磨削的工艺特点及其应用
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工件不做纵向移动；砂轮以慢速 作连续的径向进给。
先将工件分段进行横磨，留下 0.01~0.03mm余量，然后用纵磨 法进行精磨。
采用较小的纵向进给量 （1~2mm/r），较大的背吃刀量 （0.3mm左右），在一次行程中 切出全部余量
工艺特点 加工精度和表面质量高；适应面 宽；生产效率较低；广泛用于单 件小批加工细长轴。
wenku.baidu.com
滑擦、 摩擦严重，切削热多。 ③砂轮本身传热性能很差，短时间内切削热传不出去 。
由于磨削过程切削温度很高。因此，磨削中应大 量采用切削液。切削液除冷却、润滑作用外，还可以 冲洗砂轮，保证磨削的正常运行，提高砂轮的耐用度 和工件的加工质量。
磨削加工用的切削液一般用苏打水、乳化液等。 磨削铸铁、青铜等脆性材料时，一般不加切削液。
由于背向磨削力大，在此力方向上机床、夹具、工件、刀 具组成的工艺系统刚度要求高，如果较差会造成工艺系统变形， 影响工件加工精度。
一般在最后几次走 刀时，要少吃刀或不吃 刀，以便逐步消除由于 变形而产生的加工误差。 但降低生产率。
4．磨削温度高
①切削速度高，较一般加工高出10~20倍，切削热多。 ②磨削过程中，砂轮与工件表面接触面大，且挤压，
磨粒破碎或整块从砂轮表面脱 落，露出里面新的磨粒，继续 进行磨削
砂轮的这种自行推陈出新，保持“自身锋锐”的性能称为 砂轮的自锐性。
由于砂轮这种自锐性，一方面破碎磨粒会堵塞孔隙，另一 方面随机脱落的磨粒引起砂轮尺寸精度下降，所以，经一段磨 削的砂轮需要重新修整，以保证其加工精度。
三、磨削的加工工艺特点：
平形超硬磨料砂轮的标志 碗形超硬磨料砂轮的构造
二、磨削过程
磨粒的磨削过程实际上是切削、刻划、滑擦三种作用的综合。
1 ） 第 一 阶 段 —— 滑 擦 ： 开 始砂轮表面磨粒从工件表面 滑擦而过、产生弹性变形， 此时无切削工作。
2）第二阶段——刻划：磨 粒切入工件表面的表层，刻 划出沟痕，并形成隆起，此 时也无切削动作。
四、磨削的应用与发展：
1、工件材料：铸铁、碳钢、合金钢、淬硬钢、硬质合金、陶瓷、 玻璃等，但不宜磨削塑性大的有色金属材料。 2、磨削加工的表面： ①外圆磨削：磨外圆柱面（外圆磨床上磨削） ②孔的磨削：磨内圆柱面（内圆磨床上磨削） ③平面磨削：磨平面（平面磨床上）
除外：还可以磨成形表面、齿轮齿形、螺纹、刀具的刃磨 等（专用磨床）。
表面质量较纵磨法低 ；生产率高； 适于成批大量生产、不太宽的成 形面且刚性较好的工件。 中和了纵磨法和横磨法的优点
砂轮前端修成锥面；须预留较大 的切入和切出距离；生产率高； 适于成批大量生产刚性较大的工 件。
无心磨削见图3-43，注意导轮轴线相对于砂轮轴线倾斜一角 度；工件轴线高于磨削轮和导轮轴线。
3）结合剂 结合剂是把磨粒固结成磨具的材料。它 的种类将影响砂轮的强度、韧性、耐热性、成形性和自
锐性等，对磨削温度和表面质量也有一定影响。
陶瓷 V；树脂 B；橡胶 R
4）硬度 区分砂轮硬度和磨料硬度这两个不同的 概念。
砂轮的硬度是指砂轮表面上的磨粒在外力作用下脱 落的难易程度。加工硬金属时，选用软砂轮。加工软金 属时，选用硬砂轮。
3）第三阶段——切削： 切削层厚度增大到某一 临界值时，开始切下切 屑。
砂轮表面的每一个磨粒相当于一把锋利的刀具。磨削 过程是无数微小的刀齿，同时地参与切削过程。
磨削过程中砂轮表面磨粒的变化情况
（开始）砂轮表面突出的锋锐磨粒 参与切削 磨粒变钝
