第四章：磨削
磨削理论.pdf
磨削过程
磨削时，如图所示，其切削厚度由零开始逐渐增大。由于磨粒具有
很大负前角和较大尖端圆角半径。因而磨粒开始切入工件时，只能在工
件表面上进行滑擦，这时切削表面产生弹性变形。当磨粒继续切入工
件，磨粒作用在工件上的法向力Fn增大到一定值时，工件表面产生塑性
变形，使磨粒前方受挤压的金属向力后从砂轮上脱落的难易程度。也就是说，磨粒 容易脱落的，称砂轮硬度为软;反之，为硬。因而磨具的硬度是粘 结剂对磨粒的粘结强度，与磨粒材料的硬度无关。
组织结构
砂轮的组织结构是指砂轮中磨料、粘结剂、气孔三者所占的比例。 如图4-1所示。当磨粒所占比例较高而气孔较少时，称砂轮组织结 构紧密，见图4-2（a); 当磨粒所占比例较低而气孔较多时，则称 砂轮组织结构疏松，见图4-2(c); 图4-2(b) 所示，为砂轮组织结构 属中等的情况。砂轮中的气孔可以容纳切屑，且容易携带冷却液 和空气进入磨削区，对降低磨削温度有利。
沟槽，而沟槽的两侧微微隆起，见图。当磨料继续切入工件，其切削厚
度增大到一定数值后，磨粒前方的金属在磨粒的挤压作用下，发生滑移
而成为切屑。
磨削过程
磨削中，砂轮表层的每个磨粒就像铣刀盘上的一个刀刃，各个磨粒形状、 分布和高低各不相同，使其切削过程也有差异。砂轮表层中的一些突出 和比较锋利的磨粒，切入工件较深，将经过滑擦、耕犁和切削三个阶 段，形成非常微细切屑。由于磨削温度很高，磨屑飞出时氧化形成火花。 比较钝的、突出高度较小的磨粒，切不下切屑，只是起刻划作用，在工 件表面挤压出微细的沟槽。更钝的、隐藏在其它磨粒下面的磨粒只稍微 滑接着工件表面起抛光作用。可见磨削过程是包含切削、刻划和抛光作 用的综合复杂过程。
运动外，在加工中砂轮还得沿径向做切入运动，其大小用工作台(或工件)
《磨削理论》PPT课件
vw dwnw /1000(m / s)
4.2.2 磨削要素
（1）金属材料切除率 a. 每秒金属切除量：
Q 1000vw fr f（a mm3 / s）
dwnw fr f（a mm3 / s）
b. 单位砂轮宽 度
切除率：
ZQ
Q B
1000vw B
fr
fa【mm3 （/ s mm）】
dwnw fr fa【mm3 （/ s mm）】
bvw
（能通量表征的是工件受热影响区域的深度。）
三、磨削温度对工件表面的影响
1. 磨削烧伤：磨削时磨削热引起工件表面温度过高，使加工表 面组织（金相组织）发生变化，从而使加工表面的硬度和塑性 发生变化，在加工表层瞬间发生的氧化变色现象。即工件表层 产生氧化膜的回火颜色。
影响磨削烧伤的因素：
不同的变质层厚度，呈现不同的烧伤颜色。
附录 接触弧长、等效直径的公式的推导
一、接触弧长
二、砂轮等效直径
三、单个磨粒的切削厚度
4.3 磨削过程
4.3.1 砂轮表面形貌图及磨粒的形状特点
一、磨粒的形状特点
磨粒的顶尖角通常为90°～120°， 磨粒以较大的负前角进行切削；磨 粒的切削刃和前刀面极不规则，磨 粒形状、大小各异，一般都有钝圆 半径；切削刃排列不规则，呈随机 分布状态。
4.2 磨削运动和磨削要素
4.2.1 磨削运动
(1) 主运动：砂轮的旋转运动，主运动速度vc——砂轮外圆 的线速度。
vc d0 n0 /1000 (m / s)
（2）径向进给运动
砂轮相对于工件径向的运动。其大小用径向进给量fr表示，
f
是
r
指工
作台每双
（单）行程
第四章：磨削
第4章磨削磨削是以砂轮或其它磨具对工件进行精加工和超精加工的切削加工方法。
在磨床上采用各种类型的磨具为工具，可以完成内外圆柱面、平面、螺旋面、花键、齿轮、导轨和成形面等各种表面的精加工。
它除能磨削普通材料外，尤其适用于一般刀具难以切削的高硬度材料的加工，如淬硬钢、硬质合金和各种宝石等。
磨削加工精度可达IT6～IT4，表面粗糙度Ra 可达1.25—0.01μm，甚至可达0.008μm。
磨削主要用于零件的精加工，目前也可以用于零件的粗加工甚至毛坯的去皮加工，可获得很高生产率。
除了用各种类型的砂轮进行磨削加工外，还可采用做成条状、块状(刚性的)、带状(柔性的)磨具或用松散的磨料进行磨削。
加工方法主要有珩磨、砂带磨、研磨和抛光等。
砂轮的磨削过程实际上是磨粒对工件表面的切削、刻划和滑擦三种作用的综合效应。
磨削中，磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝，使切削作用变差，切削力变大。
当切削力超过粘合剂强度时，圆钝的磨粒脱落，露出一层新的磨粒，形成砂轮的“自锐性”。
但切屑和碎磨粒仍会将砂轮阻塞。
因而，磨削一定时间后，需对砂轮进行修整。
4.1 砂轮4.1.1 砂轮的特性与选择砂轮是用各种类型的结合剂把磨料粘合起来，经压坯、干燥、焙烧及修整而成的，具有很多气孔，用磨粒进行切削的磨削工具。
决定砂轮特性的五个要素分别是：磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。
