第二章.外圆磨削
机械制造与自动化专业《项目六、任务2掌握磨削加工方法》
任务2 掌握磨削加工方法磨削加工的应用范围广泛，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6-6所示。
图6-6磨削的工艺范围磨削主要用于对工件进行精加工，而经过淬火的工件及其他高硬度的特殊材料，几乎只能用磨削来进行加工。
另外，磨削也可以用于粗加工，如粗磨工件外表，切除钢锭和铸件上的硬皮外表，清理锻件上的毛边，打磨铸件上的浇口、冒口，还可以用薄片砂轮切断管料以及各种高硬度的材料。
由于现代机器上高精度、淬硬零件的数量日益增多，磨削在现代机器制造业中占的比重日益增加。
而且随着精密毛坯制造技术的开展和高生产率磨削方法的应用，使某些零件有可能不经其他切削加工，而直接由磨削加工完成，这将使磨削加工的应用更为广泛。
一、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外表的。
它不仅能加工圆柱面、端面〔台阶局部〕、球面和特殊形状的外外表等。
外圆磨削一般在外圆磨床或无心外圆磨床上进行，也可采用砂带磨床磨削。
〔一〕在外圆磨床上磨削外圆1．工件的装夹在外圆磨床上，工件可以用以下方法装夹。
１〕用两顶尖装夹工件如图6-7a所示，工件支承在前后顶尖上，由与带轮连接的拨盘上的拨杆拨动鸡心夹头带开工件旋转，实现圆周进给运动。
这时需拧动螺杆顶紧摩擦环，使头架主轴和顶尖固定不动。
这种装夹方式有助于提高工件的盘旋精度和主轴的刚度，被称为“死顶尖〞工作方式。
这是外圆磨床上最常用的装夹方法，其特点是装夹方便，定位精度高。
两顶尖固定在头架主轴和尾座套筒的锥孔中，磨削时顶尖不旋转，这样头架主轴的径向圆跳动误差和顶尖本身的同轴度误差就不再对工件的旋转运动产生影响。
只要中心孔和顶尖的形状正确，装夹得当，就可以使工件的旋转轴线始终不变，获得较高的圆度和同轴度。
２〕用三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘装夹工件在外圆磨床上可用三爪自定心卡盘装夹圆柱形工件，其他一些自动定心夹具也适于装夹圆柱形工件。
四爪单动卡盘一般用来装夹截面形状不规那么工件。
机械制造第二章作业 (答案) (3)
3-2 什么是内联系传动链，它与外联系传动链有和不同，试举例说明。
答：内联系传动链：内联系传动链是联系复合运动之内的各个分解部分，因而传动链所联系的执行件相互之间的相对速度（及相对位移量）有严格的要求，用来保证执行件运动的轨迹。
例如，在卧式车床上用螺纹车刀车螺纹时，为了保证所需螺纹的导程大小，主轴（工件）转一周时，车刀必须移动一个规定的准确的距离（螺纹导程）。
联系主轴——刀架之间的螺纹传动链，就是一条传动比有严格要求的内联系传动链。
再如，用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮时，为了得到正确的渐开线齿形，滚刀转1 / K 转（K 是滚刀头数）时，工件就必须转1 / Z 转（Z 为齿轮齿数）。
联系滚刀旋转B11和工件旋转B12的传动链，必须保证两者的严格运动关系。
外联系传动链：外联系传动链是联系动力源（如电动机）和机床执行件（如主轴、刀架、工作台等）之间的传动链，使执行件得到运动，而且能改变运动的速度和方向，但不要求动力源和执行件之间有严格的传动比关系。
例如，车削螺纹时，从电动机传到车床主轴的传动链就是外联系传动链，它只决定车螺纹速度的快慢，而不影响螺纹表面的成形。
再如，在卧式车床上车削外圆柱表面时，由于工件旋转与刀具移动之间不要求严格的传动比关系，两个执行件的运动可以互相独立调整。
3-3 试列出CA6140车床主运动传动链的传动路线,并计算主轴最高、最低转速及转速级数。
答：传动链的传动路线如下：)(VI )(2M 5826V 50518020IV 50508020_)(2M __5063________III 582250304139II 3034VII 3450)()(1M ______43513856)()(1M I 230130m in /r 1450kw 5.7主电动机主轴右移左移反转右正转左-⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧----⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧---⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧---ΦΦ-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛主轴最高速度：16371.163750634139303434502301301450≅==主轴n r/min 主轴最低速度：103.10582680208020582243512301301450≅==主轴n r/min正转转速级数：2×3×(1+(2×2-1))=24级反转转速级数：1×3×(1+(2×2-1))=12级3-4 CA6140车床主运动、车螺纹运动、机动进给运动、快速运动等传动链中，哪些传动链的两端件之间具有严格的传动比？答：车螺纹运动：两端件（主轴与刀架）之间具有严格的传动比。
磨削加工类型与运动
2、内圆磨削
磨内孔视频
主运动——砂轮旋转 进给运动——工件旋转作圆周进给，工件或砂轮纵向 往复移动和横向进给运动。
磨削加工类型与运动
常用的磨削方法：
外圆磨削 平面磨削 内圆磨削 成型磨削 无心外圆磨削
纵磨法磨外圆
周边磨削平面
磨削的主运动
vc do no m / s 1000
工件的切向进给运动
VW m / s 或m/min
工件轴向进给运动
fa mm/ r 或 mm/st
径向进给量
fr mm
1、外圆磨削
磨外圆视频
主运动——砂轮旋转
进给运动——工件旋转、移动
吃刀运动——砂轮、工件的相对径向移动
工艺范围：圆柱面、圆锥面、轴肩端面、球面、特殊形状回转面
1、外圆磨削
外圆磨削按不同的进给方向分为纵磨海参和横磨法。
纵磨法：磨外圆时，工件同时作圆周进给和沿轴向作纵 向进给，每单行程或往复行程终了，砂轮作周期的横向 进给。（磨削力小，散热条件好，运用广泛）
切入磨削：将工件放在托板和导轮之间，使磨削砂 轮横向切入进给，来磨削工件表面。导轮中心线需 偏转一个很小的角度（约定30′）使工件在微小轴向 摩擦力的作用下紧靠挡块，得到可靠的轴向定位。来自外圆无心磨削方法特点：