继续进行磨削
切削力大于磨粒强度极限 切削力大于磨粒间结合力
②高效磨削：包括：高速磨削、强力磨削和砂带磨削。
主要目的是提高磨削效率和生产率。
高速磨削：Vc≥50m/s，提高生产率和加工质量 强力磨削：以大的吃刀量和小的纵向进给量进行磨削 高速和强力磨削对磨床、砂轮以及冷却方式要求很高。
如砂带磨削：砂带作回转主运动，工件由传送带带动作进给 运动，具有生产效率高，加工质量好，能较方便地磨削复杂形面 等优点。
用砂轮或其它磨具加工工件称磨削加工。
磨床：平面磨床、外圆磨床、 内圆磨床、工具磨床等多种
一、砂轮
砂轮：磨料＋结合剂——烧结成多孔性物体 磨料：具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的细小颗粒。主要磨
料有氧化物系列（例如，刚玉类“Al2O3 ”）、碳化物系列（SiC）和 超硬磨料等三大类。
磨料承担磨削任务，必须具有很高的硬度、耐热、一定的韧性， 以及在切削过程中能受力破碎形成锋利刃口等性能。刚玉类 （Al2O3 ）磨料适用于韧性材料磨削；碳化物系列（SiC）适用于脆 性材料和硬质合金刀具的磨削。
1. 砂轮的特性包括：
1）磨料 目前应用的主要是人造磨料，分为固结磨 具磨料（F系列，表3-1列出了常用磨料A、C、MBD、 CBN）和涂附磨具磨料（P系列）。
2）粒度 反映磨料颗粒大小的程度。粒度号用F+数 字 表示，数字越大颗粒越小。一般情况下，粗磨时选 用颗粒大的磨粒，精磨时选用颗粒较小的磨料。
３．背向磨削力（Fp）大 磨削过程中，由于切削深度很小，砂轮与工件表面接触面
大 ， 使 背 磨 削 力 （ 径 向 分 力 ） Fp 比 主 磨 削 力 Fc 大 ， 一 般 Fp= （1.5~3）Fc。而且工件材料塑性愈小，Fp/Fc比值愈大。
工件材料 碳钢 Fp/Fc 1.6~1.8
淬 硬钢 铸铁 1.9~2.6 2.7~3.2
①外圆磨削 分为有心磨削和无心磨削 在普通外圆磨床和万能外圆磨床上进行的
外圆柱面的加工是有心磨削。根据磨削运动的 不同，有心磨削分为纵磨法、横磨法、综合磨 法和深磨法。
纵磨法 横磨法 综合磨法 深磨法
进给运动
工件旋转实现周向进给；工作台 往复直线运动实现纵向进给；工 件一次往复行程终了时，砂轮做 周期性的径向进给。
③切削速度很高： 外圆磨：Vc=30~50m/s 高速磨：Vc＞50m/s ④砂轮磨削时，相当于无数微小的刀齿同时参与磨削，磨粒刃 口圆弧半径rn较小（例如46#白刚玉磨粒rn≈0.006~0.012mm，而 一般车刀的rn≈0.012~0.032mm）
每个磨粒的切削深度和进给量都很小，因此，加工表面的 残留面积极微小。 ２．磨削过程中，砂轮具有自锐作用，有利于进行强力连续磨 削，以提高磨削加工的生产率。
3．磨削加工的发展趋势
①高精度，小粗糙度值磨削 一般精度：粗磨：IT8~IT7 Ra=0.8~0.4μm
精磨：IT6~IT5 Ra=0.4~0.2μm 精密磨削： Ra=0.05~0.1μm 1）磨床高精度，高稳定性 超精密磨削：Ra=0.012~0.025μm 2）砂轮种类，磨料等颗粒 镜面磨削：Ra<0.008μm 3）合理的磨削参数，包括Vc，f，ap
1．磨削加工属于精加工、尺寸精度高，表面粗糙度值小。一般 磨削精度可达IT7-IT6，Ra值为0.2-0.8um。
①磨床制造精度高，刚性好，稳定性好。 ②有微量的进给机构，进给量可以很微小。
机床
进给刻度值 （mm）
立铣 0.05
车床 0.02
