磨削加工

磨削加工

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

ap=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。容易脱落称为软，反之称为硬。砂轮的硬度与磨料的硬度是两个不同的概念。被磨削工件的表面较软，磨粒的刃口（棱角）就不易磨损，这样磨粒使用的时间可以长些，也就是说可选粘接牢固些的砂轮（硬度较高的砂轮）。反之，硬度低的砂轮适合磨削硬度高的工件。

砂轮在高速条件下工作，为了保证安全，在安装前应进行检查，不应有裂纹等缺陷；为了使砂轮工作平稳，使用前应进行动平衡试验。

砂轮工作一定时间后，其表面空隙会被磨屑堵塞，磨料的锐角会磨钝，原有的几何形状会失真。因此必须修整以恢复切削能力和正确的几何形状。砂轮需用金刚石笔进行修整。

三、平面磨床的结构与磨削运动

磨床的种类很多，主要有平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、万能外圆磨床（也可磨内孔）、齿轮磨床、螺纹磨床，导轨磨床、无心磨床（磨外圆）和工具磨床（磨刀具）等。这里介绍平面磨床及其运动。

1.平面磨床的结构（以M7120A为例，其中：M——磨床类机床；71——卧轴矩台式平面磨床；20——工作台面宽度为200mm;A——第一次重大改进。）

1）砂轮架——安装砂轮并带动砂轮作高速旋转，砂轮架可沿滑座的燕尾导轨作手动或液动的横向间隙运动。

2）滑座——安装砂轮架并带动砂轮架沿立柱导轨作上下运动。

3）立柱——支承滑座及砂轮架。

4）工作台——安装工件并由液压系统驱动作往复直线运动。

5）床身——支承工作台、安装其它部件。

6）冷却液系统——向磨削区提供冷却液（皂化油）。

7）液压传动系统——其组成有：

（1）动力元件——为油泵，供给液压传动系统压力油；（2）执行元件——为油缸，带动工作台等部件运动；（3）控制元件——为各种阀，控制压力、速度、方向等；（4）辅助元件——如油箱、压力表等。液压传动与机械传动相比具有传动平稳，能过载保护，可以在较大范围实现无级调速等优点。

2.平面磨削运动

1）主运动——砂轮的高速旋转运动。

2）进给运动

（1）纵向进给——工作台带动工件的往复直线运动；（2）垂直进给——砂轮向工件深度方向的移动；

（3）横向进给——砂轮沿其轴线的间隙运动。

四、平面磨削工艺

1.工件装夹

平面磨削时，对于铁磁性工件多利用电磁吸盘将工件吸住，这样装夹比较方便。当磨削尺寸较小零件时，由于工件与工作台接触面积小，吸力弱，容易被磨削力弹出造成事故，所以当夹这类工件时，需在工件四击或左右两端用挡铁周住，以防工件移动。对于非铁磁性工件如铜、铝及其合金等用其他的夹具（如平口钳）等装夹好后，装在工作台或电磁吸盘上进行磨削加工。

2.磨削方法

磨削平面，一般以一个平面为定位基准，磨削另一个平面，如果两个平面都要求磨削时，可互为基准反复磨削。平面磨削方法有两种，一种是端磨法，

用砂轮的端面进行磨削，因其接触面大，易发热，且冷却液难以浇到工件易发热变形，因而磨削精度较低，但生产率较高。另一种是周磨法。刚好和端磨法相反，它的磨削效率较低，但加工精度较高。

3.平面磨削操作

首先把台面与工件擦干净，测量工件厚度，放上工件，开启电磁吸盘吸住工件，推位一下工作，以检查工件是否被吸住。开启液压系统，初步调整工作台行程大小与位置，工作台行程长度由工作台两侧的挡块控制，工作台的运动速度由节流阀来调节。然后对刀，对刀前砂轮底部应该高于工件表面，逐渐进刀，当擦着有火花产生时，即开冷却液，此时垂直进给手传输线刻度即为零位。然后调整好工作台与砂轮架的行程大小与位置。调整时运动速度应该低，以免捶缸。

调整完后即可磨削。根据需要调整进给速度。磨削中可停机，以较精确检查尺寸。磨削将近结束时，垂直进给量要小，甚至不进给进行光磨，以保证磨削精度。磨完后退磁取下工件。

操作时，人应站在机床右边，预防工件，砂轮碎片等飞出伤人。

关机时，工作台应停在中心位置，砂轮架在工作台的后部，并擦拭干净。