1）工件不需打中心孔，支承刚性好，磨削余量小而均 匀，生产率高，易实现自动化，适合成批生产； 2）加工精度高，其中尺寸精度可达IT5-IT6，形状精 度也比较好，表面粗糙度Ra1.25-0.16μm ； 3）不能加工断续表面，如花键、单键槽表面。 4）只能加工尺寸较小形状简单的零件。
外圆磨削操作流程
外圆磨削操作流程
1．擦净工件两端中心孔。
中心孔内应无铁屑或异物。
2．检查头尾架上的顶针是否完好，若磨损较大应重新修磨或更换。
3．调整头尾架的位置，使它们之间的距离与工件长度相适应，并使工件恰好在工作台中部。
4．修整砂轮。
修整砂轮时注意金钢笔在砂轮修整器中装夹必须牢固，刀杆伸出长度不应太长，以免修整时发生抖动，影响修整质量。
同时应注意金钢笔的轴线应相对砂轮偏转5°-15°。
5．将工件顶在两顶尖之间,用手转动工件,根据转动时的松紧情况,适当调整尾架顶针的弹簧压力,使得达到不过松也不过紧的程度。
6．调整磨床工作台前侧换向撞块的位置。
右边换向撞块应使工作台进给至砂轮越出工件端面约砂轮宽度的三分之一左右时反向，左边换向撞块，应使工作台进给至砂轮侧面接近夹头或台肩面时反向。
7．转动横进给手轮，使砂轮退出一段距离，以免快速引进时撞击工件，然后快速引进砂轮，再用手轮将砂轮摇进使它接近工件。
8．调整上工作台，使工件的旋转轴线严格地平行于工作台纵向运动方向，以免磨削时圆柱表面产生锥度误差。
调整时，可采取粗磨找正的方法，也就是把工件在全长内磨光（不磨到尺寸），并根据工件两端直径的差值对工作台作适当调整，直到两端直径相同
为止。
如果工件的加工余量很少，可在砂轮架上固定一百分表，它的量头顶在工件加工表面的侧母线上，然后纵向移动工作台，并根据百分表读数变化来调整工作台，到百分表读数不变为止。
9．调整好工作台后，再测量一下工件，看还有多少余量，以便调整横进给手轮刻度盘的位置。
然后再开车继续磨削工件，当达到要求尺寸，经检验合格后拆下。
外圆磨
用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削。
磨削加工是一种多刀多刃的高速切削方法，它适用于零件精加工和硬表面的加工。
磨削的工艺范围很广，可以划分为粗磨、精磨、细磨及镜面磨。
各种磨削方案所能达到的经济加工精度和表面粗糙度值见表1。
表1 外圆表面加工方案磨削加工采用的磨具(或磨料)具有颗粒小,硬度高,耐热性好等特点,因此可以加工较硬的金属材料和非金属材料,如淬硬钢、硬质合金刀具、陶瓷等；加工过程中同时参与切削运动的颗粒多，能切除极薄极细的切屑，因而加工精度高，表面粗糙度值小。
磨削加工作为一种精加工方法，在生产中得到广泛应用。
目前，由于强力磨削的发展，也可以直接将毛坯磨削到所需要的尺寸和精度，从而获得了较高的生产率。
1．砂轮的特性与选择砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。
砂轮是在磨料中加进结合剂，经压坯、干燥和培烧而制成的多孔体。
由于磨料、结合剂及制造工艺等不同，砂轮的特性差别很大，因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。
砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、外形和尺寸等因素决定的。
（1）磨料磨料是砂轮的主要组成成分，它应具有很高的硬度、耐磨性、耐热性和一定的韧性，以承受磨削时的切削热和切削力，同时还应具备锋利的尖角，以利磨削金属。
常用磨料代号、特点及应用范围见表2。
表2 常用磨料代号、特性及适用范围（2）粒度粒度是指磨料颗粒尺寸的大小。
粒度分为磨粒和微粉两类。
对于颗粒尺寸大于40μm的磨料，称为磨粒。
用筛选法分级，粒度号以磨粒通过的筛网上每英寸长度内的孔眼数表示。
如60#的磨粒表示其大小恰好能通过每英寸长度上有60孔眼的筛网。
对于颗粒尺寸小于40μm的磨料，称为微粉。
用显微丈量法分级，用W和后面的数字表示粒度号，其W后的数值代表微粉的实际尺寸。
如W20表示微粉实际尺寸为20μm。
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。
外圆表面的磨削加工
3.快速点磨
用快速点磨法磨削外圆时，砂轮轴线与工件轴线之间有 一个微小倾斜角α（±5℃），砂轮与工件以点接触进行磨 削，砂轮对工件的磨削加工类似于一个微小的刀尖对工件 进行加工。
3.快速点磨
➢ 为便于控制快速点磨的加工精度，砂轮端面与工件外圆 的接触点须与工件轴线等高，砂轮在数控装置的控制下 进行精确进给。
3、由于磨粒切除金属材料系大负前角切削，再加上 磨削速度高，磨削区的瞬时温度极高。
4、切除单位体积金属所消耗的能量磨削要比车削大 得多。
三、外圆表面的磨削加工
磨削加工更适用于做精加工工作，也可用砂 轮磨削带有不均匀铸、锻硬皮的工件；但它不 适宜加工塑性较大的有色金属材料（例如铜、 铝及其合金），因为这类材料在磨削过程中容 易堵塞砂轮，使其失去切削作用。磨削加工既 广泛用于单件小批生产，也广泛用于大批大量 生产。
（2）横向进给磨削（切入磨削）
生产效率高，适于在大批大量生产中磨削轴颈 对相邻轴肩有垂直度要求的轴、套类工件。
2. 工件无中心支承的外圆磨削----无心磨削
2.工件无中心支承的外圆磨削----无心磨削
无心磨削的生产效率高,容易实现工艺过程的自动化; 但所能加工的零件具有一定的局限性，不能磨削带长 键槽和平面的圆柱表面，也不能用于磨削同轴度要求 较高的阶梯轴外圆表面。
表面粗糙度Ra＜Βιβλιοθήκη .16μm；同时还可以获得几何精度很 高的精确表面（圆度误差＜0.5μm）。
三、外圆表面的磨削加工
（一）加工方法 1．工件有中心支承的外圆磨削 （1）纵向进给磨削
磨削深度小、磨削 力小，散热条件好， 磨削精度较高，表面 粗糙度较小;但由于工 作行程次数多，生产 率较低；它适于在单 件小批生产中磨削较 长的外圆表面。
外圆磨床的磨削
注意事项： ①.工件直径过大或过重，应增加支承架和降低切削用量； ②.工件旋转轴线与工件运动方向要平行； ③.中心架调整要适当，应正确调整水平支承块压力；
④.磨削细长轴时，顶尖不要顶得太紧，尾架顶针的预紧 力要适当。 ⑤.应修研和清洁中心孔，防止中心孔形状不正确或孔内 有毛刺、污垢；顶尖与筒套锥孔接触不好时，应修复 或更换.
