磨削加工工艺过程与主要工序 PPT课件
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磨削加工工艺过程与主要工序 PPT课件
效果。但对于不对称磨削即两端面磨削面积
不相等（如圆锥滚子轴承的套圈）的情况来
说，则必须使磨大端面的砂轮转速高于磨小
端面的砂轮转速，才能实现两端面的磨削量
相等。一般选择磨大端面的砂轮转速与小端
面的砂轮转速之比为1-4（当比值为1时，即
为对称磨削）。
7
（2）立轴平面磨削 立轴平面磨削主要采用立轴圆台平面磨床， 属于单面磨削，对于套圈两个端面，需要 两次定位，两次磨削。由于砂轮回转平面 与工作面不平行、磁台不平、磁力吸紧变 形以及其他因素（比如残磁影响等）而产 生的加工误差会累计叠加，因而套圈宽度 变动量一般较大。磨削套圈时，一般分为 两个工步：先磨非基准面，后磨基准面， 以保证后续加工工序具有良好的工艺基准。
4、磨沟（滚）道
内圈沟（滚）道一般采用的定位与磨削方式为 “支沟（滚）道磨沟（滚）道”，由于支承面和磨10
相同，没有支承面形状误差的影响，所以加工 精度较高。外圈滚道一般采用“支外径磨沟 （滚）道”，由于将外径面作为支承面，其形 状误差会不同程度地反映到沟（滚）道上来， 称为误差复映，因此加工精度受到一定影响。 5、磨挡边
3、磨内径
与外圈外径面一样，内圈（轴圈）内径面也是轴 承的安装配合基准，而且由于主机使用中对其配合 性质（通常为过盈配合或过渡配合）和工作性能 （通常内圈旋转）的要求，对内圈内径面的尺寸与 形位公差，一般均较外圈外径面更为严格。
内圈内径磨削大都采用电磁无心夹具，由于是 用经过磨削或研磨的外圆定位磨削内圆，因此内、 外圆的同心（轴）度较高，加工误差很小。
14
15
三.、轴承套圈的磨加工技术要求
（1）尺寸偏差：主要是外径、内径、外沟 道（滚道）直径，内沟（滚）道直径尺寸 偏差、套圈高度尺寸偏差。
磨削 加工
③光磨阶段：当磨削余量加工完毕，停 止径向进给。由于工艺系统及工件表面 的弹性恢复实际的法向进给量并不为零， 而是逐步减小。在无切入的情况下，砂 轮多次纵向进给，这样磨削深度逐渐趋 向于零。即磨削火花最终消失。光磨过 程对提高表面尺寸、形状精度，改善表 面质量，降低粗糙度十分有益。
4.磨削力与磨削功率
第一节 磨削原理基本知识
1.磨削运动
①主运动(vc)：砂轮/砂带的旋转运动是主运动，砂轮/砂带外圆的线速度即主运动速度。
vc=πdg· ng/(1000·60) (m/s)
式中dg——砂轮直径（mm）； ng——砂轮转速（r/min）。
砂轮转速越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数越多，表面粗糙度值就越小。
②法向进给运动ƒn(或fr)(也称吃刀运动、切深运动)：指工作台每双（单）行程内工件 相对于砂轮法向移动的距离，单位为mm/d·str。通常取ƒn = 0.005～0.02mm/d·str ③轴向进给运动(ƒa)：指工件每一转或工作台每一次行程，工件相对砂轮的轴向移动的 距离。一般情况下ƒa =(0.2～0.8)B，B为砂轮宽度； ƒa的单位，内外圆磨削为mm/r，平 面磨削为mm/str。砂轮的轴向进给量小于砂轮的宽度时，工件表面将被重叠切削，而 被磨次数越多，工件表面粗糙度值就越小。 ④工件圆周进给运动(vw) ：工件外圆回转的线速度或直线移动的线速度。
②法向力Fn 法向力垂直于磨具表面，法向力远大于切向力，其大小影响工
艺系统的变形程度。即：
δ = Fn/Km
Km -----工艺系统综合刚度，法向力的大小取决于磨具表面磨粒的锋利程度及 工件硬度。
③轴向力Fa 磨具与工件有轴向进给时，磨具的侧向力。进给加快，这个轴 向力增大，过大时，会影响磨具和操作者的安全性。
4.磨削力与磨削功率
第一节 磨削原理基本知识
1.磨削运动
①主运动(vc)：砂轮/砂带的旋转运动是主运动，砂轮/砂带外圆的线速度即主运动速度。
vc=πdg· ng/(1000·60) (m/s)
式中dg——砂轮直径（mm）； ng——砂轮转速（r/min）。
砂轮转速越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数越多，表面粗糙度值就越小。
②法向进给运动ƒn(或fr)(也称吃刀运动、切深运动)：指工作台每双（单）行程内工件 相对于砂轮法向移动的距离，单位为mm/d·str。通常取ƒn = 0.005～0.02mm/d·str ③轴向进给运动(ƒa)：指工件每一转或工作台每一次行程，工件相对砂轮的轴向移动的 距离。一般情况下ƒa =(0.2～0.8)B，B为砂轮宽度； ƒa的单位，内外圆磨削为mm/r，平 面磨削为mm/str。砂轮的轴向进给量小于砂轮的宽度时，工件表面将被重叠切削，而 被磨次数越多，工件表面粗糙度值就越小。 ④工件圆周进给运动(vw) ：工件外圆回转的线速度或直线移动的线速度。