1.磨料普通砂轮所用的磨料主要有刚玉、碳化硅和超硬磨料三类，按照其纯度和添加的元素不同，每一类又可分为不同的品种。
表4-1列出了常用磨料的名称、代号、主要性能和用途。
表4-1 常用的磨料的性能及适用范围2.粒度粒度是指砂轮中磨粒尺寸的大小。
粒度有两种表示方法：（1）用筛选法区分的较大磨粒，主要用来制造砂轮，粒度号以筛网上每英寸长度的筛孔数来表示。
例如，60号粒度表示磨粒能通过每英寸（25.4mm）长度上有60个孔眼的筛网。
粒度号为4～240，粒度号越大，颗粒尺寸越小。
(2)用显微镜测量尺寸区分的磨粒称微粉，主要用于研磨，以其最大尺寸前加W表示。
磨削 加工
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。
凸凹模型面成形磨削工艺
成形磨削工艺多用于模具刃口形状以及 成形磨削工艺多用于模具刃口形状以及 模具刃口形状 凹模拼块型面的成型加工 成型加工， 凸、凹模拼块型面的成型加工，它们的 外轮廓为多条直线与圆弧所组成。如图 外轮廓为多条直线与圆弧所组成。
一、成形磨削概述
进行磨削时，需将外形轮廓分为若干直 进行磨削时，需将外形轮廓分为若干直 线或圆弧段，然后，按一定顺序逐段磨 线或圆弧段，然后，按一定顺序逐段磨 削成形，以达到图样的尺寸、 削成形，以达到图样的尺寸、形状及其 精度要求，这样的加工方式称为成形磨 精度要求，这样的加工方式称为成形磨 削。
图3-27
四、成形磨削的顺序
模具凸模、 模具凸模、凹模拼块一般由多圆弧面和 多角度平面相互平滑、 多角度平面相互平滑、光顺的连接成封 闭的柱状、型孔等，即构成凸模、 闭的柱状、型孔等，即构成凸模、凹模 的刃口。 后图） 的刃口。（后图） 成型磨削时，根据工件形状与技术要求， 成型磨削时，根据工件形状与技术要求， 采用分段磨削，并在实际加工中， 采用分段磨削，并在实际加工中，有时 会仿形法、范成法混合使用。 会仿形法、范成法混合使用。
工件的装夹方式： 工件的装夹方式：
夹具如图所示 组成部分：正弦分度头、尾座、底座
工件定位、安装在夹具中的方式有： 工件定位、安装在夹具中的方式有： 心轴装夹、 心轴装夹、双顶尖装夹
利用正弦头右侧的分度头， 利用正弦头右侧的分度头，可控制工件 的回转角度， 的回转角度，要求一般精度时可直接在分度盘 上读取，要求精度高时， 上读取，要求精度高时，可在垫板与正弦圆柱 间垫量块调节。 间垫量块调节。 加工时， 加工时，被磨表面的尺寸是采用比较测 量法测定的，测定依据是夹具中性线， 量法测定的，测定依据是夹具中性线，用比较 测量器、量块、百分表找到比较测量面， 测量器、量块、百分表找到比较测量面，当被 加工面与比较测量面等高时（ 加工面与比较测量面等高时（即百分表读数一 致时），加工也就完成了。 ），加工也就完成了 致时），加工也就完成了。
4磨削
第四章 磨削
二、磨削温度
磨粒磨削点温度θdot 磨粒切削刃与切屑接触部分的温度，是磨削中温度 最高的部位，也是磨削热的热源。它不但影响工件 表面质量，且与磨粒的磨损以及切屑的熔着现象有 密切关系。
f v v
0 . 240 . 26 0 . 13 dot w r
v、vw——分别为砂轮及工件的线速度（m/s）； fr——径向进给量（mm）。
工件干磨时常发生这种情况 。
第四章 磨削
二、磨削温度
（2）淬火烧伤 磨削时，工件表面层温度超过相变温度 Ac3 ，如果此时冷 却充分，则表层将急冷形成二次淬火马氏体组织。工件 表层硬度较原来的回火马氏体高，但很薄，其下层因冷 却速度慢仍为硬度较低的回火索氏体和屈氏体。这种情 况称为淬火烧伤。
⑷砂轮的磨损会使磨削力增大。
第四章 磨削
一、磨削力和磨削功率
主运动所消耗的功率定义为磨削功率。
磨削功率：
Pm Fz 1000
第四章 磨削
二、磨削温度
（一）磨削温度的概念 磨削时由于速度很高，且单位切削功率也大(约为车 削的10～20倍)。因此磨削温度很高。 磨削温度 ：砂轮与工件接触面的平均温度 磨削温度区分为： 砂轮磨削区温度θA和磨粒磨削点温度θdot。
第四章 磨削
二、磨削温度
烧伤表面的硬度变化
第四章 磨削
二、磨削温度
磨削烧伤的表现形式
磨削烧伤会破坏工件表面层组织，严重的会出现裂纹， 从而影响工件的耐磨性和使用寿命。
（1）退火烧伤
（2）淬火烧伤 （3）回火烧伤
第四章 磨削
二、磨削温度
（1）退火烧伤 在磨削时，如工件表面层温度超过相变温度Ac3，则马 氏体转变为奥氏体，如果此时无冷却液，则表面层硬度 急剧下降，工件表面层被退火，故这种烧伤称退火烧伤。
磨削技术理论第四章
• 4.6.4
测力计和热电偶法
• 测力计和热电偶法是基于对切刃磨削过程中产生 的力和热脉冲的识别。测力计法是通过把极小的 工件装在高频压电测力计上来接收磨削力信号。 磨削工件是用一剃须刀片或尽量薄的长方块，来 获得磨粒与工件刻划接触的每个切刃产生的力脉 冲。热电偶法的原理与此相同，是通过接收磨粒 切刃与埋在工件中的电偶的划擦产生的热脉冲信 号实现的。