2、四爪单动卡盘装夹
特点： 装夹不如三爪自定心卡盘装夹方便，不能自 动定心，但夹紧力大。 适应范围： 适用于半月夹大型或形状不规则的工件。
3、两顶尖装夹
统一采用两端中心孔作定位基准，两顶尖装夹符合 基准重合原则和基准统一原则。 特点：是装夹方便，定位精度很高，应用最为普遍。 适应范围：较长的工件和装夹定位精度高的工件。
一、外圆时工件的装夹方法
常用的装夹方法有以下几种： 三爪自定心卡盘装夹 四爪单动卡盘装夹 两顶尖装夹 一夹一顶的装夹方法。
1、三爪自定心卡盘装夹：
特点： 装夹方便，自动定心好，但夹紧力小。 适用范围： 适用于中小尺寸、形状规则的工件，工件长度不 宜过长，没有中心孔的圆柱形工件。
三、磨削方法
外圆磨削的方法；
纵磨法 横磨法 综合磨削 深度磨削
1、纵磨法 适用范围： ①适用于磨削长度与砂轮宽度之比大于3的工件； ②适用于单件、小批量生产以及精度加工。 特点：工件加工表面光洁度高，可加工长度不同的各种 工件，加工质量好，但生产高效率较低
2、横磨法（又称切入法） 适用范围: ①适用于被加工表面小于砂轮宽度的工件； ②两侧都有台肩的轴颈 ； ③不能用纵向进给磨削的场合。 特点:生产效率高，加工工件的光洁度和精度较低。
万能外圆磨床磨削外圆的几种方式介绍
1、纵磨法纵磨法磨削外圆时，砂轮的高速旋转为主运动，工件作圆周进给运动的同时，还随工作台作纵向往复运动，实现沿工件轴向进给。
每单次行程或每往复行程终了时，砂轮作周期性的横向移动，实现沿工件径向的进给，从而逐渐磨去工件径向的全部留磨余量。
磨削到尺寸后，进行无横向进给的光磨过程，直至火花消失为止。
由于纵磨法每次的径向进给量少，磨削力小，散热条件好，充分提高了工件的磨削精度和表面质量，能满足较高的加工质量要求，但磨削效率较低。
纵磨法磨削外圆适合磨削较大的工件，是单件、小批量生产的常用方法。
2、横磨法采用横磨法磨削外圆时，砂轮宽度比工件的磨削宽度大，工件不需作纵向（工件轴向）进给运动，砂轮以缓慢的速度连续地或断续地沿作横向进给运动，实现对工件的径向进给，直至磨削达到尺寸要求。
其特点是：充分发挥了砂轮的切削能力，磨削效率高，同时也适用于成形磨削。
然而，在磨削过程中砂轮与工件接触面积大，使得磨削力增大，工件易发生变形和烧伤。
另外，砂轮形状误差直接影响工件几何形状精度，磨削精度较低，表面粗糙度值较大。
因而必须使用功率大，刚性好的磨床，磨削的同时必须给予充分的切削液以达到降温的目的。
使用横磨法，要求工艺系统刚性要好，工件宜短不宜长。
短阶梯轴轴颈的精磨工序，通常采用这种磨削方法。
3、深磨法深磨法是一种比较先进的方法，生产率高，磨削余量一般为0.1~0.35mm．用这种方法可一次走刀将整个余量磨完。
磨削时，进给量较小，一般取纵进给量为1~2 mm／r, 约为“纵磨法”的15%，加工工时约为纵磨法的30~75%。
4、混合磨削法这是切入磨法和纵向磨法的混合应用。
先用切入发将工件分段粗磨，相邻两端有5-10mm 的重叠，工件留有0.01-0.03mm余量，最后用纵向磨削法精磨至尺寸，适用于磨削余量大、刚度好的工件，加工表面长度为砂轮宽的2-3倍时为最适合。
2、外圆磨削
外圆磨削轴承外圈的外圆是轴承的安装基准面之一，它与轴承或机械部件相配合。
又是以后各磨削工序的定位基准面（如外圈沟道，外圈超精等）所以对其尺寸精度和形状位置精度的要求比较高。
尺寸精度不好会影响外沟磨的尺寸精度，而形状位置精度（如外圆不圆）则会影响后工序（外沟磨，外圈超精）等的圆度。
轴承套圈外圆磨削均采用贯穿式无心磨削法，其外圆磨床称为无心外圆磨床。
一、无心外圆磨削的特点：1、工件自由地放置于定位夹具中，磨削过程中工件中心不定。
2、工件的磨削面就是定位基准，所以工件表面的加工精度会受到定位精度的直接影响。
3、工件运动由磨削轮、导轮共同控制。
工件运动的稳定性、均匀性不仅取决于机床运动传动系统，还与工件、导轮及托板的实际情况以及采用的磨削用量和磨削工艺参数（工件中心高、托板顶角）有关。
4、工件由磨削面承受磨削力，支承刚性好。
5、无心外圆磨削是一种高效率的磨削方法。
二、无心外圆磨削的原理：贯穿式无心磨削工作原理1、砂轮2、工件3、导轮4、拖板贯穿式无心磨削的工作原理：工件放在导轮和托板之间，并以导轮和托板的工作表面定位，工件在运动中和砂轮接触，进行磨削加工，工件被加工表面同时也是定位表面，磨削过程中，由于工件表面不是绝对，因此随着工件的转动，其中心位置在径向平面内不是固定的，故称无心磨削。
1、工件轴心线与磨削轮的轴心线平行，与导轮的轴线在垂直方向上倾斜一个角度。
在两端装有入口导板和出口导板，它们保证工件正确进、出磨削区域。
当工件进入磨削区域后，工件以接近于导轮的速度旋转，导轮的速度只有磨削轮速度的1/70——1/80，由此形成磨削轮对工件产生切削作用。
2、为了使工件顺利地通过磨削区域，并具有一定的纵向进给速度，应使导轮轴线相对磨削轮轴线在垂直方向内倾斜一个角度，当导轮倾斜一个角度后，导轮速度即可分解为垂直面内的分速度V和水平面内的分速度V。
