磨床加工原理

固定要素
1.被研磨之物质 2.要求之精度和光面 3.研磨接触之面积 4.研磨操作之特性
变动要素
1.砂轮速度 2.进刀率 3.研磨机之状况R 4.工作者之操作技巧 （1） 如果被研磨之物质是钢或是它合金的一种，磨料通常使用氧化 铝，如果是铸铁，非铁金属或非金属，则磨料使用碳化硅，细颗粒之 磨料用于软性，延性高之物质。硬质砂轮用于软性物质，软质砂轮用 Hale Waihona Puke Baidu硬性物质。然而软质砂轮用于非常软性之物质比如黄铜，以避免〝 阻塞〞或〝荷载〞，密接颗粒之磨料用于硬且脆之物质，松离颗粒之 磨料即用于软性、延性好的物质。 （2）考虑精度和光面需要使用粗颗粒之磨轮时，建议您使用快速切 削，而需要精致光面时，使用细颗粒之磨轮。[ Q然而精致光面如果 使用中等颗粒之砂轮事前适当的修整过，仍然可以制作出，玻璃结合 料是用于粗修和半精修，而树脂、橡胶、虫胶结合料用于高精修光面。
磨削加工的特点及磨削过程 (特点)
砂轮是由磨料和结合刘粘结而成的特殊多刃具，在 砂轮表面每平方厘米面积上约有60～1400颗磨料， 每颗磨粒相当于一个刀齿，磨粒是一种高硬度的非 金属晶体，它不但可磨削铜，铸铁等较软的材料， 而且还可以加工各种淬火钢的零件，高速钢刀具和 硬质合金等硬材料以及超硬材料。 砂轮具有较高的周线速长一般35m/s左右，砂轮在 磨削时除了对工件表面有切削作用外，还有强烈的 挤压和摩擦作用，在磨削区域瞬时温度高达1000℃ 左右;
等级
磨轮之等级是〝支持力〞或结 合强度等之量度。砂轮如果磨 料易于分装的，我们称之为〝 软性级〞，而颗粒能很强劲地 结合，称之为〝硬性级〞砂轮。
结构
这个名词是指出颗粒之间距，也就是密度。 ue5B5[离散型之砂轮比相同等级和颗粒大小之稠密 型砂轮研磨更快。硬而脆之物质使用稠密型砂轮研 磨更有效。如上面所说明：在选择砂轮重要的考虑 是被研磨之物质特性。同样地砂轮制造商也会介绍 砂轮之规格，而更能适合工作的要求 ◎调整轮标准规格为：A120TR,J s0调整轮主要是 提供工作物轴向推力和因而产生的进给率。将调整 轮轴线倾斜使其不与砂轮轴线平行一致，可提供工 作物所需的轴向推力，并使工作物在调整轮和砂轮 间旋转。
（3）考虑及接触面积时，小接触面积使积，松离 用细颗粒，且砂轮越需要硬，密切型之磨料使用于 小接触面型则用于大接触面积。 （4）考虑研磨操作之特性时，精密研磨通常使用 玻璃结合料之磨轮，然而对于特殊极佳光面时，树 脂、橡胶和虫胶结合料之磨轮也许更适合。 （5） 如果相对于工作移动速率之砂轮转速越高时， 砂轮越要使用软质，如果砂轮转速必须降低砂轮速 度使得砂轮作用似软性，增加砂轮速度，使其作用 似硬性。玻璃结合料砂轮使用于速度6500S.F.P.M 以下者，而橡胶、虫胶和树脂结合料之砂轮使用于 6500S.F.P.M以上者。 （6）进刀速率越高，研磨压力越大，砂轮需越硬， 如果工件之速率在每转相同之进刀量下必须提高， 进刀速率会自动提高向导致砂轮磨耗更快。这种磨 耗可使用硬质砂轮而予以改善。
精度磨削加工及先进的工艺方法
为了适应各类零件的磨削，磨床和砂轮的品种，性 能也有了进一步的发展，在基本型谱的基础上，又 生产出，精密型，高精度型，半自动型及数控型等 10个系列，各类磨床的精度适应性和专门化程度均 有很大提高，如适于模具制造的坐标磨应酬具有加 工精度高使用寿命长等特点，近20年来，在我国超 硬磨料，如人造金钢石，立方氮化硼等，已广泛地 应用于各种高硬度材料的磨削。
•模具制造技术手册 模具制造技术手册
----磨床 磨床
磨床加工原理及范围
磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用 高速旋转的砂轮进行磨削加工，磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、 硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和 表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。平面 磨床的工件一般是夹紧在工作台上，或靠电磁吸力固定在电磁工作台上， 然后用砂轮的周边或端面磨削工件平面的磨床。磨床在磨削工件时，按 加工要求不同，工作台纵向运动的速度必须可以调整，能实现无极变速， 并在换向时有一定的精度要求，磨床要具备这些条件，磨床的纵向往复 运动采用了液压传动，液压传动在磨床的工作台驱动及横向快速进退等 方面已广泛应用液压传动工作原理—在机床上为改善液压传动的性能， 以满足生产加工中的各种要求，磨床工作的液压传动系统是由以下部分 组成.