• 4.6 砂轮地貌测量 • 测量和描述砂轮地貌的方法很多，包括：形状测 量仪、复印法、划擦法、动态测量法、热电偶法 和显微镜法等。在精度、测量深度、使用宜人性、 数据分析和解释等方面，每种测量技术都有自己 的优势和局限性，没有一种方法可完成对砂轮三 维地貌的完整描述。 • 本章后面将介绍砂轮地貌测量的几种方法。为了 说明和比较一些技术方法，本文引用了CIRP合作 研究的内容，即在不同的实验室对用同一种工具 和同一种修整方法得到的砂轮进行测量的结果进 行比较。
• 经制动整形后的树脂结合剂CBN砂轮SEM地貌照片 • （a）磨粒磨平现象（b）磨粒磨平和破碎现象
• 陶瓷结合剂CBN砂轮也出现了磨粒尖部修平的情 况，但更多地是结合剂破碎造成磨粒脱落，有效 磨粒数远小于 Go 。陶瓷结合剂砂轮比树脂结合剂 砂轮要锋利，尽管在后续的磨削中磨钝也是需要 注意的问题。 • 整形后用砂条修锐金刚石和CBN砂轮是为了去除 结合剂或树脂结合剂砂轮磨粒外层的金属衣，使 得磨粒暴露出来，这对于金刚石、CBN磨粒本身 影响不大。砂条修锐是获得容屑空间以及增加磨 削液进入磨削区的机会，同时减少结合剂和工件 之间的摩擦。
• 4 砂轮修整及表面形貌 • 引言 • 磨削是利用砂轮上粘结的磨粒进行切削的 过程。砂轮表面磨粒实际参与切削的部分 是很少的。磨粒在砂轮表面的空间分布和 形态构成了砂轮地貌。
2023年磨削安全操作规程
2023年磨削安全操作规程____年磨削安全操作规程第一章总则第一条为了确保磨削作业的安全进行，防止事故的发生，保障人员的生命财产安全，制定本规程。
第二条本规程适用于所有从事磨削作业的人员，包括但不限于操作人员、监控人员、检修人员等。
第三条磨削作业应符合国家相关法律法规的要求，并遵循安全，科学，高效的原则进行。
第四条所有从事磨削作业的人员必须经过专门的培训，熟悉本规程的内容，并遵守执行。
第五条在进行磨削作业前，必须对设备设施进行检查，确保其运行状态正常，不存在安全隐患。
第六条在进行磨削作业时，必须配备个人防护装备，包括但不限于防护眼镜、防护口罩、防护手套等。
第七条在磨削过程中，必须严禁饮酒、吸烟等影响判断和注意力的行为。
第八条紧急情况下，必须能够迅速切断电源，避免事故的扩大。
第二章磨削作业流程第九条磨削作业前，必须制定详细的作业计划，包括但不限于作业目标、作业步骤、作业时间等。
第十条在磨削作业前，必须对磨削工件进行评估，确认其材质和尺寸。
第十一条在进行磨削作业时，必须按照规定的磨削工艺进行操作，严禁随意调整参数。
第十二条磨削作业过程中，必须始终保持机器的稳定运行，防止意外伤害的发生。
第十三条在磨削作业结束后，必须及时清理作业现场，清除杂物，保持环境整洁。
第三章安全操作要求第十四条在进行磨削操作前，必须对刀具进行检查，确认其是否完好，刀具的磨损情况是否达到报废标准。
第十五条在磨削操作时，必须严格按照作业规程进行操作，不得擅自随意操作或改动。
第十六条在磨削操作前，必须将磨削工件固定好，防止其在操作过程中发生脱落。
第十七条在操作过程中，必须保持专注，不得分心或随意离开操作位置。
第十八条磨削操作过程中，不得随意加工非标准工件，必须按照规定的尺寸和形状进行操作。
第十九条在磨削操作中，必须遵守相关安全操作规程，确保操作的安全性。
第二十条在遇到异常情况时，必须立即停止磨削操作，并向相关人员汇报。
第二十一条在磨削操作结束后，必须关闭设备，切断电源，并进行设备的清洁和维护。
磨削训练安全操作规程
磨削训练安全操作规程磨削工作是现代工业生产过程中常见的一种工艺操作。
然而,由于磨削工作涉及到高速旋转的磨石、高温产生的火花以及金属粉尘等危险因素, 如果操作不当, 则容易引发意外事故。
因此,制定一套磨削训练安全操作规程对于确保工人的人身安全和生产的顺利进行具有重要意义。
下面是一份磨削训练安全操作规程的范例, 供参考:第一章总则第一条为了加强对磨削工作的安全管理, 保障人身安全和设备完好, 特制定本规程。
第二条本规程适用于使用磨削设备进行磨削作业的工人。
所有从事磨削工作的工人必须接受必要的安全操作培训, 理解和掌握本规程的内容。
第三条磨削工作必须由持有磨削操作证书的专业人员进行,未经培训和取得操作证书的人员不得擅自进行磨削操作。
第四条工作场所必须具备相应的安全设施和防护措施, 包括但不限于合适的磨削设备、防护罩和应急救援设备。
第五条磨削工作必须对相关设备进行定期检查和维护, 确保其正常工作状态。
若发现设备存在安全隐患, 必须立即停止使用,并报告维修人员进行处理。
第二章磨削操作安全规范第六条磨削操作必须在严格遵守以下安全规范的前提下进行:（一）佩戴个人防护用品, 包括防护眼镜、防护口罩、耳塞、防护手套等。
（二）检查磨削设备和磨削石是否正常, 是否安装牢固。
（三）确保工作区域干燥、宽敞, 无杂物堆放。
（四）工作时不得穿宽松衣物, 纽扣、拉链必须是扣紧的。
（五）不得使用已损坏或未经授权的工具。
（六）工作前必须检查研磨刀具的整体状况和磨削刀石的尺寸, 确保符合要求。
（七）禁止在磨削时戴手套, 以免被卷入磨削石。
