《金属工艺基础》课件—06磨削加工
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➢ 尾架。尾架套筒主轴孔采用莫氏3号锥孔，并配有手动进 退和液压脚踏板控制进退两种方式，方便装卸工件。在 磨削表面结构要求不高的外圆工件时，金刚钻笔可装在 尾架上进行砂轮修整。
➢ 砂轮架。砂轮架上有一台双出轴电动机，它一端经多楔 带与砂轮主轴连接，另一端经平皮带与内圆磨具主轴连 接，但二者不能同时使用。
第6章 磨削加工
1、磨削加工范围
6.1 概述
2、磨削加工的特点
➢ 磨削属多刃、微刃切削； ➢ 加工精度高，表面质量好 ➢ 磨粒硬度高 ➢ 磨削温度高 ➢ 磨削加工切深抗力(径向力)较大，易使工件发生变形，
影响加工精度。
1、外圆磨床 1）万能外圆磨床
6各个部件。床身内部装 有液压系统，上部有纵向和横向两组导轨以安装工作台 和砂轮架。床身是一个箱形结构的铸件，床身前部作油 池用，电器设备置于床身的右后部，油泵装置装在床身 后部的壁上。床身前面及后面各铸有两圆孔，供搬运机 床时插入钢钩用。床身底面有三个支撑螺钉，作调整机 床的安装水平用。
② 碳化硅类磨粒：适用于磨削铸铁和青铜等脆性材料以及硬 质合金刀具等。
③ 磨粒的大小用粒度表示，粒度号数越大颗粒越小。粗颗粒 主要用于粗加工，细颗粒主要用于精加工。
➢ 磨粒的大小用粒度表示，粒度号数越大颗粒越小。粗颗粒主 要用于粗加工，细颗粒主要用于精加工。
➢ 砂轮的形状。磨料用结合剂可以黏结成各种形状和尺寸的砂 轮，以适用于不同表面形状和尺寸的加工。工厂中常用的结 合剂为陶瓷。磨料黏结得愈牢，则砂轮的硬度就愈高。
带动工件纵向往复运动进行磨削的方法 ➢ 纵磨法的特点是加工精度较高、表面粗糙度值较小、通用性
较强，但生产效率较低，因此多用于精磨加工，尤其适合磨 削细长轴。
➢ 与外圆磨削相比，内圆磨削 的生产率很低，加工精度和 表面质量较差，测量也较困 难。
3、平面磨床
➢ 平面磨床的主轴有立轴和卧 轴两种，工作台也分为矩形 和圆形两种。
➢ 由床身、工作台、立柱、拖 板、磨头等部件组成。与其 他磨床不同的工作台上装有 电磁吸盘，用于直接吸住工 件。
6.3 砂轮
➢ 砂轮是磨削的主要工具。砂轮由磨粒、结合剂和气孔组成， 亦称砂轮三要素。磨粒的种类和大小、结合剂的种类和多 少以及结合强度决定了砂轮的主要性能。
➢ 工作台。工作台主要由上台面与下台面组成，上台面能 作顺时针5°到逆时针9°回转，用以调整工件锥度。当上台 面转动大于6°时，砂轮架应相应转一定角度，以免尾架和 砂轮架相碰。工作台的运动由油压缸驱动，动作平稳， 低速无爬行。工作台的左右换向停留时间可以调整。
➢ 工件头架。工件头架由头架箱和头架底板组成，头架箱 可绕头架底板上的轴回转，回转的角度可以从刻度牌上 读出。头架主轴的转速分六挡，通过电机转速调整和变 换三角带位置获得。头架可以安装三爪卡盘夹持工件磨 削。
6.4 工件的安装
1、外圆磨削中工件的安装
1）顶尖安装 ➢ 轴类零件常用顶尖装夹。安装时，工件支撑在两项尖之间，
其装夹方法与车削中所用方法基本相同。但磨床所用的顶尖 都是不随工件一起转动的，这样可以提高加工精度，避免了 由于顶尖转动带来的误差，尾顶尖是靠弹簧推力顶紧工件的。
2）卡盘安装 ➢ 卡盘装夹有三爪卡盘、四爪卡盘和花盘三种，与车床基本相
➢ 在砂轮的非工作面上标有砂轮的特性代号，包括形状、尺 寸、磨料、粒度、硬度、组织、结合剂、最高工作线速度。
➢ 磨料：刚玉(A12O3)类、碳化硅(SiC)类 ① 刚玉类：适用于磨削钢料及一般刀具； ② 碳化硅类：适用于磨削铸铁、青铜等脆性材料及硬质合金
刀具。 ➢ 磨粒：刚玉、碳化硅。 ① 刚玉类磨粒：适用于磨削钢料和一般刀具；
2）无心外圆磨床
➢ 主要用于磨削大批量的细长轴及无中心孔的轴、套、销等零 件，生产率高。
➢ 工件不需夹持，放在砂轮和导轮之间，连续磨削，操作简单， 生产率高，适于大批量磨削无中心孔的轴、套、销等零件。