平面磨 0.01
外圆磨 0.005
精磨外圆磨 0.002
内圆磨 0.002
结合剂：有陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡胶结合 剂等。
陶瓷结合剂适用于外圆、内圆、平面和各种成形表 面磨削；树脂结合剂和橡胶结合剂适用于制成各种切 割用的薄片砂轮。
由于磨料、结合剂和制造工艺不同，砂轮性能差别 很大，对磨削效果、生产率和经济性有很大影响。
砂轮的特性是指磨料种类、粒度大小、硬度、结合 剂、结构组织、形状和砂轮尺寸等指标。
②孔的磨削
与外圆磨削类似，但表面粗糙度较大，生产率较低。 磨孔与绞孔或拉孔比较。 （１）可以磨削脆硬的工件孔 （２）不仅能保证孔本身的尺寸精度和表面质量，还可以提 高孔的位置精度和轴线的直线度。 （3）用同一个砂轮可以磨削不同直径的孔，灵活性较大。 （４）生产率比绞孔低，比拉孔更低。
③平面磨削
与平面铣削类似，可以分为周磨和端磨两种方式。 周磨多用于加工质量要求较高的工件，而端磨适用于要 求不很高的工件或者代替铣削作为精磨前的预加工。
5）组织 表示砂轮的疏密程度，它反映了砂轮中磨 粒、结合剂和气孔之间的体积比例，常用磨粒率（磨 粒在砂轮中的体积分数）表示。
6）形状及尺寸 表3-2摘录了常用砂轮形状和尺寸 的代号及主要用途。
2．砂轮的标志
3．超硬磨料砂轮
超硬磨料砂轮是指人造金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮。 超硬磨料砂轮常用的结合剂有金属、树脂和陶瓷。金属结 合剂砂轮结合强度高，适于粗磨和成形磨削，也用于超精密磨 削中。树脂和陶瓷结合剂的砂轮，适于半精磨、精磨和抛光等。 超硬磨料砂轮中磨料的含量用浓度表示。高浓度的砂轮适 用于粗磨、小面积磨削和成形磨削；低浓度磨削适用于精磨和 大面积磨削。
先将工件分段进行横磨，留下 0.01~0.03mm余量，然后用纵磨 法进行精磨。
采用较小的纵向进给量 （1~2mm/r），较大的背吃刀量 （0.3mm左右），在一次行程中 切出全部余量
工艺特点 加工精度和表面质量高；适应面 宽；生产效率较低；广泛用于单 件小批加工细长轴。
wenku.baidu.com
滑擦、 摩擦严重，切削热多。 ③砂轮本身传热性能很差，短时间内切削热传不出去 。
由于磨削过程切削温度很高。因此，磨削中应大 量采用切削液。切削液除冷却、润滑作用外，还可以 冲洗砂轮，保证磨削的正常运行，提高砂轮的耐用度 和工件的加工质量。
磨削加工用的切削液一般用苏打水、乳化液等。 磨削铸铁、青铜等脆性材料时，一般不加切削液。
由于背向磨削力大，在此力方向上机床、夹具、工件、刀 具组成的工艺系统刚度要求高，如果较差会造成工艺系统变形， 影响工件加工精度。
一般在最后几次走 刀时，要少吃刀或不吃 刀，以便逐步消除由于 变形而产生的加工误差。 但降低生产率。
4．磨削温度高
①切削速度高，较一般加工高出10~20倍，切削热多。 ②磨削过程中，砂轮与工件表面接触面大，且挤压，
磨粒破碎或整块从砂轮表面脱 落，露出里面新的磨粒，继续 进行磨削
砂轮的这种自行推陈出新，保持“自身锋锐”的性能称为 砂轮的自锐性。
由于砂轮这种自锐性，一方面破碎磨粒会堵塞孔隙，另一 方面随机脱落的磨粒引起砂轮尺寸精度下降，所以，经一段磨 削的砂轮需要重新修整，以保证其加工精度。
三、磨削的加工工艺特点：
平形超硬磨料砂轮的标志 碗形超硬磨料砂轮的构造
二、磨削过程
磨粒的磨削过程实际上是切削、刻划、滑擦三种作用的综合。