垂直分速度将使工件旋转，水平分速度将推动工件前进。
3、在无心磨削过程中，放置于两个砂轮之间的工件是否会在自动旋转与前进过程中被磨圆，决定于托板的高度调整。
第二章典型表面与典型零件的加工工艺
➢ 磨孔同磨外圆相比，磨孔效率较低，Ra值比磨外
圆时大，且磨孔的精度控制较磨外圆时难，主要 原因在于：
砂轮直径都很小，且排屑和冷却不便 内圆磨头在悬臂状态下工作 磨孔时，砂轮与工件孔的接触面积大，容易发生
表面烧伤
端 铣 周 铣
周铣分为：逆铣和顺铣
端铣分为：对称铣、不对称铣
➢端铣与周铣的Biblioteka 较 端铣的加工质量比周铣高 端铣的生产率比周铣高
2、端面车削
用于加工轴、轮、盘、套等回转体零件的端面、 台阶面等，也用于其它需要加工孔和外圆零件的 端面
通常这些面要求与内、外圆柱面的轴线垂直
一般在车床上与相关的外圆和内孔在一次装夹中 加工完成
1、钻、扩、铰、锪、拉孔
（1）钻孔
➢ 用钻头在工件实体部位加工孔的方法
➢ 钻孔属于孔的粗加工，多用作扩孔、铰孔前的 预加工，或加工螺纹底孔和油孔
➢ 钻孔主要在钻床和车床上进行，也可在镗床和 铣床上进行
➢ 常用麻花钻，为改善其加工性能，目前应用群 钻；大批量生产中钻孔常用钻模和专用的多轴 组合钻床
钻头引偏引起的 加工误差
随着高效率磨削的发展，平面磨削既可作为精 密加工，又可代替铣削和刨削进行粗加工
有色金属、不锈钢、各种非金属的大型平面、 卷带材、板材可用砂带磨削
6、平面的光整加工
平面刮研 平面研磨
7、平面加工方法的选择
常用的平面加工方案见表2-3
➢非配合平面 ➢支架、箱体与机座的固定联接平面 ➢盘、套类零件和轴类零件的端面 ➢导向平面 ➢较高精度的板块状零件 ➢韧性较大的非铁金属件上的平面 ➢大批大量生产中，加工精度要求较高的、
常见的3种磨削方法介绍
常见的3种磨削方法介绍磨削过程就是砂轮表面上的磨粒对工件表面的切削、划沟和滑擦的综合作用过程。
（一）外圆磨削外圆磨削可以在普通外圆磨床或万能外圆磨床上进行，也可在无心磨床上进行，通常作为半精车后的精加工。
1、纵磨法磨削时，工件作圆周进给运动，同时随工作台作纵向进给运动，使砂轮能磨出全部表面。
每一纵向行程或往复行程结束后，砂轮作一次横向进给，把磨削余量逐渐磨去。
可以磨削很长的表面，磨削质量好。
特别在单件、小批生产以及精磨时，一般都采用纵磨法。
2、横磨法（切入磨法）采用横磨法，工件无纵向进给运动。
采用一个比需要磨削的表面还要宽一些（或与磨削表面一样宽）的砂轮以很慢的送给速度向工件横向进给，直到磨掉全部加工余量。
横磨法主要用于磨削长度较短的外圆表面以及两边都有台阶的3、深磨法特点是全部磨削余量（直径上一般为～0.6mm）在一次纵走刀中磨去。
磨削时工件圆周进给速度和纵向送给速度都很慢，砂轮前端修整成阶梯形或锥形。
深磨法的生产率约比纵磨法高一倍，能达到IT6级，表面粗糙度的Ra值在～之间。
但修整砂轮较复杂，只适于大批、大量生产，磨削允许砂轮越出被加工面两端较大距离的工件。
4、无心外圆磨削法工件放在磨削砂轮和导轮之间，下方有一托板。
磨削砂轮（也称为工作砂轮）旋转起切削作用，导轮是磨粒极细的橡胶结合剂砂轮。
工件与导轮之间的摩擦力较大，从而使工件以接近于导轮的线速度回转。
无心外圆磨削在无心外圆磨床上进行。
无心外圆磨床生产率很高，但调整复杂；不能校正套类零件孔与外圆的同轴度误差；不能磨削具有较长轴向沟槽的零件，以防外圆产生较大的圆度误差。
因此，无心外圆磨削多用于细长光轴、轴销和小套等零件的大批、大量生产轴径。
（二）内圆磨削内圆磨削除了在普通内圆磨床或万能外圆磨床上进行外，对大型薄壁零件，还可采用无心内圆磨削；对重量大、形状不对称的零件，可采用行星式内圆磨削，此时工件外圆应先经过精加工。
内圆磨削由于砂轮轴刚性差，一般都采用纵磨法。
第二章.外圆磨削
第二章外圆磨削培训学习目标：1.外圆磨削有哪几种形式？2.试述中心孔的种类和结构。
中心孔的缺陷对磨削精度有何影响？3.试述顶尖的种类和结构。
4.磨削时产生直波形误差的原因是什么？如何防止？5.为什么要划分粗、精磨？6.影响工件表面粗糙度的因素有哪些？一、外圆磨削的形式1. 中心型外圆磨削2. 无心外援磨削3. 端面外圆磨削二、外圆及台阶面的磨削方法1.外圆磨削的方法（1）纵向磨削法纵向磨削法是最常用的磨削方法，磨削时，工作台作纵向往复进给，砂轮作周期性横向进给，工件的磨削余量要在多次往复行程中磨去。
纵向磨削法（简称纵向法）的特点：1）在砂轮整个宽度上，磨粒的工作情况不一样，砂轮左端面（或右端面）尖角负担主要的切削作用，工件部分磨削余量均由砂轮尖角处的磨粒切除，而砂轮宽度上绝大部分磨粒担负减少工件表面粗糙度值的作用。
纵向磨削法磨削力小，散热条件好，可获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度值。