➢ 无心磨削的特点如下： ① 生产率高。无心磨削时不必打中心孔或用夹具夹紧工件
，生产辅助时间少，故效率大大提高，适合于大批量生 产。
➢ 砂轮的高速旋转，即主运动； ➢ 工件的纵向往复运动，即纵向进给运动； ➢ 砂轮周期性横向移动，即横向进给运动； ➢ 砂轮对工件作定期垂直移动，即垂直进给运动。
2）端磨法
➢ 砂轮高速旋转； ➢ 工作台圆周进给； ➢ 砂轮垂直进给。
2、磨外圆
1）纵磨法 ➢ 采用大直径的砂轮，磨削时工件与砂轮同向旋转，使工作台
同。无中心孔的圆柱形工件大多采用三爪卡盘，不对称工件 采用四爪卡盘，形状不规则的采用花盘装夹。
3）心轴安装 ➢ 心轴装夹盘套类空心工件常以内孔定位磨削外圆，往往采用
心轴来装夹工件。常用的心轴种类和车床类似。心轴必须和 卡箍、拨盘等传动装置一起配合使用。其装夹方法与顶尖装 卡相同。
2、内圆磨削中工件的安装
➢ 当磨削键、垫圈、薄壁套等尺寸小而壁较薄的零件时，因零件与 工作台接触面积小，吸力弱，容易被磨削力弹出去而造成事故。 因此装夹这类零件时，须在工件四周或左右两端用挡铁围住，以 免工件走动，如图所示。
1、磨平面
6.5 磨削加工基本操作
➢ 装夹工件。 ➢ 磨削方法：平面的磨削方式有周磨法和端磨法。
1）周磨法
➢ 磨削工件内圆，大都以其外圆和端面作为定位基准，通常采 用三爪卡盘、四爪卡盘、花盘及弯板等安装工件，其中最常 用的是用四爪卡盘通过找正安装工件。
3、平面磨削中工件的安装
➢ 磨平面时，一般是以一个平面为基准磨削另一个平面。若两个平 面都要磨削且要求平行时，则可互为基准，反复磨削。
➢ 磨削中小型工件的平面，常采用电磁吸盘工作台吸住工件。电磁 吸盘工作台的工作原理如图所示。
② 工件运动稳定。 磨削均匀性不仅与机床传动有关，还与 工件形状、导轮和工件支架状态及磨削用量有关。
③ 外圆磨削易实现强力、高速和宽砂轮磨削。
2、内圆磨床
➢ 内圆磨床主要用于磨削内圆 柱面、内圆锥面及端面等， 其结构特点是砂轮主轴转速 特别高，一般达10000～ 20000r/min，以适应磨削速 度的要求。
➢ 砂轮架。砂轮架上有一台双出轴电动机，它一端经多楔 带与砂轮主轴连接，另一端经平皮带与内圆磨具主轴连 接，但二者不能同时使用。
第6章 磨削加工
1、磨削加工范围
6.1 概述
2、磨削加工的特点
➢ 磨削属多刃、微刃切削； ➢ 加工精度高，表面质量好 ➢ 磨粒硬度高 ➢ 磨削温度高 ➢ 磨削加工切深抗力(径向力)较大，易使工件发生变形，
影响加工精度。
1、外圆磨床 1）万能外圆磨床
6各个部件。床身内部装 有液压系统，上部有纵向和横向两组导轨以安装工作台 和砂轮架。床身是一个箱形结构的铸件，床身前部作油 池用，电器设备置于床身的右后部，油泵装置装在床身 后部的壁上。床身前面及后面各铸有两圆孔，供搬运机 床时插入钢钩用。床身底面有三个支撑螺钉，作调整机 床的安装水平用。
② 碳化硅类磨粒：适用于磨削铸铁和青铜等脆性材料以及硬 质合金刀具等。
③ 磨粒的大小用粒度表示，粒度号数越大颗粒越小。粗颗粒 主要用于粗加工，细颗粒主要用于精加工。
➢ 磨粒的大小用粒度表示，粒度号数越大颗粒越小。粗颗粒主 要用于粗加工，细颗粒主要用于精加工。
➢ 砂轮的形状。磨料用结合剂可以黏结成各种形状和尺寸的砂 轮，以适用于不同表面形状和尺寸的加工。工厂中常用的结 合剂为陶瓷。磨料黏结得愈牢，则砂轮的硬度就愈高。
带动工件纵向往复运动进行磨削的方法 ➢ 纵磨法的特点是加工精度较高、表面粗糙度值较小、通用性
较强，但生产效率较低，因此多用于精磨加工，尤其适合磨 削细长轴。
➢ 与外圆磨削相比，内圆磨削 的生产率很低，加工精度和 表面质量较差，测量也较困 难。
3、平面磨床
➢ 平面磨床的主轴有立轴和卧 轴两种，工作台也分为矩形 和圆形两种。
➢ 由床身、工作台、立柱、拖 板、磨头等部件组成。与其 他磨床不同的工作台上装有 电磁吸盘，用于直接吸住工 件。