1 ） 第 一 阶 段 —— 滑 擦 ： 开 始砂轮表面磨粒从工件表面 滑擦而过、产生弹性变形， 此时无切削工作。
2）第二阶段——刻划：磨 粒切入工件表面的表层，刻 划出沟痕，并形成隆起，此 时也无切削动作。
四、磨削的应用与发展：
1、工件材料：铸铁、碳钢、合金钢、淬硬钢、硬质合金、陶瓷、 玻璃等，但不宜磨削塑性大的有色金属材料。 2、磨削加工的表面： ①外圆磨削：磨外圆柱面（外圆磨床上磨削） ②孔的磨削：磨内圆柱面（内圆磨床上磨削） ③平面磨削：磨平面（平面磨床上）
除外：还可以磨成形表面、齿轮齿形、螺纹、刀具的刃磨 等（专用磨床）。
表面质量较纵磨法低 ；生产率高； 适于成批大量生产、不太宽的成 形面且刚性较好的工件。 中和了纵磨法和横磨法的优点
砂轮前端修成锥面；须预留较大 的切入和切出距离；生产率高； 适于成批大量生产刚性较大的工 件。
无心磨削见图3-43，注意导轮轴线相对于砂轮轴线倾斜一角 度；工件轴线高于磨削轮和导轮轴线。
3）结合剂 结合剂是把磨粒固结成磨具的材料。它 的种类将影响砂轮的强度、韧性、耐热性、成形性和自
锐性等，对磨削温度和表面质量也有一定影响。
陶瓷 V；树脂 B；橡胶 R
4）硬度 区分砂轮硬度和磨料硬度这两个不同的 概念。
砂轮的硬度是指砂轮表面上的磨粒在外力作用下脱 落的难易程度。加工硬金属时，选用软砂轮。加工软金 属时，选用硬砂轮。
3）第三阶段——切削： 切削层厚度增大到某一 临界值时，开始切下切 屑。
砂轮表面的每一个磨粒相当于一把锋利的刀具。磨削 过程是无数微小的刀齿，同时地参与切削过程。
磨削过程中砂轮表面磨粒的变化情况
（开始）砂轮表面突出的锋锐磨粒 参与切削 磨粒变钝
继续进行磨削
切削力大于磨粒强度极限 切削力大于磨粒间结合力
②高效磨削：包括：高速磨削、强力磨削和砂带磨削。
主要目的是提高磨削效率和生产率。
高速磨削：Vc≥50m/s，提高生产率和加工质量 强力磨削：以大的吃刀量和小的纵向进给量进行磨削 高速和强力磨削对磨床、砂轮以及冷却方式要求很高。
如砂带磨削：砂带作回转主运动，工件由传送带带动作进给 运动，具有生产效率高，加工质量好，能较方便地磨削复杂形面 等优点。
用砂轮或其它磨具加工工件称磨削加工。
磨床：平面磨床、外圆磨床、 内圆磨床、工具磨床等多种
一、砂轮
砂轮：磨料＋结合剂——烧结成多孔性物体 磨料：具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的细小颗粒。主要磨
料有氧化物系列（例如，刚玉类“Al2O3 ”）、碳化物系列（SiC）和 超硬磨料等三大类。
磨料承担磨削任务，必须具有很高的硬度、耐热、一定的韧性， 以及在切削过程中能受力破碎形成锋利刃口等性能。刚玉类 （Al2O3 ）磨料适用于韧性材料磨削；碳化物系列（SiC）适用于脆 性材料和硬质合金刀具的磨削。
1. 砂轮的特性包括：
1）磨料 目前应用的主要是人造磨料，分为固结磨 具磨料（F系列，表3-1列出了常用磨料A、C、MBD、 CBN）和涂附磨具磨料（P系列）。
2）粒度 反映磨料颗粒大小的程度。粒度号用F+数 字 表示，数字越大颗粒越小。一般情况下，粗磨时选 用颗粒大的磨粒，精磨时选用颗粒较小的磨料。
３．背向磨削力（Fp）大 磨削过程中，由于切削深度很小，砂轮与工件表面接触面
大 ， 使 背 磨 削 力 （ 径 向 分 力 ） Fp 比 主 磨 削 力 Fc 大 ， 一 般 Fp= （1.5~3）Fc。而且工件材料塑性愈小，Fp/Fc比值愈大。
工件材料 碳钢 Fp/Fc 1.6~1.8