2）劳动生产率低3）磨削力较小，适用于细长、精密或薄壁工件的磨削（2）切入磨削法切入磨削法又称横向磨削法。
被磨削工件外圆长度应小于砂轮宽度，磨削时砂轮作连续或间断横向进给运动，直到磨去全部余量为止。
砂轮磨削时无纵向进给运动。
粗磨时可用较高的切入速度；精磨时切入速度则较低，以防止工件烧伤和发热变形。
切入磨削法（简称切入法）的特点：1）整个砂轮宽度上磨粒的工作情况相同，充分发挥所有磨粒的磨削作用同时，由于采用连续的横向进给，缩短磨削的基本时间，故有很高的生产效率。
2）径向磨削力较大，工件容易产生弯曲变形，一般不适宜磨削较细的工件。
3）磨削时产生较大的磨削热，工件容易烧伤和发热变形。
4）砂轮表面的形态（修整痕迹）会复制到工件表面，影响工件表面粗糙度。
为了消除以上缺陷，可在切入法终了时，作微小的纵向移动。
5）切入法因受砂轮宽度的限制，只适用于磨削长度较短的外圆表面。
（3）分段磨削法分段磨削法又称综合磨削法。
它是切入法与纵向法的综合应用，即先用切入法将工件分段进行粗磨，留0.03~0.04mm余量，最后用纵向法精磨至尺寸。
无心外圆磨削课件
二、M1040型无心外圆磨床的主要技术参数 及规格
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三、无心外圆磨床的操纵与调整
1．磨削轮的选择与调整 1 磨削轮的选择 磨削轮的特性选择主要决定于工件材料、磨削性质和工件热处理情况。 通常磨削轮特性为：棕刚玉、粒度号F60～F100、硬度为J～N的陶瓷结合剂 双面凹砂轮，其尺寸由机床决定。 2 磨削轮的安装、平衡 如图6-2所示，磨削轮用法兰盘安装，法兰盘主要由法兰盘底座1、衬垫4 和5、法兰盘6、内六角螺钉7 组成。
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三、无心外圆磨床的操纵与调整
图6-6 导轮在垂直平面内的倾角
图6-7 导轮架的调整 1-导轮架转体 2-刻度盘 3、4-螺钉
5-螺母 6-导轮座 7-螺杆
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三、无心外圆磨床的操纵与调整
1 拧松螺钉3、4和螺母5。 2 调整螺杆7，回转导轮架转体1至所需角度。角度值由刻度盘2读出。 3 紧固螺钉3、4和螺母5。
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三、无心外圆磨床的操纵与调整
磨削轮的安装平衡步骤如下： 1 用法兰盘安装磨削轮。 2 静平衡磨削轮。 3 用螺母8将磨削轮安装在磨削轮主轴上。
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三、无心外圆磨床的操纵与调整
（3）磨削轮的修整 磨削轮修整器安装在磨削轮架的左上方，修整器的液压传动旋钮如 图6-3所示。金刚石的修整方向由旋钮1控制，修整时逆时针方向转动旋 钮1，金刚石向前移动修整；顺时针方向转动旋钮1，金刚石则向后移动 修整。
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二、无心磨削工件成圆的原理
无心磨削工件的成圆是一个复杂的过程，工件的原始形状误差将会影响工 件的圆度。当工件的中心高于磨削轮和导轮的中心连线时，工件才能磨圆。假 设托板的顶面为平面， 且调整工件中心与磨削轮及导轮的中心处于同一高度（ 见图6-19a），当工件上有一凸点与导轮相接触时，则凸点的对面就被磨成一个 凹面，其深度等于凸点的高度；工件回转 180° 后，凸点转到与磨削轮相接触， 此时，凹面也正与导轮相接触，工件被推向导轮，凸点无法被磨去。虽然磨出 的工件直径在各方向上都相等，但工件不是一个圆形，而是一个等直径的棱圆， 如等直径的三角形棱圆，如图6-19b所示。
外圆磨削操作规程
外圆磨削操作规程外圆磨削是一种常见的金属加工工艺，用于对工件的外圆进行精密修磨。
在进行外圆磨削操作时，需要严格按照规程进行操作，以确保磨削结果的质量和工作的安全。
下面是外圆磨削操作规程，详细介绍了每个步骤的操作要点和注意事项。
一、操作准备1.1 取出已经准备好的外圆磨削刀具，并检查刀具表面是否有损坏或磨损。
1.2 确保磨削机床的运转部件良好，没有松动或磨损。
1.3 按照工艺要求，选择合适的砂轮，并安装在磨床上，并检查砂轮是否固定牢固。
1.4 根据工艺要求，将工件夹紧在磨削机床上，并确保工件与砂轮之间的间隙适当。
二、操作步骤2.1 启动磨削机床，调整砂轮的转速和进给速度，并确保运转平稳。
2.2 在工件上标出磨削范围的两个端点，并根据需要确定磨削的厚度。
2.3 利用手摇装置或电动装置，将砂轮向工件缓慢靠近，直到砂轮与工件接触。
2.4 进一步调整砂轮与工件的接触位置和切削深度，以便获得精确的磨削量。
2.5 开始正式磨削操作，以一定的进给速度对工件进行磨削，同时要保持砂轮的冷却和润滑。