②法向力Fn 法向力垂直于磨具表面，法向力远大于切向力，其大小影响工
艺系统的变形程度。即：
δ = Fn/Km
Km -----工艺系统综合刚度，法向力的大小取决于磨具表面磨粒的锋利程度及 工件硬度。
③轴向力Fa 磨具与工件有轴向进给时，磨具的侧向力。进给加快，这个轴 向力增大，过大时，会影响磨具和操作者的安全性。
磨削过程及磨削原理
六、砂轮的磨损与耐用度
形态：磨耗磨损(A)、磨粒破碎(B-B) 和脱落磨损(C-C)。 砂轮耐用度：砂轮钝化、变形后加工 质量和效率降低。~用砂轮在两次修 整之间的实际磨削时间度时，工件将发 生颤振，表面粗糙度突然增大，或出 现表面烧伤现象。
由图可知，缩 短初磨阶段和稳定 阶段可提高生产效 率，而保持适当清 磨进给次数和清磨 时间可提高表面质 量。
五 磨削热和磨削温度
1. 磨削温度的基本概念 2. 影响磨削温度的主要因素
砂轮速度V： V ↑→θ↑ 工件速度Vw ： Vw ↑→θ↓ 径向进给量fr： fr↑→θ↑ 工件材料: 导热性↓→θ↑ 砂轮硬度与粒度：硬度↓→θ↓ 磨粒大小↑→θ↓
二 磨屑的形成过程
滑擦阶段：磨粒切削厚度非常小，在 工件表面上滑擦而过，工件仅产生弹 性变形。
刻划阶段：工件材料开始产生塑性变 形，磨粒切入金属表面，磨粒的前方 及两侧出现表面隆起现象，在工件表 面刻划成沟纹。磨粒与工件间挤压摩 擦加剧，磨削热显著增加。
切削阶段：随着切削厚度的增加，在 达到临界值时，被磨粒推挤的金属明 显的滑移而形成切屑。
磨削过程及磨削原理
1 磨料特征 2 磨屑的形成过程 3 磨削力 4 磨削阶段 5 磨削热和磨削温度 6 砂轮磨损与耐用度
一 磨料特征
很不规则，大多数呈菱形八面体； 顶尖角大多数为90度～120度，以很大的负前角进行切 削； 磨粒切削刃几乎都存在切削刃钝圆半径； 在砂轮表面分布不均匀，高低也不同。
磨粒常见形状
三 磨削力
➢磨削力的的来源：工件材料产生变形时的抗力和 磨粒与工件间的摩擦力。
➢磨削力的特征： (1) 单位磨削力很大 (2) 径向分力很大---径向力虽不做工，但会使
工件产生水平方向的弯曲，直接影响加工精度。
磨工工艺与技能训练 课件 PPT 第三单元 内圆磨削
五、操作注意事项
3．内圆磨床每次启动油泵后，首先必须使工作台退到底， 让油泵自动进行排气，然后开始工作，否则工作台会产生爬 行现象。
4．万能外圆磨床内圆磨具位置的调整采用旋转方式进行 时，应注意砂轮架的旋转方向，以免砂轮罩壳与继电器碰撞， 并要注意电线软管不被拉坏。
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课题二 通孔磨削
一、内圆磨削的特点
一、内圆磨床主要部件的名称和作用
1．工作台 工作台2 可沿着床身上的纵向导轨做直线往复运动，其运 动可分为液压传动和手轮传动。液压传动时，通过调整挡铁 和压板的位置，可以控制工作台快速趋近或退出，进行砂轮 磨削或修整等。手轮1 主要用于手动调整机床及磨削工件端 面。 2．主轴箱 主轴箱通过底板3 固定在工作台的左端，主轴箱主轴的外 圆锥面与带有内锥孔的法兰盘配合，在法兰盘上装上卡盘或 其他夹具，以夹持并带动工件旋转。主轴箱可相对于底板绕 竖直轴线转动，回转角度为20°，用于磨削圆锥孔，并装有 调整装置，可做微量的角度调整。
二、内圆磨削的方法
内圆磨削的加工余量可参见表3-1。其中粗磨留给精磨的余量 一般可以取0.04～0.08mm。
二、内圆磨削的方法
内圆磨削用量可参见表3-2。其中纵向进给量可选 择比外圆磨削大些，因为内圆磨削时冷却条件差，加 大纵向进给量后，可以缩短砂轮在某一磨削区域与工 件的接触时间，在一定程度上改善了散热条件。
1．内圆磨削时所用砂轮直径较小，砂轮转速又受到内圆 磨 具 转 速 的 限 制 （ 目 前 一 般 内 圆 磨 具 的 转 速 为 10000 ～ 20000r/min），因此磨削速度一般为20～30m/s。由于磨削速 度较低，工件的表面粗糙度值不易减小。
2．内圆磨削时，由于砂轮与工件成内切圆接触，砂轮与 工件的磨削弧比外圆磨削大，因此磨削热和磨削力都比较大， 磨粒容易磨钝，工件容易发热或烧伤。
第十二章 磨削
12.3 砂轮表面形貌图
有效磨粒切削刃，无效磨粒切削刃。 测量砂轮表面形貌目前主要用接触法： 1、静态法 2、动态法 3、工件复印法
12.4 磨削过程
一、磨削运动 磨削时，一般有四个运动。 1、主运动 砂轮的旋转运动，主运动的速度 就是砂轮外圆的线速度。 vs=πdsns/1000 2、径向进给运动：砂轮切入工件的运动，其 大小用径向进给量fr表示。又称磨削深度。
• • • •
天然金刚石 人造金刚石 CBN 普通磨料