6.3 砂轮
➢ 砂轮是磨削的主要工具。砂轮由磨粒、结合剂和气孔组成， 亦称砂轮三要素。磨粒的种类和大小、结合剂的种类和多 少以及结合强度决定了砂轮的主要性能。
➢ 工作台。工作台主要由上台面与下台面组成，上台面能 作顺时针5°到逆时针9°回转，用以调整工件锥度。当上台 面转动大于6°时，砂轮架应相应转一定角度，以免尾架和 砂轮架相碰。工作台的运动由油压缸驱动，动作平稳， 低速无爬行。工作台的左右换向停留时间可以调整。
➢ 工件头架。工件头架由头架箱和头架底板组成，头架箱 可绕头架底板上的轴回转，回转的角度可以从刻度牌上 读出。头架主轴的转速分六挡，通过电机转速调整和变 换三角带位置获得。头架可以安装三爪卡盘夹持工件磨 削。
6.4 工件的安装
1、外圆磨削中工件的安装
1）顶尖安装 ➢ 轴类零件常用顶尖装夹。安装时，工件支撑在两项尖之间，
其装夹方法与车削中所用方法基本相同。但磨床所用的顶尖 都是不随工件一起转动的，这样可以提高加工精度，避免了 由于顶尖转动带来的误差，尾顶尖是靠弹簧推力顶紧工件的。
2）卡盘安装 ➢ 卡盘装夹有三爪卡盘、四爪卡盘和花盘三种，与车床基本相
➢ 在砂轮的非工作面上标有砂轮的特性代号，包括形状、尺 寸、磨料、粒度、硬度、组织、结合剂、最高工作线速度。
➢ 磨料：刚玉(A12O3)类、碳化硅(SiC)类 ① 刚玉类：适用于磨削钢料及一般刀具； ② 碳化硅类：适用于磨削铸铁、青铜等脆性材料及硬质合金
刀具。 ➢ 磨粒：刚玉、碳化硅。 ① 刚玉类磨粒：适用于磨削钢料和一般刀具；
2）无心外圆磨床
➢ 主要用于磨削大批量的细长轴及无中心孔的轴、套、销等零 件，生产率高。
➢ 工件不需夹持，放在砂轮和导轮之间，连续磨削，操作简单， 生产率高，适于大批量磨削无中心孔的轴、套、销等零件。
➢ 无心磨削的特点如下： ① 生产率高。无心磨削时不必打中心孔或用夹具夹紧工件
，生产辅助时间少，故效率大大提高，适合于大批量生 产。
➢ 砂轮的高速旋转，即主运动； ➢ 工件的纵向往复运动，即纵向进给运动； ➢ 砂轮周期性横向移动，即横向进给运动； ➢ 砂轮对工件作定期垂直移动，即垂直进给运动。
2）端磨法
➢ 砂轮高速旋转； ➢ 工作台圆周进给； ➢ 砂轮垂直进给。
2、磨外圆
1）纵磨法 ➢ 采用大直径的砂轮，磨削时工件与砂轮同向旋转，使工作台
同。无中心孔的圆柱形工件大多采用三爪卡盘，不对称工件 采用四爪卡盘，形状不规则的采用花盘装夹。
3）心轴安装 ➢ 心轴装夹盘套类空心工件常以内孔定位磨削外圆，往往采用
心轴来装夹工件。常用的心轴种类和车床类似。心轴必须和 卡箍、拨盘等传动装置一起配合使用。其装夹方法与顶尖装 卡相同。
2、内圆磨削中工件的安装
➢ 当磨削键、垫圈、薄壁套等尺寸小而壁较薄的零件时，因零件与 工作台接触面积小，吸力弱，容易被磨削力弹出去而造成事故。 因此装夹这类零件时，须在工件四周或左右两端用挡铁围住，以 免工件走动，如图所示。
1、磨平面
6.5 磨削加工基本操作
➢ 装夹工件。 ➢ 磨削方法：平面的磨削方式有周磨法和端磨法。
1）周磨法
➢ 磨削工件内圆，大都以其外圆和端面作为定位基准，通常采 用三爪卡盘、四爪卡盘、花盘及弯板等安装工件，其中最常 用的是用四爪卡盘通过找正安装工件。
3、平面磨削中工件的安装
➢ 磨平面时，一般是以一个平面为基准磨削另一个平面。若两个平 面都要磨削且要求平行时，则可互为基准，反复磨削。
➢ 磨削中小型工件的平面，常采用电磁吸盘工作台吸住工件。电磁 吸盘工作台的工作原理如图所示。
② 工件运动稳定。 磨削均匀性不仅与机床传动有关，还与 工件形状、导轮和工件支架状态及磨削用量有关。
③ 外圆磨削易实现强力、高速和宽砂轮磨削。
2、内圆磨床
➢ 内圆磨床主要用于磨削内圆 柱面、内圆锥面及端面等， 其结构特点是砂轮主轴转速 特别高，一般达10000～ 20000r/min，以适应磨削速 度的要求。