2.6 注意观察工件表面的磨削状态，如果发现异常情况，应立即停止磨削，并检查砂轮和工件的情况。
2.7 在磨削过程中，定期检查砂轮和工件之间的间隙，保持砂轮与工件的紧密接触，避免松动或脱落。
2.8 进行磨削时，要注意操作人员的个人安全，不得将手部或其他部位靠近砂轮和工件。
三、操作注意事项3.1 在进行磨削操作前，应仔细阅读磨削机床的使用说明书，并按照要求进行操作。
3.2 操作人员必须戴好防护眼镜和防尘口罩，以保护好自身的安全。
3.3 不得在磨削过程中将手部或其他物体靠近砂轮和工件，以免发生危险事故。
3.4 定期检查磨床的润滑油和冷却液，并按需添加或更换，保持磨削机床的正常运转。
3.5 在进行磨削操作时，应保持砂轮和工件的清洁，并及时清除掉磨削过程中产生的金属屑和粉尘。
3.6 磨削完成后，应及时关闭磨削机床，并进行后续的清洁和维护工作，以便下次使用。
外圆磨削操作规程
外圆磨削操作规程外圆磨削是一种常见的金属加工方法，用于对工件的外表面进行磨削，以改善工件的表面质量和尺寸精度。
下面是外圆磨削的操作规程，以确保安全性和操作效率。
1. 前期准备在进行外圆磨削之前，需要进行以下准备工作：- 检查磨削机床和磨削工具的状态，确保机床和工具没有故障或损坏。
- 准备所需的磨削工具，包括磨石、磨盘等，并确保其质量和规格符合要求。
- 检查工件的图纸和要求，了解工件的尺寸和表面要求。
- 准备调整工具和量具，以便进行精确的尺寸调整和测量。
2. 安全操作外圆磨削需要注意以下安全事项：- 穿戴必要的个人防护装备，包括安全眼镜、防护面罩、耳塞、防护手套等。
- 严禁使用损坏或磨损的磨削工具，以免引起意外事故。
- 确保工作区域干净整洁，没有杂物。
避免滑倒和其他危险。
- 在操作前，确保磨削机床的安全开关处于关闭状态，并进行必要的安全检查。
3. 加工工艺进行外圆磨削时，需要按照以下步骤进行：- 将工件夹持在磨削机床上，并确保工件夹持牢固、稳定。
- 选择合适的磨削速度和磨削深度，根据工件材料和尺寸来确定。
- 调整磨削工具的位置和角度，使其与工件表面接触并形成所需的轮廓形状。
- 打开磨削机床的电源，并逐渐调整磨削深度，以达到所需的尺寸和表面粗糙度。
- 进行磨削操作时，要保持磨削工具和工件表面的充沛润滑，以避免过热和磨损。
- 定期停机检查磨削效果和工件尺寸，做必要的调整和修正。
4. 质量控制在外圆磨削操作中，需要进行质量控制，以确保最终产品的质量和尺寸精度。
质量控制包括以下几个方面：- 定期对磨削工具进行检查和更换，确保工具的尺寸和形状精度。
- 定期对磨削机床进行维护和保养，确保机床的精度和稳定性。
- 定期对磨削后的工件进行检验和测量，比较实际尺寸与要求尺寸的偏差，并做记录。
- 根据检验结果和记录，对磨削工艺进行调整和改进，以提高产品质量和生产效率。
5. 后期整理外圆磨削完成后，需要进行以下整理工作：- 停止磨削机床的电源，关闭机床的相关设备和系统，确保机床处于安全状态。
外圆磨削操作规程模版(三篇)
外圆磨削操作规程模版一、目的和适用范围1. 目的：明确外圆磨削操作的要求，保证操作安全、稳定，提高工作效率和产品质量。
2. 适用范围：适用于外圆磨削操作的各个环节和操作人员。
二、安全要求1. 操作人员必须熟悉磨床的结构、性能和操作规程，掌握磨削工艺要求。
2. 执行现场安全操作规程，佩戴好安全防护装备。
3. 具备必要的急救知识和应急处理能力。
三、设备和工具1. 外圆磨床：确保设备处于正常工作状态，安全可靠。
2. 磨削轮：确保磨削轮的规格、质量符合要求，修整良好。
3. 床头中心：确保床头中心的工作精度和稳定性。
4. 外圆量具：确保外圆量具的准确度和可靠性。
四、操作流程1. 准备工作1.1. 检查设备是否处于正常工作状态，是否有异常声音或异味。
1.2. 根据工艺要求选择合适的磨削轮和量具。
1.3. 检查磨削轮是否修整良好，是否有裂纹和磨损。
2. 工件装夹2.1. 清理工件和滚道，确保无划痕和污染。
2.2. 根据工艺要求，选择合适的装夹方式（如夹具、磁盘等）。
2.3. 确保工件夹紧牢固，不得产生变形和位移。
3. 磨削轮开启和调整3.1. 按照工艺要求调整磨削轮的开启方式和速度。
3.2. 根据工艺要求进行磨削轮的修整，确保修整良好。
4. 粗磨削和半精磨削4.1. 按照磨削工艺要求，调整进给量和切削深度。
4.2. 首先进行粗磨削，保持一定的进给速度和切削速度，确保磨削过程稳定。
4.3. 根据工件的情况，适时进行半精磨削，调整进给量和轴向移动速度。
4.4. 保持工件和磨削轮的冷却液供给充足，防止过热和损坏。
5. 精磨削和光洁度处理5.1. 使用细磨削轮进行精磨削，控制进给量和切削速度，确保磨削面的平整度和光洁度。
5.2. 针对特定要求的工件，可进行光洁度处理，包括打磨和抛光等操作。
6. 检验和质量记录6.1. 根据工艺要求，使用合适的外圆量具对磨削后的工件进行检验。