二、粒度
粒度：磨粒颗粒的尺寸大小。
粗磨粒粒度（颗粒最大尺寸大于40μm ）：用机械筛分法，
每平方英寸筛网上孔的数量，如60#，80#。粒度号数越大，
颗粒尺寸越细。
微粉磨粒粒度（颗粒尺寸小于40μm ）：用显微镜分析法， 粒度号数即该颗粒最大尺寸的μm数。如W5,W3,W0.5
• 普通磨料固结磨具的标志按国标GB2484-84规定，其书写 顺序为：磨具形状、尺寸、磨料、粒度、组织、结合剂、 最高工作线速度。
国标GB2484-84
国际标准ISO
• 超硬磨料磨具的标志书写顺序为：形状、尺寸、 磨料、粒度、结合剂和浓度等。平行砂轮标志 示例如下：
超硬磨料磨具的结构
• 超硬磨料砂轮一般由磨料层、过渡层和基体组成。
四、磨削循环 一、磨削力的特征 磨削力的来源：一是各个磨粒的切削刃挤压切入工件后，工 件材料发生弹性、塑性变形时所产生的阻力；二是磨粒和结 合剂与工件表面之间的摩擦力。 以外圆纵磨为例，磨削力分解为切向力、法向力和轴向力。
由于磨粒上的切削刃为负前角，所以法向分力Fn远大于 切向分力Ft。轴向分力Fa最小。
以磨粒率表示的磨具组织及其应用范围
组织号 磨粒率 （%） 0 62 1 60 2 58 3 56 4 54 5 52 6 50 7 48 8 46
磨削加工工艺基础
磨削外圆柱面、外圆锥面，还可以使用机床附设的内圆磨 头来磨削内圆柱面、内圆锥面等。
6.1
磨削加工工艺基础
图6-1 万能外圆磨床 1－床身；2－头架；3－工作台；4－内圆磨具；5－砂轮架；6－尾座；7－控制箱
6.1
磨削加工工艺基础
机床主要技术参数有：
外圆磨削直径
用中心架
不用中心架
Ф 8～Ф 60mm
6.1
磨削加工工艺基础
6.1.2.2 砂轮的名称、形状、尺寸、代号及用途 为了磨削不同形状和尺寸的工件，砂轮需要制成各种 不同的形状和尺寸。常用砂轮有平形、筒形、碗形和薄片 等，它们分别用于磨内外圆、平面、刀具刃磨和开槽等。 砂轮的特性，用代号标注在砂轮的端面上，其代号次 序是： 磨料—粒度—硬度—结合剂—组织号—形状—尺寸 （有时组织号可不标注）。 例如：GZ60ZR1A5P600×75×305即表示该砂轮为：棕 刚玉磨料，粒度60，中软硬度，陶瓷结合剂，中等5级组 织，平形砂轮，外径600mm、宽度75mm、孔径305mm。 有些砂轮上还标有安全速度的数字，如“25～30m/s”， 代表允许的最大磨削速度。
薄片砂轮 筒形砂轮 碗形砂轮 碟形1号砂轮 碟形3号砂轮
PSZA
PB N BW D1 D3
磨外圆及台肩
切断、磨槽 主轴端磨平面 磨机床导轨、刃磨刀具 刃磨刀具 磨齿轮及插齿刀
6.1
磨削加工工艺基础
6.1.2.3 砂轮的安装与修整
（1）砂轮的安装 砂轮在高速旋转下进行工作，使 用前必须仔细地检查安装是否正确、牢固；砂轮外观不允 许有裂纹，以免发生破裂，造成人身和质量事故。 为了使砂轮平稳地工作，一般直径较大的砂轮均装夹 在法兰盘上。安装前，还应该进行静平衡试验，否则将引 起机床振动，使磨削质量降低。 （2）砂轮的修整 在磨损过程中，砂轮的磨粒逐渐 变钝，作用在磨粒上的切削抗力增大，结果使变钝的磨粒 破碎，一部分脱落，露出锋利刃口继续切削，这就是砂轮 的自砺性。自砺性对磨削是有利的。
6.1
磨削加工工艺基础
图6-1 万能外圆磨床 1－床身；2－头架；3－工作台；4－内圆磨具；5－砂轮架；6－尾座；7－控制箱
6.1
磨削加工工艺基础
机床主要技术参数有：
外圆磨削直径
用中心架
不用中心架
Ф 8～Ф 60mm
6.1
磨削加工工艺基础
6.1.2.2 砂轮的名称、形状、尺寸、代号及用途 为了磨削不同形状和尺寸的工件，砂轮需要制成各种 不同的形状和尺寸。常用砂轮有平形、筒形、碗形和薄片 等，它们分别用于磨内外圆、平面、刀具刃磨和开槽等。 砂轮的特性，用代号标注在砂轮的端面上，其代号次 序是： 磨料—粒度—硬度—结合剂—组织号—形状—尺寸 （有时组织号可不标注）。 例如：GZ60ZR1A5P600×75×305即表示该砂轮为：棕 刚玉磨料，粒度60，中软硬度，陶瓷结合剂，中等5级组 织，平形砂轮，外径600mm、宽度75mm、孔径305mm。 有些砂轮上还标有安全速度的数字，如“25～30m/s”， 代表允许的最大磨削速度。
薄片砂轮 筒形砂轮 碗形砂轮 碟形1号砂轮 碟形3号砂轮
PSZA
PB N BW D1 D3
磨外圆及台肩
切断、磨槽 主轴端磨平面 磨机床导轨、刃磨刀具 刃磨刀具 磨齿轮及插齿刀
6.1
磨削加工工艺基础
6.1.2.3 砂轮的安装与修整
（1）砂轮的安装 砂轮在高速旋转下进行工作，使 用前必须仔细地检查安装是否正确、牢固；砂轮外观不允 许有裂纹，以免发生破裂，造成人身和质量事故。 为了使砂轮平稳地工作，一般直径较大的砂轮均装夹 在法兰盘上。安装前，还应该进行静平衡试验，否则将引 起机床振动，使磨削质量降低。 （2）砂轮的修整 在磨损过程中，砂轮的磨粒逐渐 变钝，作用在磨粒上的切削抗力增大，结果使变钝的磨粒 破碎，一部分脱落，露出锋利刃口继续切削，这就是砂轮 的自砺性。自砺性对磨削是有利的。
