是一种相对慢速的金属切削方式，但具有高的切削效率。
这是由于磨削通过很薄的材料去除率来实现加工，而它的单位材料去除率比其他加工方法要高得多。
此外，磨削可以实现连续加工，大大提高了生产效率。
第五，磨削可以加工各种形状的工件，如平面、曲面、孔等。
通过不同形状的磨具和磨料，可以加工出各种不同形状和精度要求的工件。
并且，由于磨削是一种柔性的加工方法，它可以根据加工需要进行不同的修整，以满足不同的要求。
最后，磨削还可以改善材料的机械性能和表面质量。
通过磨削可以降低材料的表面硬度和残余应力，从而提高材料的疲劳寿命和抗腐蚀性能。
此外，磨削还可以消除工件的加工硬化层，提高工件的尺寸精度和表面质量。
总之，磨削是一种高精度、高效率、多功能的加工方法。
它在航空航天、汽车、机床制造、电子仪器、模具制造等领域广泛应用。
在未来，随着科学技术的不断发展，磨削将更加趋向智能化，更好地满足不同领域对于精密加工的需求。
【课程大纲】《木材切削原理与刀具》
《木材切削原理与刀具》课程大纲一、课程概述课程名称：木材切削原理与刀具Fundamentals of Timber Cutting and Tools课程编号：14241022课程学分：2.5课程总学时：40课程性质：专业基础课二、课程内容简介（300字以内）本课程内容主要包括木材切削规律的分析，各种木工刀具的设计、结构、性能和使用方法等两大部分。
第一部分主要讲述木材切削的一些基本概念；切削区木材的变形特点及对木材表面质量的影响；切削力的大小、方向及变化规律及影响切削力的因素；刀具磨损的特点及原因，磨损限度和刀具的耐用度。
第二部分主要讲述铣削、锯切、钻削、磨削等木材切削加工的基本原理和工艺特点；叙述铣刀、锯子和圆锯片、钻头、砂轮和砂带等木工刀具的设计、结构、性能、选择和使用方法；介绍木工刀具材料的选择以及提高刀具耐磨性的方法。
三、教学目标与要求教学目标：通过本课程的学习使学生掌握木材切削的基本原理、木材切削加工基本方法及所用刀具的类型、特点和选择，为今后后续课程的学习奠定必要的基础。
要求：通过本课程的各个教学环节，学生应达到下列基本要求：1、了解国内外木材切削理论及木工刀具的发展现状及趋势；2、掌握木材切削的基本理论、切削质量的控制和常用木工刀具的类型及应用特点。
四、教学内容与学时安排绪论（2学时）一、课程的性质及任务二、课程的基本内容三、课程的研究方向及发展趋势第一章木材切削的基本原理（7学时）1. 教学目的与要求：了解切削运动的组成，刀具和工件的各组成部分；切削层的尺寸参数；切削力的理论公式的建立。
理解和掌握刀具角度的定义及特点；纵向切削、横向切削和端向切削的概念；各种切屑形态的形成条件和切削区木材的变形及对加工质量的影响；切削力和切削功率的分析；影响切削力的主要因素。
2. 教学重点与难点：重点：刀具角度的定义及特点；切削力的主要影响因素。
难点：不同切削条件下切削区木材的变形及对加工质量的影响，切削力经验公式的建立及计算。
第12章_磨削
表11-1 砂轮特性及用途选择4—硬度
等级
超软
软
中软
中
中硬
硬
超硬
代号 D E
F G
H
J
K
L
M
N
P
Q
R
S
T
Y
选择
磨淬硬钢选用L~N,磨淬火合金钢选用H~K,高表面质量磨削时选用 K~L,刃磨硬质合金刀具选用H~J
23
11.２.5 砂轮的组织
砂轮结构的紧密或疏松程度
用颗粒、结合剂和气孔三者体积的比例关系来表示
砂轮种类 平形砂轮 形状代号 P 断面形状 主要用途 磨外圆、内圆，无心磨， 刃磨刀具等
双斜边砂轮 双面凹砂轮
切断砂轮 (薄片砂轮) 筒形砂轮 杯形砂轮
OSX PSA
PB N B
磨齿轮及螺纹
磨外圆，刃磨刀具，无 心磨 切断及切槽 端磨平面 磨平面、内圆，刃磨刀 具
碗形砂轮
碟形砂轮
BW
D
刃磨刀具，磨导轨
150％浓度。
(2) 立方氮化硼砂轮
从结构上看，与人造金刚石砂轮相同，也是由磨料层、过渡层和 基体组成。 立方氮化硼砂轮用于磨削超硬、高耐磨性、难加工钢件，如高钒 高速钢、耐热钢等。
11.３ 砂轮表面形貌图
图5.3砂轮表面形貌图
有效磨粒切削刃 无效磨粒切削刃 有效磨粒切削刃 只为静态切削刃总 数的5%～12%； 一个磨粒可能有 几个有效切削刃与 工件接触，有60% 的有效切削刃分布 在不同磨粒上面。
金刚石磨粒
浓度金刚石砂轮一个重要的特性参数，它是指砂轮磨料层中单位 体积内，金刚石磨料的含量。浓度有25％，50％，75％，100％和150％ 五种。 浓度25％指单位磨料层体积内含人造金刚石磨粒1.1克拉（1克拉=0.2 克），每增加25％即增加1.1克拉磨料。 浓度与磨削效率和磨削成本有很大关系。浓度越高，砂轮的耐磨性和磨 削效率越高，但成本增加。