淬 硬钢 铸铁 1.9~2.6 2.7~3.2
①外圆磨削 分为有心磨削和无心磨削 在普通外圆磨床和万能外圆磨床上进行的
外圆柱面的加工是有心磨削。根据磨削运动的 不同，有心磨削分为纵磨法、横磨法、综合磨 法和深磨法。
纵磨法 横磨法 综合磨法 深磨法
进给运动
工件旋转实现周向进给；工作台 往复直线运动实现纵向进给；工 件一次往复行程终了时，砂轮做 周期性的径向进给。
③切削速度很高： 外圆磨：Vc=30~50m/s 高速磨：Vc＞50m/s ④砂轮磨削时，相当于无数微小的刀齿同时参与磨削，磨粒刃 口圆弧半径rn较小（例如46#白刚玉磨粒rn≈0.006~0.012mm，而 一般车刀的rn≈0.012~0.032mm）
每个磨粒的切削深度和进给量都很小，因此，加工表面的 残留面积极微小。 ２．磨削过程中，砂轮具有自锐作用，有利于进行强力连续磨 削，以提高磨削加工的生产率。
3．磨削加工的发展趋势
①高精度，小粗糙度值磨削 一般精度：粗磨：IT8~IT7 Ra=0.8~0.4μm
精磨：IT6~IT5 Ra=0.4~0.2μm 精密磨削： Ra=0.05~0.1μm 1）磨床高精度，高稳定性 超精密磨削：Ra=0.012~0.025μm 2）砂轮种类，磨料等颗粒 镜面磨削：Ra<0.008μm 3）合理的磨削参数，包括Vc，f，ap
1．磨削加工属于精加工、尺寸精度高，表面粗糙度值小。一般 磨削精度可达IT7-IT6，Ra值为0.2-0.8um。
①磨床制造精度高，刚性好，稳定性好。 ②有微量的进给机构，进给量可以很微小。
机床
进给刻度值 （mm）
立铣 0.05
车床 0.02
平面磨 0.01
外圆磨 0.005
精磨外圆磨 0.002
内圆磨 0.002
结合剂：有陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡胶结合 剂等。
陶瓷结合剂适用于外圆、内圆、平面和各种成形表 面磨削；树脂结合剂和橡胶结合剂适用于制成各种切 割用的薄片砂轮。
由于磨料、结合剂和制造工艺不同，砂轮性能差别 很大，对磨削效果、生产率和经济性有很大影响。
砂轮的特性是指磨料种类、粒度大小、硬度、结合 剂、结构组织、形状和砂轮尺寸等指标。
②孔的磨削
与外圆磨削类似，但表面粗糙度较大，生产率较低。 磨孔与绞孔或拉孔比较。 （１）可以磨削脆硬的工件孔 （２）不仅能保证孔本身的尺寸精度和表面质量，还可以提 高孔的位置精度和轴线的直线度。 （3）用同一个砂轮可以磨削不同直径的孔，灵活性较大。 （４）生产率比绞孔低，比拉孔更低。
③平面磨削
与平面铣削类似，可以分为周磨和端磨两种方式。 周磨多用于加工质量要求较高的工件，而端磨适用于要 求不很高的工件或者代替铣削作为精磨前的预加工。
5）组织 表示砂轮的疏密程度，它反映了砂轮中磨 粒、结合剂和气孔之间的体积比例，常用磨粒率（磨 粒在砂轮中的体积分数）表示。
6）形状及尺寸 表3-2摘录了常用砂轮形状和尺寸 的代号及主要用途。
2．砂轮的标志
3．超硬磨料砂轮
超硬磨料砂轮是指人造金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮。 超硬磨料砂轮常用的结合剂有金属、树脂和陶瓷。金属结 合剂砂轮结合强度高，适于粗磨和成形磨削，也用于超精密磨 削中。树脂和陶瓷结合剂的砂轮，适于半精磨、精磨和抛光等。 超硬磨料砂轮中磨料的含量用浓度表示。高浓度的砂轮适 用于粗磨、小面积磨削和成形磨削；低浓度磨削适用于精磨和 大面积磨削。