磨削加工PPT课件
欧洲工业发达国家也相
继对微型系统的研究开发进行了重点 投资， 德国自1988年 开始微 加工十 年计划 项目， 其科技 部于1990～1993年拨 款4万马 克支持 "
微系统计划"研究，并把微系统列为本 世纪初 科技发 展的重 点，德 国首创 的LIGA工艺， 为MEMS的发 展提供 了新的 技术手 段，并 已
金会把MEMS作为一个新崛起的研究 领域制 定了资 助微型 电子机 械系统 的研究 的计划 ，从1998年开 始，资 助MIT ，加州 大学等8所大
学和贝尔实验室从事这一领域的研究 与开发 ，年资 助额从100万、 200万 加到1993年的500万美 元。1994年发 布的《 美国国 防部技
术计划》报告，把MEMS列为关键技 术项目 。美国 国防部 高级研 究计划 局积极 领导和 支持MEMS的 研究和 军事应 用，现 已建成 一条
3．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 包括工具曲线磨床、钻头沟槽磨床等。
5．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 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 包括珩磨机、研磨机、砂带磨床、超精加工机床、砂轮机等
机械产品 1959年，Richard P Feynman(1965年诺贝尔 物理奖 获得者) 就提出 了微型 机械的 设想。 1962年 第一个 硅微型 压力传 感器问 世，其
后开发出尺寸为50～500μm的 齿轮、 齿轮泵 、气动 涡轮及 联接件 等微机 械。1965年， 斯坦福 大学研 制出硅 脑电极 探针， 后来又 在
M
锐性差
适用于金刚石砂轮
磨削加工
磨削加工
2.内圆磨床 砂轮修整器 内圆磨具 高 精 度 内 圆 磨 床
主轴箱
床身 主要用于轴套类零件和盘套类零件内孔表面及端面的磨削。 内圆磨床结构.flv
磨削加工
3.平面磨床 砂轮 工作台 砂轮修整器 磨头
操纵机构
床身
主要用于各种零件的平面及端面的磨削。
磨削加工
二、磨具 用磨料和结合剂黏结而成的磨削刃具。 1.磨具的类型 ⑴普通磨具：以刚玉或碳化硅、碳化硼类磨料制成的磨具。 固结磨具（F系列）：砂轮、油石、砂瓦、磨头、抛磨块 涂附磨具（P系列）：砂布、砂纸、砂带 ⑵超硬材料磨具：用金刚石、立方氮化硼等磨料制成的磨具。 ⑶研磨膏：由磨料和研磨抛光液组成的抛光剂 2.砂轮。 砂轮：由磨料加结合剂烧结而成的多孔体。 砂轮的磨料、结合剂和制造工艺不同，砂轮的特性和加工性 能差异很大。影响砂轮特性的组成要素有：磨料、粒度、结合剂 硬度、组织和形状尺寸等
磨削加工
采用精密磨削以及镜面磨削工艺时， 精度可达到接近IT4-3级，表面粗糙度 可达Ra0.01μm的要求。 2.磨削加工材料范围广 磨削即适于加工铸铁、碳钢、合金 钢等一般结构材料；也适于加工高硬 度淬硬钢、硬质合金、陶瓷和玻璃等 难切削材料。不易加工塑性较大的有 色金属。 3.砂轮有自锐作用，磨削效率高。 4.背向磨削力大： 磨削背向力Fp受砂轮接触面积的影响大于磨削分力Fc，作用在 工艺系统刚度较差的方向上，使工艺系统变形，影响加工精度。 措施：光磨 5.磨削温度高： 磨削速度高，磨粒为负前角切削接触面积大，砂轮传热性能力
磨削加工
能采用横磨法。 无心外圆磨适于批量生产销轴类零件，尤其适于磨削细长光轴
磨削加工
2.孔的磨削：用砂轮圆周面对通孔、盲孔和阶梯孔的精加工方法。 可以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。 砂轮的旋转运动为主运动；工件旋转和纵向移动为进给运动 适于加工圆柱孔、圆锥孔和内成型孔。
第章磨削加工ppt课件
➢ 凸出高度较小或较钝的磨粒起刻 划作用 ➢ 磨钝的或比较凹下的磨粒与工件 表面产生滑擦，起摩擦抛光作用 ➢ 比较锋利且凸出的单个磨粒，其 切削过程大致也可分为三个阶段
7.1 概述
7.1.4 磨削用量
磨削速度vc
磨轮的高速旋转 运动是主运动， 磨削速度是指磨 轮外圆的线速度。
•在磨削过程中，磨削 速度、工件圆周进给速 度、纵向进给量、横向 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 高生产率有很大影响。
7.2.1 砂轮的特性
结合剂
结合剂是把磨粒粘结在一起组成磨具的材料。砂轮的强度、抗冲击性、耐 热性及耐腐蚀性，主要取决于结合剂的种类和性质。常用结合剂的种类、 性能及适用范围见下表。