磨削的工艺特点及其应用
磨粒破碎或整块从砂轮表面脱 落，露出里面新的磨粒，继续 进行磨削
砂轮的这种自行推陈出新，保持“自身锋锐”的性能称为 砂轮的自锐性。
由于砂轮这种自锐性，一方面破碎磨粒会堵塞孔隙，另一 方面随机脱落的磨粒引起砂轮尺寸精度下降，所以，经一段磨 削的砂轮需要重新修整，以保证其加工精度。
三、磨削的加工工艺特点：
①外圆磨削 分为有心磨削和无心磨削 在普通外圆磨床和万能外圆磨床上进行的
外圆柱面的加工是有心磨削。根据磨削运动的 不同，有心磨削分为纵磨法、横磨法、综合磨 法和深磨法。
纵磨法 横磨法 综合磨法 深磨法
进给运动
工件旋转实现周向进给；工作台 往复直线运动实现纵向进给；工 件一次往复行程终了时，砂轮做 周期性的径向进给。
1. 砂轮的特性包括：
1）磨料 目前应用的主要是人造磨料，分为固结磨 具磨料（F系列，表3-1列出了常用磨料A、C、MBD、 CBN）和涂附磨具磨料（P系列）。
2）粒度 反映磨料颗粒大小的程度。粒度号用F+数 字 表示，数字越大颗粒越小。一般情况下，粗磨时选 用颗粒大的磨粒，精磨时选用颗粒较小的磨料。
结合剂：有陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡胶结合 剂等。
陶瓷结合剂适用于外圆、内圆、平面和各种成形表 面磨削；树脂结合剂和橡胶结合剂适用于制成各种切 割用的薄片砂轮。
由于磨料、结合剂和制造工艺不同，砂轮性能差别 很大，对磨削效果、生产率和经济性有很大影响。
砂轮的特性是指磨料种类、粒度大小、硬度、结合 剂、结构组织、形状和砂轮尺寸等指标。
滑擦、 摩擦严重，切削热多。 ③砂轮本身传热性能很差，短时间内切削热传不出去 。
由于磨削过程切削温度很高。因此，磨削中应大 量采用切削液。切削液除冷却、润滑作用外，还可以 冲洗砂轮，保证磨削的正常运行，提高砂轮的耐用度 和工件的加工质量。
机械制造工艺——磨削
砂轮是由磨料和结合剂构成的多孔物体。
（1）砂轮的特性：
砂轮的特性包括磨料、粒度、硬度、结合剂、组织、形状、尺寸等。
磨料：刚玉、碳化硅、超硬磨料等。
粒度：粒度号越大，颗粒越小。粗磨或磨软 金属用粗磨料；精磨或磨硬金属用细磨料。 硬度：磨料在外力作用下脱落的难易程度。 磨硬金属用软砂轮，磨软材料用硬砂轮。 结合剂：有陶瓷、树脂、橡胶等。陶瓷结合剂用得最多。
（2）平面磨削工件的安装：
——设计套管零件的磨削加工工艺
① 电磁吸盘安装。适于两端有中心孔的轴类零件。
② 精密虎钳安装。磨削短零件的外圆。
视频播放
电磁吸盘安装
精密虎钳
（3）内圆磨削工件的安装：
采用三爪卡盘、四爪卡盘、 花盘及弯板等安装零件。
四爪卡盘
项目任务五
4、认识砂轮：
——设计套管零件的磨削加工工艺
无心磨削
无心磨削有贯穿磨削（轴向磨削）和径向磨削两种方法。 无心磨削效率高，适于成批大量生产。
劢画演示
项目任务五
三、任务实施：
——设计套管零件的磨削加工工艺
柳州市交通学校
《机械加工工艺基础》课件
谢谢欣赏！
——Thank you
项目任务五
（1）外圆磨床：
——设计套管零件的磨削加工工艺
外圆磨床分普通外圆磨床和万能外圆磨床。 普通外圆磨床可以加工外圆柱面、外圆锥面。 万能外圆磨床由于砂轮架、头架、工作台都装有转盘，可以磨削 内外圆柱、内外圆锥及端面。
头架 工作台 床身 手轮 内磨头
砂轮架
尾架
手轮
M131W万能外圆磨床
劢画演示
——设计套管零件的磨削加工工艺
平面磨削常用方法有周磨法和端磨法两种。 周磨法在卧式磨床上加工。端磨法在立式磨床上加工。
【金属切削原理】第12章：磨削详解
《金属切削原理》第十二章：磨削加工详解磨削用于加工坚硬材料及精加工、半精加工内圆磨削外圆磨削平面磨削普通平面磨削圆台平面磨削超精磨削加工第一节砂轮的特性及选择砂轮由磨料、结合剂、气孔组成特性由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织决定一、磨料分为天然磨料和人造磨料人造磨料氧化物系刚玉系（Al2O3）碳化物系碳化硅系碳化硼系超硬材料系人造金刚石系立方氮化硼系二、粒度表示磨粒颗粒尺寸的大小＞63µm号数为通过筛网的孔数／英寸（25.4mm）机械筛分一般磨粒＜63µm号数为最大尺寸微米数（W）显微镜分析法微细磨粒精磨细粒降低粗糙度粗磨粗粒提高生产率高速时、接触面积大时粗粒防烧伤软韧金属粗粒防糊塞硬脆金属细粒提高生产率国标用磨粒最大尺寸方向上的尺寸来表示三、结合剂作用：将磨料结合在一起，使砂轮具有必要的强度和形状1、陶瓷结合剂（A）常用由黏土等陶瓷材料配成特点：粘结强度