6.2. 根据检验结果，记录磨削参数和工件尺寸偏差。
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第二章外圆磨削培训学习目标：1.外圆磨削有哪几种形式？2.试述中心孔的种类和结构。
中心孔的缺陷对磨削精度有何影响？3.试述顶尖的种类和结构。
4.磨削时产生直波形误差的原因是什么？如何防止？5.为什么要划分粗、精磨？6.影响工件表面粗糙度的因素有哪些？一、外圆磨削的形式1. 中心型外圆磨削2. 无心外援磨削3. 端面外圆磨削二、外圆及台阶面的磨削方法1.外圆磨削的方法（1）纵向磨削法纵向磨削法是最常用的磨削方法，磨削时，工作台作纵向往复进给，砂轮作周期性横向进给，工件的磨削余量要在多次往复行程中磨去。
纵向磨削法（简称纵向法）的特点：1）在砂轮整个宽度上，磨粒的工作情况不一样，砂轮左端面（或右端面）尖角负担主要的切削作用，工件部分磨削余量均由砂轮尖角处的磨粒切除，而砂轮宽度上绝大部分磨粒担负减少工件表面粗糙度值的作用。
纵向磨削法磨削力小，散热条件好，可获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度值。
2）劳动生产率低3）磨削力较小，适用于细长、精密或薄壁工件的磨削（2）切入磨削法切入磨削法又称横向磨削法。
被磨削工件外圆长度应小于砂轮宽度，磨削时砂轮作连续或间断横向进给运动，直到磨去全部余量为止。
砂轮磨削时无纵向进给运动。
粗磨时可用较高的切入速度；精磨时切入速度则较低，以防止工件烧伤和发热变形。
切入磨削法（简称切入法）的特点：1）整个砂轮宽度上磨粒的工作情况相同，充分发挥所有磨粒的磨削作用同时，由于采用连续的横向进给，缩短磨削的基本时间，故有很高的生产效率。
2）径向磨削力较大，工件容易产生弯曲变形，一般不适宜磨削较细的工件。
3）磨削时产生较大的磨削热，工件容易烧伤和发热变形。
4）砂轮表面的形态（修整痕迹）会复制到工件表面，影响工件表面粗糙度。
为了消除以上缺陷，可在切入法终了时，作微小的纵向移动。
5）切入法因受砂轮宽度的限制，只适用于磨削长度较短的外圆表面。
（3）分段磨削法分段磨削法又称综合磨削法。
它是切入法与纵向法的综合应用，即先用切入法将工件分段进行粗磨，留0.03~0.04mm余量，最后用纵向法精磨至尺寸。
这种磨削方法即利用了切入法生产效率高的优点，又有纵向法加工精度高的优点。
分段磨削时，相邻两段间应有5~10mm的重叠。
这种磨削方法适合于磨削余量和刚性较好的工件，且工件的长度也要适当。
考虑到磨削效率，应采用较宽的砂轮，以减小分段数。
当加工表面的长度约为砂轮宽度的2~3倍时为最佳状态。
（4）深度磨削法这是一种用的较多的磨削方法，采用较大的背吃刀量在一次纵向进给中磨去工件的全部磨削余量。
由于磨削基本时间缩短，故劳动生产率高。
深度磨削法的特点：1）适宜磨削刚性好的工件2）磨床应具有较大功率和刚度。
3）磨削时采用较小的单方向纵向进给，砂轮纵向进给方向应面向头架并锁紧尾座套筒，以防止工件脱落。
砂轮硬度应适中，且有良好的磨削性能。
2.台阶面的磨削方法工件的台阶面可在磨好外圆以后，用手移动工作台借砂轮端面磨出。
磨削时，需将砂轮横向稍微退出一些，手摇工作台，待砂轮与工件端面接触后，作间断的进给，并注意浇注充分的切削液，以免烧伤工件。
通常可将砂轮端面修成内凹形，以减少砂轮与工件的接触面积，提高磨削质量。
磨削台阶面，砂轮受着很大的侧面压力，因此，操作时要细心地移动工作台，当工件端面与砂轮接触后，可用手轻轻敲打纵向进给手轮，是进给量小而均匀。
三、外圆砂轮的选择1.合理选择砂轮的原则砂轮的选择，不但影响工件的加工精度和表面质量，而且还影响砂轮的损耗、使用寿命、生产效率和生产成本。
要达到合理选择砂轮的目的应遵守以下几项基本原则：（1）磨粒应具有较好的磨削性能。
（2）砂轮在磨削时应具有合适的“自锐性”。
（3）砂轮不宜磨钝，有较长的使用寿命。
（4）磨削时产生较小的磨削力。
（5）磨削时产生较小的磨削热。
（6）能达到较高的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）。
（7）能达到较小的表面粗糙度值。
（8）工件表面不产生烧伤和裂纹。
2.外圆砂轮主要特性的选择外圆砂轮一般为中等组织的平形砂轮，而砂轮尺寸则按机床规格选用。
外圆砂轮主要特性的选择包括磨粒、硬度和粒度的选择。
（1）磨料的选择磨料的选择主要与被加工工件的材料和热处理方法相对应。
各种人造磨料中以棕刚玉和白刚玉最常用。
（2）硬度的选择除应遵循硬度选择的一般原则外，主要还应考虑对砂轮“自锐性”和微刃的等高性两方面的影响。
（3）粒度的选择砂轮磨粒的粗细程度直接影响到工件表面的粗糙度和砂轮的磨削性能。
精磨时应选择较细的粒度；粗磨时则相反。
磨削容易变形的工件时，粒度也要选的粗些。
四、磨削余量及磨削用量的选择1.磨削余量分配合理确定磨削余量对提高生产效率和保证工件质量均有重要作用。