种类 代号
性能
用途
陶瓷 V 耐热性、耐腐蚀性好、气孔率 应用最广，适用于υ〈35m/s的各种成
大、易保持轮廓、弹性差
✓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。 ✓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。
✓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，提高生产率。
7.2.1 砂轮的特性
粒度 粒度是指磨粒颗粒尺寸的大小。粒度分为磨粒和微粉两类。
筛分法:颗粒尺寸大于40μm磨料的粒度，即用磨料通过的筛网在每英寸长度上 的网眼数来表示，称为磨粒类。其粒度号直接用阿拉伯数字表示，粒度号大小与 磨料的颗粒大小相反。 显微镜分析法：颗粒尺寸小于40μm磨料的颗粒，用颗粒的实际尺寸表示粒度， 这样确定的磨料称为微粉类。其粒度号用W和磨料颗粒尺寸数组合表示。
7.1 概述
7.1.4 磨削用量
磨削速度vc
磨轮的高速旋转 运动是主运动， 磨削速度是指磨 轮外圆的线速度。
•在磨削过程中，磨削 速度、工件圆周进给速 度、纵向进给量、横向 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 高生产率有很大影响。
7.2.1 砂轮的特性
结合剂
结合剂是把磨粒粘结在一起组成磨具的材料。砂轮的强度、抗冲击性、耐 热性及耐腐蚀性，主要取决于结合剂的种类和性质。常用结合剂的种类、 性能及适用范围见下表。
种类 代号
性能
用途
陶瓷 V 耐热性、耐腐蚀性好、气孔率 应用最广，适用于υ〈35m/s的各种成
大、易保持轮廓、弹性差
✓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。 ✓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。
✓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，提高生产率。
7.2.1 砂轮的特性
粒度 粒度是指磨粒颗粒尺寸的大小。粒度分为磨粒和微粉两类。
筛分法:颗粒尺寸大于40μm磨料的粒度，即用磨料通过的筛网在每英寸长度上 的网眼数来表示，称为磨粒类。其粒度号直接用阿拉伯数字表示，粒度号大小与 磨料的颗粒大小相反。 显微镜分析法：颗粒尺寸小于40μm磨料的颗粒，用颗粒的实际尺寸表示粒度， 这样确定的磨料称为微粉类。其粒度号用W和磨料颗粒尺寸数组合表示。
机床加工工艺学第四版教学课件第五章磨削
１—头架 ２—砂轮 ３—内圆磨具 ４—磨架 ５— 砂轮架 ６—尾座 ７—上工作台
８—下工作台 ９—床身 １０—横向进给手轮 １１ —纵向进给手轮 １２—换向撞块
2.常用磨床的型号
M7120型平面磨床
１—磨头 ２—滑板 ３、８、１０— 手轮 ４—砂轮修整器 ５—立柱 ６—撞块 ７—工作台 ９—床身
四、磨床的结构组成
二、平面磨削方式 1.圆周磨削 2.端面磨削
（1）选用粒度较粗、硬度较低， 组织疏松的砂轮。
（2）供应充分的切削液，并经常 保持切削液的清洁。
（3）采用镶块砂轮，改善磨削条 件。
镶块砂轮
１—楔块 ２—螺钉 ３—砂瓦 ４—平衡块 ５—法兰盘
三、平面磨削方法 1.横向磨削法 2.深度磨削法 3.阶梯磨削法 4.平行面的磨削方法
五、磨削的基本运动
2.磨内圆时的运动
磨内圆也叫磨孔，是用磨削方法加工工件的孔。磨内圆时的运动与磨外 圆时相同，只是砂轮的旋转方向相反，如图 5-1b 所示。
五、磨削的基本运动
3.平面磨削时的运动
平面磨削也叫磨平面，是用磨削的方法加工工件的平面。平面磨 削时，砂轮的旋转为主运动，工作台往复直线运动为纵向进给运 动；砂轮沿轴向的运动为横向进给运动；砂轮在垂直于工件表面 方向的运动为垂直进给运动，如图 5-1c 所示。
5.组织
砂轮的组织是指磨粒、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密程度。砂轮的组织 用组织号表示。
砂轮的组织号
二、砂轮的形状及用途
砂轮的形状、代号及用途
三、砂轮的平衡与修整 1.砂轮的静平衡
引起砂轮不平衡的原因主要有以下两方面： （1）由于砂轮的制造误差，如砂轮密度不均匀、 几何形状不对称或内外圆不同轴等引起的砂轮自身不 平衡。 （2）砂轮在法兰盘上安装时所产生的不平衡量。
８—下工作台 ９—床身 １０—横向进给手轮 １１ —纵向进给手轮 １２—换向撞块
2.常用磨床的型号
M7120型平面磨床
１—磨头 ２—滑板 ３、８、１０— 手轮 ４—砂轮修整器 ５—立柱 ６—撞块 ７—工作台 ９—床身
四、磨床的结构组成