高、耐热、耐酸、耐水、气孔率大、成本低、生产率高、脆、不能承受侧向弯扭力2、树脂结合剂（S）切断、开槽酚醛树脂、环氧树脂特点：强度高、弹性好、耐热性差、易自砺、气孔率小、易糊塞、磨损快、易失廓形、与碱性物质易反应、不易长期存放3、橡胶结合剂（X）薄砂轮、切断、开槽、无心磨导轮人造橡胶特点：弹性好、强度好、气孔小、耐热性差、生产率低4、金属结合剂（Q）磨硬质合金、玻璃、宝石、半导体材料青铜结合剂（制作金刚石砂轮）特点：强度高、自砺性差、形面成型性好、有一定韧性四、硬度在磨削力作用下，磨粒从砂轮表面脱落的难易程度分为超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬工件材料硬砂轮软些防烧伤工件材料软砂轮硬些充分发挥磨粒作用接触面积大软砂轮精度、成形磨削硬砂轮保持廓形粒度号大软砂轮防糊塞有色金属、橡胶、树脂软砂轮防糊塞五、组织磨粒、气孔、结合剂体积的比例关系分为：紧密（0～3）、中等（4～7）、疏松（8～14）（磨粒占砂轮体积％↘）气孔、孔穴开式（与大气连通）占大部分，影响较大闭式（与大气不连通）尺寸小、影响小开式空洞型蜂窝型前两种构成砂轮内部主要的冷却通道管道型5～50µm六、砂轮的型号标注形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、允许最高圆周线速度P300x30x75WA60L6V35外径300，厚30，内径75第二节磨削运动一、磨削运动1、主运动砂轮外圆线速度 m/s2、径向进给运动进给量fr 工件相对砂轮径向移动的距离间歇进给 mm/st 单行程mm/dst 双行程连续进给 mm/s3、轴向进给运动进给量fa 工件相对砂轮轴向的进给运动圆磨 mm/r平磨 mm/行程4、工件速度vw线速度 m/s二、磨削金属切除率ZQ＝Q/B＝1000·vw·fr·fa/B mm^3/(s·mm)ZQ：单位砂轮宽度切除率Q：每秒金属切除量用以表示生产率B：砂轮宽度三、砂轮与工件加工表面接触弧长lc＝sqrt(fr·d0)影响参加磨削磨粒数目及磨粒负荷，容屑，冷却条件四、砂轮等效直径将外圆（内圆）砂轮直径换算成接触弧长相等的假想平面磨削的砂轮直径结论：对砂轮耐用度影响内圆＞平面＞外圆第三节磨削的过程一、单个磨粒的磨削过程磨粒的模型锐利120°圆锥钝化半球实际磨粒：大的负前角，大的切削刃钝圆半径滑擦、耕犁、切削滑擦：（不切削，不刻划）产生高温，引起烧伤裂纹耕犁：（划出痕迹）磨粒钝或切削厚度小于临界厚度，工件材料挤向两侧隆起切削：切削厚度大于临界厚度，形成切屑v↑→隆起↓（线性）塑性变形速度＜磨削速度二、磨削的特点1、精度高、表面粗糙度小高速、小切深、机床刚性2、径向分力Fn较大多磨粒切削3、磨削温度高磨粒角度差、挤压和摩擦、砂轮导热差4、砂轮的自砺作用三、磨削的阶段1、初磨阶段实际磨深小于径向进给量2、稳定阶段实际磨深等于径向进给量3、清磨阶段实际磨深趋向于0提高生产率缩短1、2提高质量保证3第四节磨削力及磨削功率一、磨削力的特征分解成三个分力Ft切向力 Fn法向力 Fa轴向力特征：1、单位切削力k很大磨粒几何形状的随机性和参数的不合理性7000～20000kgf/mm^2 其他切削方式k＜700kgf/mm^22、Fn值最大Fn/Ft 通常2.0～2.5工件塑性↓、硬度↑→Fn/Ft↑切深小，砂轮严重磨损 Fn/Ft 可达5～103、磨削力随磨削阶段变化初磨、稳定、光磨二、磨削力及磨削功率摩擦耗能占相当大的比例（70～80％）切向力（N）：Ft＝9.81·(CF·(vw·fr·B/v)+µ·Fn)径向力（N）：Fn＝9.81·CF·(vw·fr·B/v)·tan(α)·(π/2) vw：工件速度v：砂轮速度fr：径向进给量B：磨削宽度CF：切除单位体积切屑所需的能 kgf/mm^2µ：工件－砂轮摩擦系数α：假设粒度为圆锥时的锥顶半角磨削功率P＝Ft·v/1000 Kw理论公式精度不高，常用实验测定（顶尖上安装应变片）第五节磨削温度耕犁、滑擦和形成切屑的能量全部转化成热，大部分传入工件一、磨削温度砂轮磨削区温度θA：砂轮与工件接触区的平均温度影响：烧伤、裂纹的产生磨粒磨削点温度θdot：磨粒切削刃与切屑接触部分的温度温度最高处，是磨削热的主要来源影响：表面质量、磨粒磨损、切屑熔着工件温升：影响：工件尺寸、形状精度受影响二、影响磨削温度的因素切削液为降温的主要途径1、工件速度对磨粒磨削点温度的影响大于砂轮速度vw↑→acgmax↑→F↑→θdot↑大v↑→acgmax↓→θdot↑小→摩擦热↑↗acgmax：单个磨粒最大切削厚度 