（八）监测磨削温度, 避免过高温度引发火灾。
（九）严禁磨削金属与轴承、齿轮等易燃易爆的物体。
（十）磨削细小金属件时, 要使用特制夹具或剪切机, 并佩戴安全眼镜。
第三章紧急情况处理办法第十一条紧急情况包括但不限于磨削设备故障、火灾、人员受伤等。
（一）一旦设备故障, 必须立即切断电源, 停止磨削操作, 并通知维修人员进行修复。
第四章 磨削力
砂 轮 再生效应 位移 砂 轮 接触刚性 某一切深u 某一切深 0 工 件 再生效应 磨床刚性
砂 轮 磨损特性
磨削力 工 件 可磨削性
磨削中的自激振动原理 磨削中的自激振动原理 磨削中的颤振产生的主要原因是：磨具的硬度特性 砂轮若过软，则磨削过程中的扰动会使砂轮表面上的磨损不均匀， 砂轮若过软，则磨削过程中的扰动会使砂轮表面上的磨损不均匀， 使砂轮表面也出现了波纹；若砂轮过硬， 使砂轮表面也出现了波纹；若砂轮过硬，扰动则会使砂轮表面的 堵塞不均匀，以这两种砂轮磨削工件必将在工件表面形成波纹， 堵塞不均匀，以这两种砂轮磨削工件必将在工件表面形成波纹， 而工件表面的波纹反过来会促使砂轮的不均匀的磨损和堵塞更加 严重。如此相互影响相互促进，使振动越来越激烈 严重。如此相互影响相互促进，
PE ⋅η E Ft = π ⋅ ns ⋅ Ds
式中ηR--电动机传动效率； nS--砂轮转速(r/s)； DS--砂轮直径(mm)。
PE--磨头电动机实测输入功率(kW)；
（2）电阻应变测力法 ）
(3)电容式测力仪 电容式测力仪 (4)压电原理的平面磨削测力仪 压电原理的平面磨削测力仪
第二节 磨削中的振动
3、影响磨削力的因素 、 1）磨具条件：磨料、粒度、结合剂、组织、硬度、磨具修整 ）磨具条件：磨料、粒度、结合剂、组织、硬度、 2）工件条件：工件材料的硬度、强度、塑性、 ）工件条件：工件材料的硬度、强度、塑性、 3）工艺参数条件： ）工艺参数条件： 单位时间内参与切削的磨粒数量↑ 每个 砂轮速度v砂↑ →单位时间内参与切削的磨粒数量 →每个 单位时间内参与切削的磨粒数量 磨粒的切削厚度↓ 磨削力 磨削力↓ 磨粒的切削厚度 →磨削力 单位时间内磨去的金属量↑ 每个磨 工件速度vω、fa ↑ →单位时间内磨去的金属量 →每个磨 单位时间内磨去的金属量 粒的切削厚度↑→磨削力 磨削力↑ 粒的切削厚度 磨削力 径向进给量f 每个磨粒的切削厚度↑、 径向进给量 r ↑ →每个磨粒的切削厚度 、砂轮与工件的磨 每个磨粒的切削厚度 削接触弧长↑ 同时参与磨削的磨粒数 同时参与磨削的磨粒数↑ 磨削力 磨削力↑ 削接触弧长 →同时参与磨削的磨粒数 →磨削力 砂轮磨损↑磨削力 砂轮磨损 磨削力↑ 磨削力 4）磨削液条件：液体成分、润滑冷却性能、供液压力 ）磨削液条件：液体成分、润滑冷却性能、 5）机床工艺系统的刚性和机床的精度 ）
第四章 偏心零件的磨削
第四章偏心零件的磨削
培训学习目标
1. 偏心零件的磨削有何特点？
2. 偏心零件有哪几种磨削方法？
3. 怎样用四爪单动卡盘装夹磨偏心轴？
一、偏心零件的特点
在机械传动中，把回转运动变为往复直线运动或把直线运动变为回转运动，一般都是利用偏心轴或曲轴来完成的。
二、偏心零件的磨削方法
1. 用两顶尖装夹磨削偏心轴
这种磨削方法的特点是：工件的装夹较简单，偏心距尺寸有原中心孔的偏心距保证，故加工精度有限。
2. 用专用夹具装夹磨削偏心零件
这种夹具操作费时，加工的精度由偏心夹具上中心孔的位置尺寸保证，加工精度较高。
3. 用偏心卡盘装夹磨偏心零件
由于偏心卡盘的偏心距可用量块或百分表测得，因此可获得较高的加工精度。
偏心卡盘的特点是通用性强，调整方便，加工精度高。
4. 用花盘装夹磨偏心零件
这种方法的特点是偏心零件的主要定位基准是平面，偏心距用找正法控制，加工精度较高，通用性良好，但劳动生产率较低，找正偏心的位置费时。
5. 用四爪单动卡盘装夹磨偏心零件
在单件生产中，常用四爪单动卡盘装夹，磨削长度较短的偏心零件。
这种方法的特点是生产成本低，操作要求高，可获得较高的加工精度，操作也较费时。
磨削作业的安全操作要求范本
磨削作业的安全操作要求范本第一章总则第一条为了保障磨削作业的安全，预防事故的发生，保护作业人员的身体健康，减少财产损失，制定本安全操作要求。
第二条磨削作业人员必须严格按照本安全操作要求执行磨削作业，遵循安全操作规程和操作程序，严禁违章作业。
第三条磨削作业人员必须具备相关的操作技能和安全知识，同时接受定期的安全培训，对磨削设备和工具进行检查和维护，确保设备的正常运行。
第四条磨削作业人员必须主动发现和报告设备故障和安全隐患，及时采取措施进行修复和处置。
第五条磨削作业人员必须正确使用和佩戴必要的安全防护措施，如眼镜、防护面罩、防护手套等，确保自身的安全。
第六条各级管理人员必须加强对磨削作业的监督和管理，定期检查和评估作业的风险和安全隐患，及时采取措施进行改进和整改。
第二章磨削作业的风险识别与评估第七条在进行磨削作业之前，必须进行风险识别与评估，确定作业过程中可能存在的危险因素和风险。