二、平面磨削方式 1.圆周磨削 2.端面磨削
（1）选用粒度较粗、硬度较低， 组织疏松的砂轮。
（2）供应充分的切削液，并经常 保持切削液的清洁。
（3）采用镶块砂轮，改善磨削条 件。
镶块砂轮
１—楔块 ２—螺钉 ３—砂瓦 ４—平衡块 ５—法兰盘
三、平面磨削方法 1.横向磨削法 2.深度磨削法 3.阶梯磨削法 4.平行面的磨削方法
五、磨削的基本运动
2.磨内圆时的运动
磨内圆也叫磨孔，是用磨削方法加工工件的孔。磨内圆时的运动与磨外 圆时相同，只是砂轮的旋转方向相反，如图 5-1b 所示。
五、磨削的基本运动
3.平面磨削时的运动
平面磨削也叫磨平面，是用磨削的方法加工工件的平面。平面磨 削时，砂轮的旋转为主运动，工作台往复直线运动为纵向进给运 动；砂轮沿轴向的运动为横向进给运动；砂轮在垂直于工件表面 方向的运动为垂直进给运动，如图 5-1c 所示。
5.组织
砂轮的组织是指磨粒、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密程度。砂轮的组织 用组织号表示。
砂轮的组织号
二、砂轮的形状及用途
砂轮的形状、代号及用途
三、砂轮的平衡与修整 1.砂轮的静平衡
引起砂轮不平衡的原因主要有以下两方面： （1）由于砂轮的制造误差，如砂轮密度不均匀、 几何形状不对称或内外圆不同轴等引起的砂轮自身不 平衡。 （2）砂轮在法兰盘上安装时所产生的不平衡量。
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d、调心轴承外圈沟道对角线的直径差等。
（3）位置偏差
a、两端面平行差
b、内、外沟道中心线对基准端面的平行 差。
c、内外径母线或沟道中心线对基准端面 的垂直差。
d、内、外径对沟道和滚道的壁厚差。 13
（ 4）、表面质量 a、工件表面粗糙度及缺陷 b、磨加工后套圈残磁不应超过现行标准。 c、磨加工后的套圈不应有烧伤。
4、磨沟（滚）道
内圈沟（滚）道一般采用的定位与磨削方式为 “支沟（滚）道磨沟（滚）道”，由于支承面和磨10
相同，没有支承面形状误差的影响，所以加工 精度较高。外圈滚道一般采用“支外径磨沟 （滚）道”，由于将外径面作为支承面，其形 状误差会不同程度地反映到沟（滚）道上来， 称为误差复映，因此加工精度受到一定影响。 5、磨挡边
14
15
挡边磨削方法可分为两种，单边磨削或是与滚 道同时磨削（也称合并工序磨削或复合磨削）。 6、沟（滚）道超精 由于沟（滚)道是轴承的工作表面，为了保证轴 承实现其良好的使用性能，一般都必须对沟 （滚）道进行超精加工。
11
• 沟（滚）道超精有在一个工位进行粗、精 超的，简称“一序两段”法；在两个工位 分别进行粗、精超的，简称“一序两步” 法。
三.、轴承套圈的磨加工技术要求
（1）尺寸偏差：主要是外径、内径、外沟 道（滚道）直径，内沟（滚）道直径尺寸 偏差、套圈高度尺寸偏差。
（2）形状偏差：
a、端面的平直度，弯曲度
b、内径、外径的椭圆度，锥度振纹、棱 12
c、球轴承沟道的曲率、椭圆度、棱圆度、 振纹，滚子轴承的滚道锥度和直线性、椭 圆，棱面度及振纹。
8
2、磨外径 外圈（座圈）外径面是轴承的安装配合基准， 其加工精度高低直接影响配套主机的安装质 量并进而影响主机的精度与性能等。 由于在磨削加工中外径面作为定位基准使用， 其表面误差会传递给后续工序，因此，外径 磨削属于外圈磨削中其他加工工序的基础工 序。 外圈外径磨削主要采用无心外圆磨削，在无 心磨削中，如果工艺几何布局不当，将会在 外圈外径面上产生很严重的表面形状误差 圆度误差。 无心外圆磨削的方法分为贯穿法和切入法两种9。
加工误差对后续的所有工序都有影响，如 外圈端面磨削时控制外圈宽度变动量较严， 无心外圆磨削就可获得较小的外圈外表面 对端面的垂直度，
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而精度高的端面和外径面可以为后续工序 提供良好的工艺基准。
（1）双端面磨削
双端面磨削是在一台磨床上用两个砂轮 同时对套圈两个端面进行磨削的加工方法。 与单面磨削相比，其显著的优点是：减少 机动时间和辅助时间，加上采用自动测量、 自动上下料、无磁加工（无需退磁及方便 清洗）等，生产效率高，劳动强度低；
磨削加工工艺 过程与主要工序
1
一 、轴承套圈磨削加工工艺过程
轴承是一种精度高互换性强的标准零件， 形状较为简单，为获得高的生产效率和高 的产品质量，目前均采用分散工序的加工 工艺过程来进行生产。
轴承套圈磨削加工比较成熟且广泛采用的 工艺过程可概括为：双端面磨削 无心 外、内圆磨削 沟（滚）道切入无心磨 削 沟（滚）道超精加工。
3、磨内径
与外圈外径面一样，内圈（轴圈）内径面也是轴 承的安装配合基准，而且由于主机使用中对其配合 性质（通常为过盈配合或过渡配合）和工作性能 （通常内圈旋转）的要求，对内圈内径面的尺寸与 形位公差，一般均较外圈外径面更为严格。