mm假设：磨粒前后对齐，均匀分不在砂轮表面平面磨：acgmax=(2·vw·fa/(v·m·B))sqrt(fr/dt)外圆磨：acgmax=(2·vw·fa/(v·m·B))sqrt((fr/dt)+(fr/dw))dt：砂轮直径m：每毫米周长磨粒数用于定性分析2、径向进给量Frfr↑→acgmax↑→θdot↑fr↑→接触区↑→同时参加切削磨粒数↑→θA↑3、其他因素fa↑→θdot↑、θA↑工件材料硬度↑、强度、↑韧性↑→θdot↑、θA↑θA↑→工件温升↑vw↑→被磨削点与砂轮接触时间↓→工件温升↗三、磨削温度的测量（热电偶）第六节砂轮的磨损及表面形貌一、砂轮的磨损类型磨耗磨损磨粒磨损破碎磨损磨粒或结合剂破碎（取决于磨削力与磨粒、结合剂强度）破碎磨损消耗砂轮多磨耗磨损通过磨削力影响破碎磨损阶段初期磨损磨粒破碎磨损（个别磨粒受力大，磨粒内部应力与裂纹）二期磨损磨耗磨损三期磨损结合剂破碎磨损二、砂轮的耐用度T砂轮相邻两次修整期间的加工时间 s各因素通过平均切削厚度来影响T经验公式：T=6.67·(dw^0.6)·km·kt/(10000·(vw·fa·fr)^2)dw：工件直径kt：砂轮直径修正系数km：工件材料修正系数粗磨时间常用单位时间内磨除金属体积与砂轮磨耗体积之比来选择砂轮三、砂轮的修整作用去除钝化磨粒或糊塞住的磨粒，使新磨粒露出来增加有效切削刃，提高加工表面质量工具单颗金刚石、单排金刚石、碳化硅修整轮、电镀人造金刚石滚轮、硬质合金挤压轮等使用单颗金刚石：导程小于等于磨粒平均直径，每颗磨粒都能修整深度小于等于磨粒平均直径，提高砂轮寿命四、表面形貌单位面积上磨粒数目越多→acgmax↓→磨粒受力↓→磨粒寿命↑→T↑磨粒高度分布越均匀→粗糙度↓磨粒间距均匀性越好→粗糙度↓第七节磨削表面质量与磨削精度一、表面粗糙度比普通切削小小于 Ra2～4µmvw↓、v↑、R工↑、R砂↑、细粒度→粗糙度↓细粒度→m↑→粗糙度↓B↑→acgmax↓→粗糙度↓磨粒等高性好→粗糙度↓二、机械性能1、金相组织变化烧伤：C↑、合金元素↑→导热性↓→易烧伤高温合金↑→磨削功率↑→θA↑→易烧伤影响：破坏工件表层组织，产生裂纹，影响耐磨性和寿命2、残余应力原因：相变引起金相组织体积变化温度引起热胀冷缩和塑性变形的综合结果光磨10次残余应力减少2～3倍光磨15次残余应力减少4～5倍fa↓、fr↓→拉应力↓3、磨削裂纹磨削速度垂直方向上的裂纹（局部高温急冷造成热应力）三、磨削精度1、磨床与工件的弹性变形2、磨床与工件的热变形3、砂轮磨损导致形状尺寸变化3、磨床与工件振动研磨加工是应用较广的一种光整加工。
磨削加工工艺知识
磨削加工工艺知识一、磨削特点磨削是在磨床上用砂轮作为切削刀具对工件进行切削加工的方法。
该方法的特点是：1.由于砂轮磨粒本身具有很高的硬度和耐热性，因此磨削能加工硬度很高的材料，如淬硬的钢、硬质合金等。
2.砂轮和磨床特性决定了磨削工艺系统能作均匀的微量切削，一般a p=0.001～0.005mm；磨削速度很高，一般可达v=30～50m/s；磨床刚度好；采用液压传动，因此磨削能经济地获得高的加工精度（IT6～IT5）和小的表面粗糙度（Ra=0.8～0.2μm）。
磨削是零件精加工的主要方法之一。
3.由于剧烈的磨擦，而使磨削区温度很高。
这会造成工件产生应力和变形，甚至造成工件表面烧伤。
因此磨削时必须注入大量冷却液，以降低磨削温度。
冷却液还可起排屑和润滑作用。
4.磨削时的径向力很大。
这会造成机床—砂轮—工件系统的弹性退让，使实际切深小于名义切深。
因此磨削将要完成时，应不进刀进行光磨，以消除误差。
5.磨粒磨钝后，磨削力也随之增大、致使磨粒破碎或脱落，重新露出锋利的刃口，此特性称为“自锐性”。
自锐性使磨削在一定时间内能正常进行，但超过一定工作时间后，应进行人工修整，以免磨削力增大引起振动、噪声及损伤工件表面质量。
二、砂轮砂轮是磨削的切削工具，它由许多细小而坚硬的磨粒和结合剂粘而成的多孔物体。
磨粒直接担负着切削工作，必须锋利并具有高的硬度，耐热性和一定的韧性。
常用的磨料有氧化铝（又称刚玉）和碳化硅两种。
氧化铝类磨料硬度高、韧性好，适合磨削钢料。
碳化硅类磨料硬度更高、更锋利、导热性好，但较脆，适合磨削铸铁和硬质合金。
同样磨料的砂轮，由于其粗细不同，工件加工后的表面粗糙度和加工效率就不相同，磨粒粗大的用于粗磨，磨粒细小的适合精磨、磨料愈粗，粒度号愈小。
结合剂起粘结磨料的作用。
常用的是陶瓷结合剂，其次是树脂结合剂。
结合剂选料不同，影响砂轮的耐蚀性、强度、耐热性和韧性等。
磨粒粘结愈牢，就愈不容易从砂轮上掉下来，就称砂轮的硬度，即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。