第八条磨削作业可能存在的危险因素包括但不限于：磨削设备异常、刀具损坏、工件材料问题、操作不当等。
第九条针对磨削作业可能存在的危险因素，必须进行风险评估，确定风险的等级，并采取相应的措施进行控制和防范。
第十条对于高风险的磨削作业，必须进行详细的作业计划和安全措施编制，并由相关人员审核和签字确认。
第三章磨削设备的安全操作第十一条磨削设备必须经过定期的检查和维护，确保设备的正常运行，严禁存在故障和隐患的设备进行作业。
第十二条磨削设备的启动前必须进行机械、电气和液压等方面的检查，确保设备的安全和正常运行。
第十三条磨削设备的操作人员必须熟悉设备的结构和功能，并按照操作规程进行操作，严禁擅自改变操作方式。
第十四条磨削设备的操作人员必须正确使用设备的控制手柄和按钮，遵循操作规程，严禁疲劳操作或使用力过大。
第十五条磨削设备在停机前必须将刀具和工件取出，清理设备和工作台面，确保设备的安全和整洁。
第十六条磨削设备严禁拆卸和修改机械部件、电气部件和液压部件，如有需要必须由专业人员进行维修和更换。
磨削训练安全操作规程模版
磨削训练安全操作规程模版第一章总则第一条为了保障工作场所的安全环境，防止事故的发生，并使工作人员全面了解并严格遵守磨削操作规范，特制定本安全操作规程。
第二章安全责任第二条企业应当建立健全安全管理制度，并明确相关人员的安全职责和权限。
第三章人员要求第三条进入磨削训练的工作人员应当具备相关的技术和安全知识，经过合格的培训，并持有相应的证书。
第四章安全设施第四条磨削作业区域应当设有明显的警示标识，并配备相应的安全设施，如防护屏障、安全带等。
第五章安全操作规程第五条在磨削过程中，应当严格按照操作规程进行操作，包括但不限于以下内容：1. 磨削前准备工作1.1 首先检查磨削设备的工作状态和安全性能，并排除可能存在的故障。
1.2 确保作业区域的清洁和整齐，清除可能导致意外的障碍物。
2. 个人防护措施2.1 磨削操作人员应佩戴适当的个人防护设备，如安全帽、护目镜、防护手套、耳塞等。
2.2 磨削操作人员在操作过程中应注意保持良好的工作姿态，避免过度疲劳或不适。
2.3 长时间暴露于磨削作业区域的工作人员应定期进行体检。
3. 磨削设备操作3.1 在启动磨削设备前，应确保周围没有工作人员或其他障碍物。
3.2 磨削操作人员应熟悉磨削设备的操作原理和操作方法，遵循操作规程进行操作。
3.3 操作过程中，应密切关注磨削设备的工作状态，并及时采取相应的措施处理异常情况。
4. 磨削过程中的安全措施4.1 在磨削过程中，应确保操作区域的通风良好，避免磨屑和尘埃积聚。
4.2 在磨削过程中，应随时注意磨削工件的磨削状态，避免过度磨削。
4.3 在磨削过程中，应定期检查磨削设备的工作状态和安全性能，并及时进行维护保养。
第六章应急处理第六条在发生事故或异常情况时，磨削操作人员应立即停止磨削操作，并及时报告上级，做好事故处理工作。
第七章安全监督第七条企业应当建立健全安全监督制度，定期对磨削操作进行安全检查和评估。
第八章处罚措施第八条对于违反安全操作规程的人员，应进行相应的处罚，包括但不限于警告、罚款、停职或解聘等。
第4章 成形磨削夹具
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图4.9 修整圆弧砂轮
14
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4.3 成形磨削常用的夹具及应用 4.3.1 平面磨削常用夹具 具有相互垂直、平行精度要求的六面体模板 是模具中的基本构件。为此，将模板正确定位、 夹紧于磨床工作台上进行平面磨削是常用的加工 方法。其正确定位、夹紧的常用夹具有以下几种： 磁性吸盘、 （1）磁性吸盘、导磁铁 磁铁吸盘和常用的导磁铁如图4.10、图4.11 所示。
机械制造工艺装备
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第 4章
成形磨削夹具
磨削加工是模具工件或机械零件加工工艺过程 中的精加工工序或最终工序。因此，经磨削后的加 工面，必须保证加工面的粗糙度要求，保证加工面 的形状、尺寸、位置精度符合设计精度的要求。所 以，与其他工艺系统一样，夹具也是磨削工艺系统 中的关键技术。而在模具或机械制造中，利用成形 磨削的方法加工凸模、凹模及电火花加工用的电极 是目前最常用的一种工艺方法。
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图4.1 复杂模具零件的形状
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图4.2 成形磨削的两种方法
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（2）夹具磨削法 将工件按一定的条件装在专用夹具上，在加 工过程中通过夹具的调节使工件固定或不断改变 位置，从而使工件获得所需的形状，如图4.2（b） 所示。利用夹具磨削法对工件进行磨削其加工精 度很高，甚至可以达到零件具有互换性。 成形磨削的专用夹具主要有磨平面及斜面用 夹具、分度磨削夹具、万能夹具及磨大圆弧夹具 等几种。