内圈内径磨削大都采用电磁无心夹具，由于是 用经过磨削或研磨的外圆定位磨削内圆，因此内、 外圆的同心（轴）度较高，加工误差很小。
效果。但对于不对称磨削即两端面磨削面积
不相等（如圆锥滚子轴承的套圈）的情况来
说，则必须使磨大端面的砂轮转速高于磨小
端面的砂轮转速，才能实现两端面的磨削量
相等。一般选择磨大端面的砂轮转速与小端
面的砂轮转速之比为1-4（当比值为1时，即
为对称磨削）。
7
（2）立轴平面磨削 立轴平面磨削主要采用立轴圆台平面磨床， 属于单面磨削，对于套圈两个端面，需要 两次定位，两次磨削。由于砂轮回转平面 与工作面不平行、磁台不平、磁力吸紧变 形以及其他因素（比如残磁影响等）而产 生的加工误差会累计叠加，因而套圈宽度 变动量一般较大。磨削套圈时，一般分为 两个工步：先磨非基准面，后磨基准面， 以保证后续加工工序具有良好的工艺基准。
直线往复式 多为手工上、下料，生产效率较 低，一般用于大型轴承套圈等磨削表面大的工件。
圆弧往复式 生产效率较直线往复式高，常用于 批量不大的中小型轴承套圈加工。
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工件自转送进式 效率较低，一般用于大型
轴承套圈加工。
在双端面磨削中，要求两端面的磨削量相
等。对于对称磨削即两端面磨削面积相等的
情况，只要两侧砂轮转速一致即可达到这一
3）大型轴承
大型轴承套圈的磨削加工，通常都是采用“一机多序” 方式，即在一台磨床上完成所有加工工序。
3
从磨削加工工艺过程可以看出，套圈 的端面和内外径是基准，需要先行加工， 在保证较高精度的基础上，才能保证后续 加工的、最为重要的沟（滚）道的精度。 二、轴承套圈磨削加工主要工序
1、端面磨削 轴承套圈端面磨削属于基准加工，其
具体的套圈磨削加工典型工艺过程如下：
1）中小型深沟球轴承
2
外圈： 磨两端面 磨外径
粗磨外沟
精磨外沟 超精外沟·
内圈：磨两端面 磨内外径 磨内径
粗磨内沟 精磨内沟 超精内沟
2）中小型圆锥滚子轴承 外圈：磨两端面 粗磨外径 细磨外径
粗磨
外滚道 精磨外滚道 超精外滚道 精磨外径
内圈：磨两端面 粗磨内滚道 精磨内滚道 粗磨内径 细磨内径 磨大挡边 超精内滚道
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被加工表面就是定位面，且一次磨削两个端面，避 免了定位误差及加工误差的重叠，同时不存在磁台 不平及磁力吸引工件变形而造成的加工误差，加工 精度高。
套圈双端面磨削的方式较多，根据工件运动情况， 主要可分为以下几种：
直线贯穿式 效率高，易于实现自动化生产。
圆弧贯穿式 效率高，易于实现自动化生产，常 用于微型、小型轴承套圈加工等。
（3）位置偏差
a、两端面平行差
b、内、外沟道中心线对基准端面的平行 差。
c、内外径母线或沟道中心线对基准端面 的垂直差。
d、内、外径对沟道和滚道的壁厚差。 13
（ 4）、表面质量 a、工件表面粗糙度及缺陷 b、磨加工后套圈残磁不应超过现行标准。 c、磨加工后的套圈不应有烧伤。
4、磨沟（滚）道
内圈沟（滚）道一般采用的定位与磨削方式为 “支沟（滚）道磨沟（滚）道”，由于支承面和磨10
相同，没有支承面形状误差的影响，所以加工 精度较高。外圈滚道一般采用“支外径磨沟 （滚）道”，由于将外径面作为支承面，其形 状误差会不同程度地反映到沟（滚）道上来， 称为误差复映，因此加工精度受到一定影响。 5、磨挡边
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挡边磨削方法可分为两种，单边磨削或是与滚 道同时磨削（也称合并工序磨削或复合磨削）。 6、沟（滚）道超精 由于沟（滚)道是轴承的工作表面，为了保证轴 承实现其良好的使用性能，一般都必须对沟 （滚）道进行超精加工。
11
• 沟（滚）道超精有在一个工位进行粗、精 超的，简称“一序两段”法；在两个工位 分别进行粗、精超的，简称“一序两步” 法。
三.、轴承套圈的磨加工技术要求
（1）尺寸偏差：主要是外径、内径、外沟 道（滚道）直径，内沟（滚）道直径尺寸 偏差、套圈高度尺寸偏差。
（2）形状偏差：
a、端面的平直度，弯曲度
b、内径、外径的椭圆度，锥度振纹、棱 12
c、球轴承沟道的曲率、椭圆度、棱圆度、 振纹，滚子轴承的滚道锥度和直线性、椭 圆，棱面度及振纹。
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2、磨外径 外圈（座圈）外径面是轴承的安装配合基准， 其加工精度高低直接影响配套主机的安装质 量并进而影响主机的精度与性能等。 由于在磨削加工中外径面作为定位基准使用， 其表面误差会传递给后续工序，因此，外径 磨削属于外圈磨削中其他加工工序的基础工 序。 外圈外径磨削主要采用无心外圆磨削，在无 心磨削中，如果工艺几何布局不当，将会在 外圈外径面上产生很严重的表面形状误差 圆度误差。 无心外圆磨削的方法分为贯穿法和切入法两种9。