磨削加工与光整加工
另外粗精加工分开，先粗后精加工，可以及时发现 毛坯缺陷，避免浪费工时。
也是安排热处理工序的需要。 ２ 几种不同的加工方法相配合。
根据零件的尺寸、形状、技术要求、批量、现有设 备条件来进行选择。
本章主要讨论几种常见的典型表面加工方法的综合 运用。
热多，大多数传入工件中。 磨粒磨削点瞬间温度可达 1000 ℃。
3.4.5磨削加工方法与运动
1.外圆面的磨削
外圆磨床磨削 （1）工件的安装
最常用的是双顶尖安装，装夹迅速，定位精度高。在磨削进行前要 修研工件上的中心孔。对于套类零件用心轴或卡盘装夹。 （2）磨削余量 总余量：0.3-0.5mm 粗磨余量占70%--90%，
2 无心磨床磨削
特点：工件可连续自动进给，不需装夹，生产率高，工件尺寸稳 定。不能磨削断续表面，如有键槽的外圆面，适于成批大量生产 销轴类零件。
2.内圆磨削 一般在内圆磨床或万能外圆磨床上进行。
主要加工孔 （1）工件的装夹及磨削运动
常用三爪卡盘或四爪卡
盘安装。
磨孔运动如
图示。
磨孔的特点（与磨外圆比较）
功能性表面与其他零件表面有配合要求，其精度和表面 质量要求根据 使用性能来确定；非功能性表面与零件表 面无配合要求，其加工精度和表面质量要求不高。
无论何种表面在设计其加工工艺时都需遵循以下两 个基本原则：
1 粗、精加工分开
主要目的保证加工质量，提高生产率
粗加工的目的是去除大部分余量，因而要求有较高 的生产率；而在粗加工过程中，ａｐ和ｆ较大，所产生 的切削力较大、切削温度高，因而加工精度低。
5 组织 指磨粒、结合剂、气孔三者的比例关系。分为紧密、中等、疏松。
磨工工艺磨削加工基本知识
型号表示方法：
仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（质量达10t）、
主例参：数（最大工件直径重500型mm机）床C(大A 6于13400t)和超重型机床(大于100t)。
仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（质量达10t）、重型机床(大于30t)和超重型机床(大于100t)。
例：
C A 6 1 40
机床系别代号（卧v式车按床系照）机床主要工作部件的数目：
Y 3 1 50 E
结构特性在型号中没有统单一的轴含、义，多只轴有在或同单类机刀床和中起多区刀分机机床床结构等、。性能不同的作用，并排在通用特征代号之后。
手动、机动、半自动和自动机床。
X 5 0 30 仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（质量达10t）、重型机床(大于30t)和超重型机床(大于100t)。 区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语
用镗床、制造车床床身导轨的专用龙门磨床等等。
系：0 组：立式升降台组 类：铣床 通用特性代号可查询GB/T15375—94《金属切削机床型号编制方法》一书这里不做详细介绍。
X 5 0 30 通用特性代号可查询GB/T15375—94《金属切削机床型号编制方法》一书这里不做详细介绍。 如精密丝杠车床、凸轮轴车床、曲轴车床等。 5、机床重大改进序号 主参数的折算值（1/10或1/100或1/1）来表示。 较大的改进设计代号
磨工工艺第一章磨削加工基本知识
第一章 磨削加工概论
按工具类型进行分类，可分为使用固定磨粒加工与使用自动 磨粒加工两大类，如下图所示
磨削加工
固定磨粒加工
自由（游离）磨粒加工
固结磨具
涂附磨具加工
磨削加工的实习报告
一、实习目的通过本次磨削加工实习，我旨在深入了解磨削加工的基本原理、工艺特点、操作方法以及安全规范，掌握磨削加工的实践技能，提高对机械加工工艺的理解和实际操作能力。
二、实习时间与地点实习时间：2023年X月X日至2023年X月X日实习地点：XX机械加工厂磨削车间三、实习内容1. 磨削加工的基本原理磨削加工是利用磨具（如砂轮、油石等）对工件表面进行切削的一种加工方法。
它通过高速旋转的磨具与工件之间的摩擦、切削作用，去除工件表面的材料，从而达到提高工件精度和表面质量的目的。
2. 磨削加工的分类磨削加工主要分为以下几种类型：- 外圆磨削：用于加工圆柱形工件的外圆表面。
- 内圆磨削：用于加工圆柱形工件的内孔表面。
- 平面磨削：用于加工平面、槽、台阶等平面形状的工件。
- 成形磨削：用于加工具有特殊形状的工件，如螺纹、齿轮等。
3. 磨削加工的工艺特点- 精度高：磨削加工可以达到较高的尺寸精度和表面粗糙度。
- 效率高：磨削加工具有较高的生产效率。