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教学技能大赛机械加工技术教案
教学技能大赛-机械加工技术教案第一章：机械加工技术概述1.1 教学目标了解机械加工技术的定义、分类和应用领域。
掌握机械加工过程中常用的加工方法和工艺。
1.2 教学内容机械加工技术的定义和分类。
机械加工过程中常用的加工方法（如车削、铣削、磨削等）。
机械加工工艺的基本原理和流程。
1.3 教学方法采用讲授法和互动讨论相结合的方式，引导学生了解和掌握机械加工技术的基本概念。
通过案例分析和图片展示，使学生更直观地理解机械加工过程和工艺。
1.4 教学评估进行小组讨论，让学生分享对机械加工技术的理解和认识。
进行课堂问答，检查学生对机械加工过程中常用加工方法的记忆和理解。
第二章：车削加工技术2.1 教学目标了解车削加工的原理、方法和应用。
掌握车削加工参数的选择和调整。
2.2 教学内容车削加工的原理和特点。
车削加工参数的选择和调整（如转速、进给量等）。
车削加工在实际应用中的案例分析。
2.3 教学方法通过演示和实验，让学生了解车削加工的原理和操作方法。
通过案例分析和讨论，使学生掌握车削加工参数的选择和调整。
2.4 教学评估进行车削加工操作演示，评估学生的操作技能和理解程度。
进行课堂问答，检查学生对车削加工参数选择和调整的掌握情况。
第三章：铣削加工技术3.1 教学目标了解铣削加工的原理、方法和应用。
掌握铣削加工参数的选择和调整。
3.2 教学内容铣削加工的原理和特点。
铣削加工参数的选择和调整（如转速、进给量等）。
铣削加工在实际应用中的案例分析。
3.3 教学方法通过演示和实验，让学生了解铣削加工的原理和操作方法。
通过案例分析和讨论，使学生掌握铣削加工参数的选择和调整。
3.4 教学评估进行铣削加工操作演示，评估学生的操作技能和理解程度。
进行课堂问答，检查学生对铣削加工参数选择和调整的掌握情况。
第四章：磨削加工技术4.1 教学目标了解磨削加工的原理、方法和应用。
掌握磨削加工参数的选择和调整。
4.2 教学内容磨削加工的原理和特点。
167;3-4 磨削及其装备2
本节主题： 三、砂轮与磨削过程 2、磨削过程 四、磨床常用附件及磨床夹具 五、精密磨削及高效磨削
2、磨削过程
（1）磨料特点
磨料形状不规则且各不相同，从其工作状态看，存在 三个问题：
每个磨粒存在负前角γo＜0，且修整后γo更小 每个磨粒存在钝圆半径ρ＞0，不可能通过刃磨来锋利刃口 磨粒在砂轮表面所处位置高低不一
五、先进磨削方法
2、高效磨削 （1）高速磨削——提高砂轮线速度
①特点 ②必备条件 ③应用 （2）砂带磨削——以砂带为磨削工具 ①特点 ②应用 ③磨削方式
五、先进磨削方法
2、高效磨削 （3）蠕动磨削——大切深缓进给磨削
①特点 ②必备条件 ③应用
磨削升温快
由于
1～2ms内达250～600 ℃
磨粒钝，磨削厚度小，摩擦、挤压严重 升速达5000℃/秒
磨削区不同位置温度不同，磨削点处温度高可达1000～14热的冲击是造成表面烧伤、残余应 力、裂纹的主要原因。
2、磨削过程
（6）磨削表面质量
2、磨削过程
（2）磨削过程
单个磨粒的典型磨削过程可分为三个阶段：
滑擦阶段
刻划阶段
切削阶段
砂轮上各磨粒所处位置高低不同，只有部分磨粒能切 入工件较大深度起切削作用，部分磨粒只能在工件表面刻 划出沟痕，还有更矮的磨粒则只能从工件表面滑擦而过。
磨削过程是包含切削、刻划、滑擦作用的复杂过程。
2、磨削过程
修整量过大——会使整个磨粒破碎脱落，砂轮磨耗大，不易平整
四、磨削加工常用附件与夹具
1、内、外圆磨削常用附件与夹具
一端夹持
外圆磨削工件安装方式 两端顶持
专用夹具安装
外圆磨削常用附件：三爪卡盘、四爪卡盘、心轴、顶尖、 拨盘……
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第4章磨削磨削是以砂轮或其它磨具对工件进行精加工和超精加工的切削加工方法。
在磨床上采用各种类型的磨具为工具，可以完成内外圆柱面、平面、螺旋面、花键、齿轮、导轨和成形面等各种表面的精加工。
它除能磨削普通材料外，尤其适用于一般刀具难以切削的高硬度材料的加工，如淬硬钢、硬质合金和各种宝石等。
磨削加工精度可达IT6～IT4，表面粗糙度Ra 可达1.25—0.01μm，甚至可达0.008μm。
磨削主要用于零件的精加工，目前也可以用于零件的粗加工甚至毛坯的去皮加工，可获得很高生产率。
除了用各种类型的砂轮进行磨削加工外，还可采用做成条状、块状(刚性的)、带状(柔性的)磨具或用松散的磨料进行磨削。
加工方法主要有珩磨、砂带磨、研磨和抛光等。
砂轮的磨削过程实际上是磨粒对工件表面的切削、刻划和滑擦三种作用的综合效应。