确定磨削余量时要考虑一系列因素，如零件的形状、尺寸、技术要求、工艺顺序、热处理方法、采用的加工方法、设备情况等。
一般原则如下：（1）工件形状复杂、技术要求高、工艺顺序复杂时，磨削余量应较大，如高精度机床主轴和套筒等零件。
（2）工件细长或薄壁，磨削余量应大些。
（3）需要经过热处理的工件，考虑到热处理变形，磨削余量应大些。
（4）工件尺寸越大，加工的误差因素就越多，由于磨削力、内应力引起变形的可能性增加，应相应增大余量。
（5）磨削余量按粗磨、半精磨、精磨、精密磨顺序递减。
2.外圆磨削用量选择磨削用量的选择对工件表面粗糙度、加工精度、生产率和工艺成本均有影响。
（1）砂轮圆周速度的选择砂轮圆周速度增加时，磨削生产率明显提高；同时由于每颗磨粒切下的磨削厚度减小，使工件表面粗糙度值减小，磨粒的负荷降低。
一般外圆磨削Vs=35m/s，高速外圆磨削Vs=45m/s。
高速磨削要采用高强度的砂轮。
（2）工件圆周速度的选择工件圆周速度增加时，砂轮在单位时间内切除的金属量增加，从而可提高磨削生产率。
但是随着工件圆周速度的提高，单个磨粒的磨削厚度增大，工件表面的塑性变形也相应的增大，使表面粗糙度值增大。
一般Vw应与Vs保持适当的比例关系。
外圆磨削取Vw=13~20m/min。
（3）背吃刀量的选择背吃刀量增大时，生产率提高，工件表面粗糙度值增大，砂轮易变钝。
一般ap=0.01~0.03mm，精磨时ap<0.01mm。
（4）纵向进给量的选择纵向进给量对加工的影响与背吃刀量相同。
粗磨时f=（0.4~0.8）B，精磨时f=（0.2~0.4）B，式中B为砂轮宽度。
五、定位基准及夹具的使用1.定位基准的概念基准是零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的点、线、面。
用于定位的基准称定位基准。
定位是指确定零件正确位置的过程。
外圆磨削的轴类零件上都设置两中心孔。
通常，轴采用两顶尖装夹，它的定位基准是两个中心孔所构成的中心轴线，工件旋转成形为一个圆柱面。
2.中心孔一般的轴类零件上考虑外圆磨削工艺，在零件图上都附加设计中心孔为定位基准。
常见的中心孔有两种标准。
A型中心孔为，60°圆锥是中心孔的工作部分，由顶尖的60°圆锥支承，起定中心的作用，同时承受磨削力和工件的重力。
60°圆锥的前端面小圆柱孔可储存润滑剂，以减少在磨削时，顶尖与中心孔间的摩擦。
B型中心孔，具有120°保护圆锥，它可保护60°圆锥边缘免受碰伤，常见于精度高且加工工序很长的工件。
3. 对中心孔的技术要求（1）60°圆锥的圆度公差为0.001mm。
（2）60°圆锥面由量规涂色法检验，接触面应大于85％。
（3）两端中心孔的同轴度公差为0.01mm。
（4）圆锥面的表面粗糙度为Ra0.4μm或更小，不能有毛刺，碰伤等缺陷。
为满足对中心孔的要求，可用以下方法修研中心孔：1）用油石、橡胶砂轮修研中心孔2）用铸铁顶尖研磨中心孔3）用成形内圆砂轮修磨中心孔4）用四棱硬质合金顶尖挤压中心孔5）用中心孔磨床磨削中心孔4. 顶尖顶尖的柄部为莫氏锥体，顶尖尺寸用莫氏锥度表示，如Morse No.3顶尖等。
顶尖是通用夹具，广泛地用于外圆磨削中。
5. 各种心轴心轴是用于装夹套类零件的专用夹具，以满足零件外圆磨削的精度要求。
六、常用量具及其使用1.游标卡尺的读数游标卡尺由量爪、尺身、游标深度尺、紧固螺钉组成。
2.千分尺的读数千分尺由尺架、测砧、测微螺杆、锁紧装置、固定套筒、微分筒、测力装置等组成。
使用前应清理千分尺的测量面并校对千分尺的零位。
测量时要注意掌握正确的测量姿势。
习题解答1、外圆磨削的形式：1）. 中心型外圆磨削2）. 无心外援磨削3）. 端面外圆磨削2.中心孔一般的轴类零件上考虑外圆磨削工艺，在零件图上都附加设计中心孔为定位基准。
常见的中心孔有两种标准。
A型中心孔为，60°圆锥是中心孔的工作部分，由顶尖的60°圆锥支承，起定中心的作用，同时承受磨削力和工件的重力。
60°圆锥的前端面小圆柱孔可储存润滑剂，以减少在磨削时，顶尖与中心孔间的摩擦。
B型中心孔，具有120°保护圆锥，它可保护60°圆锥边缘免受碰伤，常见于精度高且加工工序很长的工件。
中心孔的缺陷容易造成圆度误差。
3、顶尖有：普通顶尖半顶尖反顶尖大头顶尖长顶尖顶尖的结构：颈部，柄部和60°圆锥。
4、表面直波形振痕误差是由于磨削时震动所致。
造成误差原因如下：1）砂轮不平衡。
2）砂轮磨钝，对工件的挤压太大。
3）砂轮硬度太硬，自锐性差。
4）工件圆周速度过高。
5）磨床部件的振动，引起共振。
6）砂轮主轴轴承间隙太大，引起砂轮振动。
7）中心孔有多角形误差。
8）工件细长，在磨削力作用下弹性变形，引起自激振动。
5、划分粗、精磨有利于合理选择磨削用量，提高生产率和保证加工度。
在成批生产中可以合理选择砂轮和机床。
6、影响工件表面粗糙度的因素有：1）磨削用量2）砂轮特性3）磨床性能4）切削液5）工件材料种类。