- 适应性强：磨削加工适用于各种材料和形状的工件。
4. 磨削加工的操作方法- 磨削加工前的准备工作：包括工件的选择、磨具的选择、磨削参数的确定等。
- 磨削加工的操作步骤：包括工件的装夹、磨削参数的调整、磨削过程的控制等。
- 磨削加工后的检验：包括尺寸精度、表面粗糙度、形状误差等。
5. 磨削加工的安全规范- 操作人员必须穿戴好防护用品，如安全帽、防护眼镜、防护手套等。
- 严禁在磨削过程中触摸旋转的磨具和工件。
- 严禁在磨削过程中操作人员离开机床。
- 严禁在磨削过程中操作人员饮酒、吸烟等。
四、实习过程在实习过程中，我首先了解了磨削加工的基本原理和工艺特点。
随后，在师傅的指导下，我学习了磨削加工的操作方法，包括工件的选择、磨具的选择、磨削参数的调整、磨削过程的控制等。
在实习过程中，我亲自操作磨床进行了磨削加工，并按照磨削加工的安全规范进行了操作。
通过实习，我掌握了以下技能：- 正确选择磨具：根据工件的材料、形状、精度要求等因素选择合适的磨具。
第一节 磨削的应用及工艺特点
教师姓名授课形式讲授授课时数1授课日期年月日授课班级授课项目及任务名称第九章磨削第一节磨削的应用及工艺特点教学目标知识目标掌握磨削的应用及其工艺特点等基础知识。
技能目标学会应用磨削的基础知识加工工件。
教学重点磨削的工艺特点及应用教学难点磨削的工艺特点教学方法教学手段借助于多媒体课件和相关动画及视频，详细教授磨削的工艺特点及应用等基础知识。
教师先通过PPT课件进行理论知识讲解，再利用相关动画和视频进行演示，让学生能够将理论知识转化成实践经验。
同时学生根据所学内容，完成知识的积累，为以后的实践实训打下基础。
学时安排1.磨削的应用约10分钟；2.磨削的工艺特点约35分钟；教学条件多媒体设备、多媒体课件。
课外作业查阅、收集磨削的相关资料。
检查方法随堂提问，按效果计平时成绩。
教学后记授课主要内容第一节磨削的应用及工艺特点近年来，磨削正朝着两个方向发展：一是高精度、低粗糙度磨削；另一个是高效磨削。
高精度、低粗糙度磨削包括精密磨削、超精密磨削和镜面磨削，可以代替研麿加工，以便节省工时和减轻劳动强度。
高效磨削包括高速磨削、强力磨削和砂带磨削，主要目标是提高生产效率。
一、磨削的应用磨削可以加工的零件材料范围很广，既可以加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料，也能够加工高硬度的淬硬钢、硬质合金、陶瓷和玻璃等难切的材料，但是，磨削不宜精加工塑性较大的有色金属零件。
磨削可以加工外圆、内圆、平面、螺纹和齿轮等各种的表面，还常用于各种刀具的刃麿。
二、磨削的工艺特点磨削是机器零件精密加工的主要方法之一，去除的加工余量很小。
磨削的工艺特点有：1.精度高比一般切削加工机床精度高，刚度及稳定性较好，并有微量进给机构。
2.表面粗糙度小一般磨削表面粗糙度值为0.8μm～0.2μm，当采用小粗糙度磨削时，表面粗糙度值可达0.1μm～0.08μm。
3.背向磨削力较大麿外圆时总麿削力F也可以分解为三个互相垂直的力，其中：FX称为进给磨削力，很小，一般可忽略不计。
磨削运动以及磨削的加工特点
磨削运动以及磨削的加工特点磨削运动磨削时，一般有四个运动：1.主运动Vs ：是砂轮的旋转运动。
主运动速度即磨削速度Vs 是砂轮外圆的线速度：1000ss s n d v π= m/sd s —砂轮直径，mm ；n s —砂轮转速，r ／s2.径向进给运动：砂轮切入工件的运动径向进给量f r ：工作台每双(单)行程，砂轮切入工件的深度。
其单位为mm ／d ·str(当工作台每单行程作进给时，单位为mm/str ；当作连续进给时，f r 单位为mm ／s)。
一般情况下，f r ＝0.005—0.02mm/d ·str 。
3.轴向进结运动轴向进结量f a ：工件相对砂轮沿轴向的进结运动。
一般情况下f a＝(0.2—0.8)B ；B 为砂轮宽度，单位是mm ；f a 的单位，圆磨是mm ／r ，平磨是mm ／(d ·str)。
4.工件圆周（或直线）进给运动工件进给速度V w ：工件圆周线速度或工作台的移动速度外圆磨削时：工件的回转运动，进行纵向或横行磨削1000ww w n d v π=平面磨削时 ：工作台的直线往复运动，进行周边或端面磨削 10002tab Ln v wL ：工作台行程，mm ， d w ：工件直径，mm ；n w ：工件转速，r ／s ； N tab ：工作台往复频率，s -1。
磨削的加工特点磨削是一种常用的半精加工和精加工方法，砂轮是磨削的切削工具，磨削是由砂轮表面大量随机分布的磨粒在工件表面进行滑擦、刻划和切削三种作用的综合结果。