磨削中，磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝，使切削作用变差，切削力变大。
当切削力超过粘合剂强度时，圆钝的磨粒脱落，露出一层新的磨粒，形成砂轮的“自锐性”。
但切屑和碎磨粒仍会将砂轮阻塞。
因而，磨削一定时间后，需对砂轮进行修整。
4.1 砂轮4.1.1 砂轮的特性与选择砂轮是用各种类型的结合剂把磨料粘合起来，经压坯、干燥、焙烧及修整而成的，具有很多气孔，用磨粒进行切削的磨削工具。
决定砂轮特性的五个要素分别是：磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。
1.磨料普通砂轮所用的磨料主要有刚玉、碳化硅和超硬磨料三类，按照其纯度和添加的元素不同，每一类又可分为不同的品种。
表4-1列出了常用磨料的名称、代号、主要性能和用途。
表4-1 常用的磨料的性能及适用范围2.粒度粒度是指砂轮中磨粒尺寸的大小。
粒度有两种表示方法：（1）用筛选法区分的较大磨粒，主要用来制造砂轮，粒度号以筛网上每英寸长度的筛孔数来表示。
例如，60号粒度表示磨粒能通过每英寸（25.4mm）长度上有60个孔眼的筛网。
粒度号为4～240，粒度号越大，颗粒尺寸越小。
(2)用显微镜测量尺寸区分的磨粒称微粉，主要用于研磨，以其最大尺寸前加W表示。
微粉的粒度以该颗粒最大尺寸的微米数表示。
如尺寸为20μm的微粉，其粒度号为W20。
粒度号越小，则微粉的颗粒越细。
粗磨使用颗粒较粗的磨粒，精磨使用颗粒较细的磨粒。
当工件材料软，塑性大或磨削接触面积大时，为避免砂轮堵塞或发热过多而引起工件表面烧伤，也常采用较粗的磨粒。
常用砂轮粒度及应用范围见表4-2。
表4-2 常用磨粒粒度及尺寸4．硬度砂轮硬度反映磨粒与结合剂的粘结强度。
砂轮硬，磨粒不易脱落；砂轮软，磨粒易于脱落。
砂轮的硬度等级和代号见表4-4。
表4-4 砂轮的硬度等级和代号砂轮的硬度选择原则：一般来说，磨削较硬的材料，应选用较软砂轮；磨削较软的材料，应选用较硬的砂轮。
磨削有色金属时，应选用较软砂轮，以免切屑堵塞砂轮；在精磨和成形磨削时，应选用较硬砂轮。
5．组织砂轮的组织反映了磨粒、结合剂、气孔三者之间的比例关系。
磨粒在砂轮总体积中所占比例越大，则砂轮组织越紧密，气孔越小；反之，磨粒的比例越小，则组织越松，气孔越大。
砂轮的组织用组织号来表示，表4-5表示砂轮组织号。
砂轮组织号大，组织松，砂轮不易被磨屑堵塞，切削液和空气能带入磨削区域，可降低磨削区域的温度，减少工件因发热引起的变形或烧伤，故适用于磨削韧性大而硬度不高的工件和磨削热敏性材料及薄板薄壁工件；相反，砂轮组织号小，组织紧密、砂轮易被磨屑堵塞，磨削效率低，但可承受较大磨削力，且砂轮廓形可保持持久，故适用于成形磨削和精密磨削；中等组织的砂轮适用于一般磨削，如磨削淬火钢工件及刃磨刀具等。
表4-5 砂轮组织号4.1.2 砂轮的形状、代号及用途为于适应不同类型的磨床上磨削各种形状工件的需要，砂轮有许多形状和尺寸。
常见的砂轮形状、代号、用途见表4-6。
砂轮的标记印在砂轮的端面上，其顺序是：形状代号、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、线速度。
例如：外径300mm，厚度50mm，孔径75mm，棕刚玉，粒度60，硬度L，5号组织，陶瓷结合剂，最高工作线速度35 m／s的平形砂轮，其标记为：砂轮 1——300×50×75——A60L5V——35 m/s GB2484——94表4-6 常用砂轮的形状、代号及用途4.1.3 磨具种类凡在加工中起磨削、研磨、抛光作用的工具，统称磨具。
根据所用的磨料不同，磨具可分为普通磨具和超硬磨具两大类。
1．普通磨具所谓普通磨具是指用普通磨料制成的磨具，如刚玉类磨料、碳化硅类磨料和碳化硼磨料制成的磨具。
普通磨具按照磨料的结合形式分为固结磨具、涂覆磨具和研磨膏。
根据不同的使用方式，固结磨具可制成砂轮、油石、砂瓦、磨头、抛磨块等；涂附磨具可制成纱布、砂纸、砂带等。
研磨膏可分成硬膏和软膏。
2．超硬磨具金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮等是以显著高硬度为特征的磨料制成的磨具，不同于普通磨具，又被称为超硬磨具。
超硬磨具一般由基体、过渡层和超硬磨料层三部分组成，磨料层厚度为1.5—5 mm ，主要由结合剂和超硬磨粒所组成，起磨削作用。
过渡层单由结合剂组成，其作用是使磨料层与基体牢固地结合在一起，以保证磨料层的使用。
基体起支承磨料层的作用，并通过它将砂轮紧固在磨床主轴上，基体一般用铝、钢、铜或胶木等制造。
超硬磨具的粒度、结合剂等特性与普通磨具相似，浓度是超硬磨具所具有的特殊特性。
浓度是指超硬磨具磨料层内每立方厘米体积内所含的超硬磨料的重量，它对磨具的磨削效率和加工成本有着重大的影响。
浓度过高，很多磨粒易过早脱落，导致磨料的浪费；浓度过低，磨削效率不高，不能满足加工要求。
金刚石砂轮主要用于磨削超高硬度的脆性材料，如硬质合金、宝石、光学玻璃和陶瓷等，不宜用于加工铁族金属材料。