砂轮材质及操作参数的选用
成功的研磨大部份依赖操作者之经验，他必 须了解多种型式、形状之砂轮特性及在各种 不同状况它们如何作用。在下列表述中有说 明构成磨轮之基本要素是磨料粒度，结合材 料，等级和结构。
砂轮的磨料
磨料最普通的型式为氧化铝（alminum oxide）和碳化硅 （silcon carbide），氧化铝之结晶不如碳化硅硬，但较不如 碳化硅脆，更适于研磨高抗拉强度如碳和合金钢一质地软或 硬的，可锻精制铁、青铜等。 氧化铝的一些商业名称是钢铝石（Aloxite, Alundum Aloxite, Borolon）。碳化硅之结晶是极度脆的，所以，以这种磨料 作成的砂轮适于研磨，诸如钢等高抗拉强度之物质，诸如铸 铁、黄铜、青铜、铝和一般铜，其它如橡皮、赛璐珞，大理 石和玻璃等不可锻之物质。 碳化硅的一般商用名称是金钢砂（carborundum, crystolon, electron）如下有氧化铝和碳化硅两类之物别形式说明，而 在磨轮记号里对磨料有数字作为代号指示。
执行部分—液压机（液压缸、液压马达）在压力油 的推动下，作直线运动或回转运动，即将液体的压 力能转换为机械能。控制部分—压力控制阀，流量 控制阀，方向控制阀等，用以控制液压传动系统所 需要的力速度方向和工作性能的要求。辅助部分— 油箱滤油器，油管和油管接头等。其作用是创造必 要的条件以保证液压系统正常工作。机床的液压传 动系统能实现工作台的自动往复运动，砂轮架快速 进退运动，砂轮架周期进给，尾架套筒的缩回，车 轨润滑以及其它一些动作。
砂粒尺寸
砂粒尺寸根据予以分类之筛子尺寸来命名， R(t:F0例如，一颗砂料能通过每一吋24个网 眼之筛子时，叫做24砂粒，普通用作平面研 磨之砂粒尺寸为48至80。对于粗研磨，当光 面并不重要时，可使用粗砂粒之磨轮，当光 面比较重要或者研磨面较狭窄时，需要使用 狭边细砂粒之磨。
磨轮结合料
磨轮之结合是将磨料结合在一起，且在磨轮进刀时支持他们。〝软和硬 〞这个名词指示结合强度，磨料之结合率越大，环绕磨料颗粒之结合膜 越厚，且结合支持力越强，磨轮越硬。磨轮一般有五种结合料： （a） 玻璃结合料：多过次75﹪之磨轮是使用玻璃结合料制造，多孔 性及强度赋予高的切削量，这类结合料不受水、酸、油或者普通温度条 件影响，所以此种型态之砂轮较常被使用于一般生产及工具室研磨。 （b） 硅酸盐结合料：硅酸盐结合料之砂轮比玻璃结合料之砂轮更易 释放磨料颗粒，通常用于研磨刀具刀刃，但须在热量产生保持在极小之 情况下。 （c） 虫胶结合料：这种结合料可以产生高度光面，深边切削。}.X （d） 树脂结合料：|0这是一种合成有机化合物，这种型式之磨轮可作 冷却削，急速切削，且能在高速运转下切削。 （e） 橡胶结合料：橡胶结合料磨轮主要用于研磨良好光面，由于其 强度及硬度，此种结合料广泛用于磨深槽及相似的工作。
磨削过程