磨削的基本特点如下：1.磨削的切削速度高，导致磨削温度高。
普通外圆磨削时v =35m/s ，高速磨削v ＞50m/s 。
磨削产生的切削热80%～90%传入工件(10%～15%传入砂轮，1%～10%由磨屑带走)，加上砂轮的导热性很差，易造成工件表面烧伤和微裂纹。
因此，磨削时应采用大量的切削液以降低磨削温度。
2.能获得高的加工精度和小的表面粗糙度值加工精度可达IT6-IT4，表面粗糙度值可达Ra0.8-0.02μm 。
磨削的基本特点及机理
理论预测和实验结果表明： 弹性变形有如下基本特征 1）临界法向力随切削刃与工件的摩擦系数增大而明显降低； 随接触宽度增加而呈直线增加；随切削速度增加而减小。 2）临界切入深度随切削速度增加而减小；随摩擦系数减小而 减小。 3）弹性滑移长度随接触宽度增加呈直线增加；随干涉角 增加而直线地减小；随弹簧常数的增加而减小；随切削 速度的变化无明显影响。弹性滑移长度是摩擦系数的复 杂函数；且随磨削液性能的变化而变化。
磨粒与工件的干涉过程可分为以下三个阶段： （1）划擦阶段: 砂轮与工件开始接触阶 段，磨粒切削刃与工件之间只发生弹性 接触。 （2）刻划阶段: 砂轮与工件开始接触以 后，继续以恒定的进给量切入工件。经 过滑擦阶段后，磨粒上承受一定大小的 法向力，增大到一定值之后，材料表面 产生塑性变形。使磨粒前方的材料被挤 压而隆起，如犁田的情况，故称之为耕 犁作用。这时一般不形成切屑 （3）切削阶段：砂轮继续相对于材料表面作进给。使磨粒切入 深度增加，达一定数值时，形成切屑。
在磨削中，切削刃和工件的干涉存在着以下几种情况： a) 磨粒在整个接触期间只进行弹性滑移； b) 磨粒在整个接触期间由弹性滑移到塑性耕犁再转 变为弹性滑移离开磨削区； c) 磨粒在整个接触期间要经过弹性滑移、塑性耕犁和切 削三个过程。 切削刃即将离开工件时由于磨粒与工件材料的干涉深 度迅速减小，工件又将产生塑性和弹性变形，但这一 阶段非常短暂，实际研究中常常不作考虑。
(4) 积屑瘤 在磨削软质材料 时砂轮被堵塞时所特有的现象， 即切屑时而堆积在砂轮表面时而 脱落形成了积屑瘤
(5) 熔融切屑 粉末状切 屑在高温下熔融并在飞散过 程中球化而成，这种切屑在 磨削硬度较高材料中砂轮发 生堵塞的磨削状态下最为明 显
三、磨屑的形状
(1) 带状切屑 在正常磨削中 和自锐性良好的情况下，砂轮表 面磨粒锐利，由于磨粒具有负前 角并且切削速度十分高，常常产 生带状切屑。
磨削及光整加工
2、内圆磨削——适合淬硬孔 、
比较外圆磨削与内圆磨削： 比较外圆磨削与内圆磨削：
砂轮小，转速低，表面粗糙度值大。 砂轮小，转速低，表面粗糙度值大。 砂轮轴直径小，悬伸长，刚性差。 砂轮轴直径小，悬伸长，刚性差。 磨损快，排屑冷却困难。 磨损快，排屑冷却困难。
比较磨孔与铰孔、拉孔： 比较磨孔与铰孔、拉孔：
专用机床改装的卧式车床加工余量小310微米生产率较高所需时间较短3060s表面质量好ra01001微米交叉网纹耐磨性好只提高表面质量不能提高尺寸精度和形位精度能加工外圆圆锥面孔平面和球面等1
机械制造技术基础
第八单元
磨削及光整加工
磨
削
（1）砂轮 磨削过程：切削、刻画、 （2）磨削过程：切削、刻画、滑擦 砂轮的自锐性： （3）砂轮的自锐性：
适应性好，同一砂轮可磨削不同直径。 适应性好，同一砂轮可磨削不同直径。 可加工淬硬的孔。 可加工淬硬的孔。 可提高孔的位置精度和修正轴线误差。 可提高孔的位置精度和修正轴线误差。 生产率低。 生产率低。
3、平面磨削
周磨法：接触面小，排屑冷却好， 周磨法：接触面小，排屑冷却好，但效 率低，用于精磨。 率低，用于精磨。 端磨法：效率高，但精度低，用于粗磨。 端磨法：效率高，但精度低，用于粗磨。
纵磨法：应用广、生产效率低，适用于单件、小批生产。 纵磨法：应用广、生产效率低，适用于单件、小批生产。
横磨法：生产率高，适用于磨削长度较短的外圆表面及轴颈 横磨法：生产率高， 需冷却，要求工件刚性较好。 需冷却，要求工件刚性较好。
无心磨：生产率很高， 无心磨：生产率很高，适用于大批大量精加工小型圆柱体工 但不能磨削有断续的表面。 件，但不能磨削有断续的表面。
① 机械抛光
3.工艺特点 3.工艺特点 方法简便经济 容易对曲面进行加工 仅能工
磨 削
1.1磨削原理及磨削特点
砂轮表面分布着无数磨粒，每个磨粒的棱角相当于一 个刀具的切削刃口，当砂轮高速转动时，砂轮上的磨粒就从 工件表层切去一条条细微的金属切屑，切屑的数量很大，但 厚度很小。 磨削和车削、铣削等加工方法一样，切削时刀 刃使得工件表面发生弹性变形和塑性变形，产生切削作用和 摩擦作用。