立方氮化硼砂轮由于其化学稳定性好，宜于加工一些难磨的金属材料，尤其是磨削工具钢、模具钢、不锈钢、耐热合金钢等具有独特的优点。
4.2 磨削运动和磨削用量4.2.1 磨削运动和磨削用量的选择磨削加工一般有四个运动，如图4-1所示。
(1)主运动：砂轮的旋转运动，称为主运动。
磨削速度：主运动的线速度(即砂轮外圆的线速度)称为磨削速度。
可按下式计算 1000o c n d v π=（式4-1） 式中 o d —砂轮直径(mm)。
n —砂轮转速(r ／s)。
普通磨削速度为c v 为30～35m ／s ，当c v >45m ／s 时称为高速磨削。
(2)径向进给运动(即磨削时的切深运动)：工作台每双(单)行程内工件相对砂轮的径向移动的距离(砂轮切入工件的深度)。
径向进给量(磨削深度)，代表符号为r f ，标准单位为mm ／d str(当工作台每单行程作进给时单位为mm ／str)。
当作连续进给时为mm ／s 。
一般情况下，r f ＝0.005～0.02 d str 。
3)轴向进给运动：工件相对砂轮沿轴向的进给运动。
轴向进给量，代表符号为a f 。
指工件旋转一周，砂轮沿其轴向移动的距离，单位为mm ／r 。
一般取（0.3～0.6）Bmm ／r ，B 为砂轮宽度；粗加工取大值，精加工取小值。
内、外圆磨时，轴向进给量为工件每转相对于砂轮的轴向位移量，单位为mm ／r 。
平面磨时，轴向进给量为工作台每双(单)行程相对于砂轮的轴向位移量，单位为mm ／d str(mm ／str)。
(4) 工件运动：内、外圆磨时为工件的旋转运动，平面磨时为工作台的直线往复运动。
运动速度为w v ，单位为m ／s 。
内、外圆磨时1000πw w w n d v =（4-2） 平面磨时 10002b t a w Ln v = （4-3） w v —工件速度（m ／s ）；w d —工件直径（mm ）；L —工作台行程(mm)；w n —工件转速（r/s ）；b t a n —工作台往复频率（s -1）。
(a)外圆磨削 (b)内圆磨削 (c)平面磨削图4-1 磨削运动图4-2 磨削用量4.3 磨削过程4.3.1 磨削的形成过程磨削时，其切削厚度由零开始逐渐增大。
由于磨粒具有很大的负前角和较大尖端圆角半径，当磨粒切入工件时，只能在工件表面上进行滑擦，这时切削表面产生弹性变形。
当磨粒继续切入工件，磨粒作用在工件上的法向力F n 增大到一定值时，工件表面产生塑性变形，使磨粒前方受挤压的金属向两边塑性流动，在工件表面上耕梨出沟槽，而沟槽的两侧微隆起（见图4-4）。
当磨粒继续切入工件，其切削厚度增大到一定数值后，磨粒前方的金属在磨粒的作用下，发生滑移而成。
见图4-3所示。
图4-4 磨削过程中的隆起现象图4-3 磨粒切入过程由于各个磨粒形状、分布、高低各异，其切削过程也有差异。
其中一些突出和比较锋利的磨粒，切入工件较深，经过滑擦、耕犁和切削三个阶段，形成非常微细切屑。
由于磨削温度很高而使磨屑飞出时氧化形成火花。
比较钝的突出高度较小的磨粒，切不下切屑，只起刻划作用，在工件表面上挤压出微细的沟槽。
更钝的、隐藏在其它磨粒下面的磨粒只稍微滑擦着工件表面起抛光作用。
磨削过程是一个包含切削、刻划、抛光作用的综合复杂过程。
值得注意的是：切削中产生的隆起余量增加了磨削表面的粗糙度，且隆起余量与磨削速度有密切关系—随着磨削速度提高而成正比下降，当速度达到一定值时，隆起残余可趋近于零。
这是由于塑性变形的传播速度小于磨削速度，而使磨粒负面侧面的材料来不及变形的缘故。
因此高速切削能减小表面粗糙度。
4.3.2 磨削阶段由于磨削时，径向磨削力F x较大，引起工件、夹具、砂轮、磨床系统产生弹性变形，使实际磨削深度与每次的径向进给量有所差别。
实际的磨削过程可分为三个阶段。
图4-5 磨削阶段1.初磨阶段—当砂轮最初的几次径向进给中，由于机床、工件、夹具系统的弹性变形，实际磨削深度比磨床刻度所显示的径向进给量小。
工件、砂轮、磨床刚性愈差，此阶段愈长。
2.稳定阶段—随着径向进给次数的增加，机床、工件、夹具系统的弹性变形抗力也逐渐增大。
直至上述工艺系统的弹性变形抗力等于径向磨削力量，实际磨削深度等于径向进给量，此时进入稳定阶段。
3.清磨阶段—当磨削余量即将磨完时，径向进给运动停止。
由于工艺系统的弹性变形逐渐恢复，实际磨削深度大于零。
为此，在无切深的情况下，增加进给次数，使磨削深度逐渐趋于零，磨削火花逐渐消失。
这个阶段称为清磨阶段。
清磨阶段主要是提高磨削精度，减小表面粗糙度。
掌握了这三个阶段，在开始磨削时，可采用较大径向进给量，缩短初磨和稳定磨削阶段以提高生产效率；最后阶段应保持适当清磨时间，以保证工件的表面质量。
4.4 磨削力和磨削功率4.4.1 磨削力磨削加工也和其它切削加工一样，可以把总磨削力分解为三个互相垂直的分力(如图4-6)所示。
图4-6 磨削力 主磨削力(也称切向分力)y F ——磨削速度方向的分力。
切深力(也称径向分力)x F ——切深方向的分力，也是径向进给方向的分力。