金属磨削的实质是工件被磨削的金属表层，在无数磨粒瞬间的挤压，摩 擦作用下生产变形，而后转为磨屑，并形成光洁表示的过程。金属磨屑 过程可分为：三个阶段，砂轮表示的磨粒与工件材料接触，为弹性变形 成为第一阶段，磨粒继续切入工件，工件材料进入塑性变形的第二阶段， 材料晶粒发生滑移。使塑性变形不断增大，当力达到工件的强度极限时， 被磨削层材料。产生挤裂，即进入第三阶段，最后被切离。 磨削的全过程表现为，力和热的作用，以磨削力——磨削时砂轮与工件 间发生切削作用和摩擦作用，在砂轮和工件上分别，作用着大、小相等 方向相反的力，这种相互作用的力称为磨削力磨削热——磨削时产生的 热量较车削，铣削大，热量转入砂轮，磨悄或被切削液带走，然而砂轮 是热的不良导体，因此几乎80%的热量转入工件和磨屑，磨削区域的瞬 间高温可烧伤工件的表层，并使磨屑时特别注意对工件的冷却。切削 液—过去又称冷却液，主要用来降低度磨削热和减小庞大磨削过程中的 摩擦。切削液的主要作用是：冷却，润滑，清洗，防锈在切削过程中， 把切削液直接浇注在砂轮和工件接触的地方，以达到切削液的作用保证 零件加工的质量。
欲使用同一砂轮精磨时，需再修整一次，此时修整 量约为0.01mm，使钻石慢慢通过轮面，修整2次至 3次。修整量较小，可使砂轮寿命较长，修整时需 加冷却，但突然使其冷却是非常危险的，将使钻石 裂开，因砂轮很硬，故易脆裂，稍加敲击即可能造 成龟裂，修整时，（钻石笔）先从中央开始，因其 磨耗较少，若从磨耗边开始时，修整至中央时，因 修整量较大，将使钻石承受较大应力而使钻石跳动， 由经验得知，欲得到高精度研磨效果，以手修整是 不理想的，因手修整砂轮时，可能会造成偏摆将使 轮不整齐。经过一段时间，需更换钻石，因可能磨 损到钻石挟持臂，磨耗可能使钻石抛出或松动而造 成危险，且因钻石变得太小设定不便，则如此反而 不经济。
砂轮工作面经修正，可形成极细微的刃口以切除工 件表面极薄的金属层。 磨削加工能获得极高的加工精度和极细的表示粗糙 度，磨削精度通常达到IT6～IT7公差等级，表示粗 糙度可达Ra1.25～0.16µm，如境磨削工件表示粗 糙度为Ra0.1µm工件表光滑如境，尺寸精度和形壮 精度可达到1um以内，其误差相当于人体头发丝粗 细的1/70或更小。 砂轮在磨削时，部分磨钝的磨粒在一事实上的条件 下能自动落或崩碎，从而使砂轮保持良好的磨削性 能。
要求精度高的机械零件的加工方法一般分为粗磨— 半精磨—精磨—精密磨—超精磨五个阶段。 磨削加工一般是属于零件的后道工序，即零件的精 加工。困此零件的尺寸精度和相关面的位置精度以 及有关表示的形状精度和表示粗糙度，都要在磨削 中得到最后控制和保证，所以必须仔细分析和研究 零件图及技术要求，根据对零件图的分析研究，就 可以初步确定零件的加工顺序和所采用的加工方法。 例如：尺寸精度IT6级，表示粗糙度为Ra0.8— 0.1um时一般只需要经过粗磨，精磨或粗磨，精磨 或粗磨。精磨和精密磨削，尺寸精度在IT6—IT5表 示粗糙度为0.1um～Ra0.5 um时，一般要经过粗磨， 半精磨，精磨，高精度磨削加工。
修整砂轮
将钻石装于修整器，修整器之固定孔为5度角，钻 石钝化时可使套筒转动一小角度，以确使修整边缘 锐利。建议使用最低砂轮速度（1400rpm）修整砂 轮，以确保钻石寿命，工作之表面粗造度和钻石通 过轮面通过之速度有很大关系。 若研磨欲留量仅 0.2mm至0.3mm时，建议修整时使轮面粗糙，此可 使修整进给量约0.03mm迅速转动手轮，使钻石很 快的通过轮面，以使轮面粗糙。