加工误差对后续的所有工序都有影响，如 外圈端面磨削时控制外圈宽度变动量较严， 无心外圆磨削就可获得较小的外圈外表面 对端面的垂直度，
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而精度高的端面和外径面可以为后续工序 提供良好的工艺基准。
（1）双端面磨削
双端面磨削是在一台磨床上用两个砂轮 同时对套圈两个端面进行磨削的加工方法。 与单面磨削相比，其显著的优点是：减少 机动时间和辅助时间，加上采用自动测量、 自动上下料、无磁加工（无需退磁及方便 清洗）等，生产效率高，劳动强度低；
磨削加工工艺 过程与主要工序
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一 、轴承套圈磨削加工工艺过程
轴承是一种精度高互换性强的标准零件， 形状较为简单，为获得高的生产效率和高 的产品质量，目前均采用分散工序的加工 工艺过程来进行生产。
轴承套圈磨削加工比较成熟且广泛采用的 工艺过程可概括为：双端面磨削 无心 外、内圆磨削 沟（滚）道切入无心磨 削 沟（滚）道超精加工。
3、磨内径
与外圈外径面一样，内圈（轴圈）内径面也是轴 承的安装配合基准，而且由于主机使用中对其配合 性质（通常为过盈配合或过渡配合）和工作性能 （通常内圈旋转）的要求，对内圈内径面的尺寸与 形位公差，一般均较外圈外径面更为严格。
内圈内径磨削大都采用电磁无心夹具，由于是 用经过磨削或研磨的外圆定位磨削内圆，因此内、 外圆的同心（轴）度较高，加工误差很小。
效果。但对于不对称磨削即两端面磨削面积
不相等（如圆锥滚子轴承的套圈）的情况来
说，则必须使磨大端面的砂轮转速高于磨小
端面的砂轮转速，才能实现两端面的磨削量
相等。一般选择磨大端面的砂轮转速与小端
面的砂轮转速之比为1-4（当比值为1时，即
为对称磨削）。
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（2）立轴平面磨削 立轴平面磨削主要采用立轴圆台平面磨床， 属于单面磨削，对于套圈两个端面，需要 两次定位，两次磨削。由于砂轮回转平面 与工作面不平行、磁台不平、磁力吸紧变 形以及其他因素（比如残磁影响等）而产 生的加工误差会累计叠加，因而套圈宽度 变动量一般较大。磨削套圈时，一般分为 两个工步：先磨非基准面，后磨基准面， 以保证后续加工工序具有良好的工艺基准。
直线往复式 多为手工上、下料，生产效率较 低，一般用于大型轴承套圈等磨削表面大的工件。
圆弧往复式 生产效率较直线往复式高，常用于 批量不大的中小型轴承套圈加工。
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工件自转送进式 效率较低，一般用于大型
轴承套圈加工。
在双端面磨削中，要求两端面的磨削量相
等。对于对称磨削即两端面磨削面积相等的
情况，只要两侧砂轮转速一致即可达到这一
3）大型轴承
大型轴承套圈的磨削加工，通常都是采用“一机多序” 方式，即在一台磨床上完成所有加工工序。
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从磨削加工工艺过程可以看出，套圈 的端面和内外径是基准，需要先行加工， 在保证较高精度的基础上，才能保证后续 加工的、最为重要的沟（滚）道的精度。 二、轴承套圈磨削加工主要工序
1、端面磨削 轴承套圈端面磨削属于基准加工，其
具体的套圈磨削加工典型工艺过程如下：
1）中小型深沟球轴承
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外圈： 磨两端面 磨外径
粗磨外沟
精磨外沟 超精外沟·
内圈：磨两端面 磨内外径 磨内径
粗磨内沟 精磨内沟 超精内沟
2）中小型圆锥滚子轴承 外圈：磨两端面 粗磨外径 细磨外径
粗磨
外滚道 精磨外滚道 超精外滚道 精磨外径
内圈：磨两端面 粗磨内滚道 精磨内滚道 粗磨内径 细磨内径 磨大挡边 超精内滚道
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被加工表面就是定位面，且一次磨削两个端面，避 免了定位误差及加工误差的重叠，同时不存在磁台 不平及磁力吸引工件变形而造成的加工误差，加工 精度高。
套圈双端面磨削的方式较多，根据工件运动情况， 主要可分为以下几种：
直线贯穿式 效率高，易于实现自动化生产。
圆弧贯穿式 效率高，易于实现自动化生产，常 用于微型、小型轴承套圈加工等。