（1）径向进给量小——其它用的刀具，很难做到这一点。 （2）每齿切削量少——精细磨削砂轮磨粒较细，几个磨刃同时切削 （图3.34）。
2.能加工硬度很高的材料 3.磨削温度高
磨削可以加工硬质合金 （70～75HRC）、淬火钢 （62～65HRC）。主要是 依靠磨粒本身具有高的硬 度和高的耐热性能。
磨削时看到的火花，是切屑在离开工件后所产生的氧化、 燃烧的现象。
磨削加工的特点：
1.能获得很高的加工精度 和小的表面粗糙度
（1）径向进给量小——砂轮的磨粒刃口很锋利，刃口半径很小，因而 能切下很薄的一层金属，可以作微量的径向进给。而其它用的刀具，很 难做到这一点。
（2）每齿切削量少——精细磨削一般所选用的砂轮磨粒较细，而每个 磨粒又具有几个磨刃同时切削（图3.34）。
砂轮磨粒的几何形状不规则（多数呈负前角），同时切削 速度很高，故磨削时产生很高的温度。磨粒磨损越严重，温 度就越高，温度的增高可使工件表面金属软化或熔化，有利 于磨削。但是，高温会使工件变形，金属内部组织发生变化， 工件表面烧伤并产生细微的裂纹。
为降低磨削温度，常使用切削液。切削液的使用，还能 消除粉尘，可以提高磨削生产率和工件表面质量，并能改善 工作条件。
1.2 磨削运动与磨削用量
在磨削过程中，磨削速度、工件圆周进给速度、轴向 进给量、径向进给量等，统称为磨削用量。合理选择磨削用 量对保证磨削加工质量和提高生产率是很重要的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
教师姓名
授课形式讲授授课时数1授课日期年月日授课班级
授课项目及任务名称
第九章磨削
第一节磨削的应用及工艺特点
教学目标知识目
标
掌握磨削的应用及其工艺特点等基础知识。
技能目
标
学会应用磨削的基础知识加工工件。
教学重点磨削的工艺特点及应用教学难点磨削的工艺特点
教学方法教学手段
借助于多媒体课件和相关动画及视频，详细教授磨削的工艺特点及应用等基础知识。
教师先通过PPT课件进行理论知识讲解，再利用相关动画和视频进行演示，让学生能够将理论知识转化成实践经验。
同时学生根据所学内容，完成知识的积累，为以后的实践实训打下基础。
学时安排1.磨削的应用约10分钟；
2.磨削的工艺特点约35分钟；
教学条件多媒体设备、多媒体课件。
课外作业查阅、收集磨削的相关资料。
检查方法随堂提问，按效果计平时成绩。
教学后记
授课主要内容
第一节磨削的应用及工艺特点
近年来，磨削正朝着两个方向发展：一是高精度、低粗糙度磨削；另一个是高效磨削。
高精度、低粗糙度磨削包括精密磨削、超精密磨削和镜面磨削，可以代替研麿加工，以便节省工时和减轻劳动强度。
高效磨削包括高速磨削、强力磨削和砂带磨削，主要目标是提高生产效率。
一、磨削的应用
磨削可以加工的零件材料范围很广，既可以加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料，也能够加工高硬度的淬硬钢、硬质合金、陶瓷和玻璃等难切的材料，但是，磨削不宜精加工塑性较大的有色金属零件。
磨削可以加工外圆、内圆、平面、螺纹和齿轮等各种的表面，还常用于各种刀具的刃麿。
二、磨削的工艺特点
磨削是机器零件精密加工的主要方法之一，去除的加工余量很小。
磨削的工艺特点有：
1.精度高
比一般切削加工机床精度高，刚度及稳定性较好，并有微量进给机构。
2.表面粗糙度小
一般磨削表面粗糙度值为0.8μm～0.2μm，当采用小粗糙度磨削时，表面粗糙度值可达0.1μm～0.08μm。
3.背向磨削力较大
麿外圆时总麿削力F也可以分解为三个互相垂直的力，其中：FX称为进给磨削力，很小，一般可忽略不计。
F称为背向磨削力，不消耗功率，一般作用在工艺系统刚度较差的方向上，因此容易使工艺系统变形，影响零件加工精度。
F称为磨削力，决定磨削时消耗功率的大小。
.残余应力和表面变形强化严重
与普通刀具切削相比，磨削的残余应力层比表面变形强化层要浅得多，但对零件的加工精度、加工工艺和使用性能均有一定的影响。
5.砂轮有自锐作用
在磨削过程中，砂轮存在着自锐作用，正由于砂轮本身的自锐性，使得磨粒能够以较锋利的刃口对零件进行切削。
6.磨削温度高
磨削时切削速度为一般切削加工的10～20倍，在高的切削速度下，磨削时所消耗的能量绝大部分转化为热量。
任务小结
回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，本课主要讲解磨削的工艺特点及应用等基础知识。
学习评价
以学习过程当中学生的现场任务完成情况为基础，结合学生的课堂学习接收能力，作为计入平时成绩依据。
课后作业
简述磨削的工艺特点？。