磨工工艺与技能训练 课件 PPT 第九单元 复杂零件磨削

一、薄壁零件磨削的特点
图9-9 薄壁工件在三爪卡盘上的变形
一、薄壁零件磨削的特点
2．薄片工件的磨削特点 厚度不超过最小横向尺寸1/5的薄而狭长的片（板）状 工件称为薄片（板）工件。常见的薄片（板）工件如垫圈、 摩擦片、垫板及镶钢导轨的镶钢片等。这类工件纵向刚度 差，磨削时容易产生受热变形和受力变形，其变形形式主 要为翘曲。
四、技能训练
（二）尺寸较大薄片零件的磨削 1．分析图样和技术要求图9-25所示为尺寸较大的薄 片零件。 2．选择设备 3．选择砂轮 4．工件的定位夹紧 5．磨削方法 6．工件磨削步骤
四、技能训练
图9-25 薄片
四、技能训练
（三）磨削带有凹槽的薄垫板 1．分析图样和技术要求 图9-26所示为带有凹槽的薄垫板。 2．选择设备 3．选择砂轮 4．工件的定位夹紧 5．磨削方法采用横向磨削法，先磨削B面，再以B 面为基准磨削A面。磨削时应采用较小的磨削用量。 6．工件磨削步骤
2）放松尾架顶尖，调整顶尖对工件的顶紧力，调整时转 动手轮，使尾架内的弹簧适当放松，以减小尾架顶紧力对工 件变形的影响。
3）磨削开式中心架支撑C处外圆，磨去量为0.005mm 。 4）调整中心架垂直支撑块和水平支撑块，方法与前面粗 磨的步骤5）相同，表上读数均为0.01mm 。 5）用纵磨法精磨工件外圆与C处外圆平齐，方法与粗磨相 同，磨平齐后整个外圆再磨去0.005mm，然后重复步骤3）、 4）、5），直至把工件外圆尺寸磨削至只剩0.008mm余量。
三、薄片工件的磨削方法
4．低熔点材料黏附装夹 一些低熔点材料如石蜡、松香及低熔点合金等，具有 一定的黏结力，用这些材料作为黏结剂，熔化后可粘固薄 片工件，几乎没有弹性变形（见图9-20）。
图9-2０ 低熔点材料黏附装夹 1-工件 2-夹具 3-黏结剂 4-磁性工作台
三、薄片工件的磨削方法
5．改变夹紧力方向 磨削长条形薄片工件时，工件弯曲变形大，在批量生 产时，可采用专用角铁式夹具装夹（见图9-21）。工件用 压板从侧面夹紧（夹紧力为Ｆ），由于工件的侧面宽度方 向刚度高，不会产生较大的夹紧变形。待磨平一面后， 再 将工件吸在电磁吸盘上磨削另一面。
四、技能训练
图9-23 薄壁套
Hale Waihona Puke Baidu、技能训练
5．磨削方法 平磨采用横向磨削法，内、外圆均采用纵向磨削法， 按工件的余量划分粗、精磨，尽量采用较小的背吃刀量， 以防变形。粗磨后精磨前应安排除应力工序，以消除磨 削时产生的内应力。
四、技能训练
6．工件的磨削步骤 （1）检查毛坯余量。薄壁套类零件车削和热处理时 都存在变形，磨削前必须仔细检查毛坯余量，即内外圆 尺寸、圆度和同轴度等。 （2）在M1432A型磨床上，用图9-24所示的箍套，箍 住直径为ϕ105mm的一侧，在四爪单动卡盘上装夹。 （3）修整外圆砂轮。 （4）调整工作台行程挡铁位置，控制磨削长度。
二、薄壁套类工件的磨削方法
2．减小磨削力和磨削热的变形 （1）合理选择砂轮 （2）细化加工工艺，合理选择磨削用量 （3）改善冷却效果
二、薄壁套类工件的磨削方法
（3）改善冷却效果 磨削热是引起薄壁套类工件变形的原因之一，由于工 件内壁磨削热不易散失，工件外圆会磨成中凹面。因此， 磨削时应增大磨削液的压力和流量， 改进喷注方法，以改 善冷却效果。对长薄壁套类工件可采用图9-18所示的带有 内冷却的心轴，可大大改善工件的受热情况，保证工件精 度。
四、技能训练
6．工件磨削步骤 （1）研磨中心孔。 （2）粗磨外圆。 （3）粗磨外圆锥。 （4）精磨外圆。 （5）精磨外圆锥。
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课题二 薄壁套和薄片零件的磨削
一、薄壁零件磨削的特点
1．薄壁套类工件的磨削特点 薄壁零件一般是指孔壁厚度为内径1/10～1/8的套类零 件。它的特点是沿半径方向刚性很差，容易在磨削过程中 因夹紧力、磨削力、内应力及磨削热等因素的影响产生变 形，从而造成加工误差。图9-9a所示为工件在三爪卡盘上 装夹时所产生的夹紧变形。磨削内孔时虽然孔被磨圆，如 图9-9b所示；但松开卡爪后，工件由于弹性变形，内孔呈 三角形圆， 如图9-9c所示。
二、偏心工件的磨削方法
1．用两顶尖装夹磨削偏心轴 图9-28所示工件为有两个偏心圆柱的偏心轴，在工 件的两端钻有三对中心孔，磨削轴颈1和4时，用中心孔 B；磨偏心圆柱2时，用中心孔A；磨偏心圆柱3时，用 中心孔C。
图9-28 用顶尖装夹偏心工件 1、4-轴颈 2、3-偏心圆
二、偏心工件的磨削方法
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课题三 偏心零件的磨削
一、偏心零件的特点
磨削偏心工件，除有一般内、外圆的磨削要求外， 还应达到以下加工要求：
1．保证偏心部分中心线与旋转中心线之间的距离， 即偏心距e的尺寸精度。
2．保证偏心部分中心线与旋转中心线之间相互平行。 3．保证各个偏心部分的位置精度。 由于工件的偏心，旋转时还会产生不平衡的离心力， 引起工件的扭曲和弯曲变形。因此，偏心工件磨削的关 键是做好工件的装夹、找正和平衡处理。
二、薄壁套类工件的磨削方法
图9-18 内冷却心轴 1-心轴 2-顶尖滑套 3-水斗
二、薄壁套类工件的磨削方法
3．消除工件的内应力 在粗精磨前后，工件均应进行除应力处理，以消除工 件由于热处理、磨削力和磨削热引起的内应力。
三、薄片工件的磨削方法
1．垫弹性垫片 在电磁吸盘和工件之间垫上一层厚为0.5～3mm的橡胶或 海绵等弹性物质。当工件被吸紧时，由于弹性垫片被压缩， 从而使工件的弹性变形减小，磨出较平整的工件（见图919）。将工件反复翻身磨削几次，在工件的平面度和平行 度得到改善后，再直接吸在电磁吸盘上磨削。
2．用专用夹具装夹磨削偏心零件 图9-29所示为一种带有中心孔的偏心夹具，套装在工件 已磨好的两端外圆上，用夹具上的中心孔A和C定位，磨削 偏心圆柱2和3。偏心夹具在套装时，两端分别放在平板上使 中心对准，并用螺纹将夹紧套夹紧在工件的轴颈上。
三、细长轴磨削的方法
6）最后一次精磨开式中心架支撑处外圆C，方法同前， 磨去量为0.003mm。
7）重新调整开式中心架垂直支撑块和水平支撑块，方 法同前，调整量表上读数为0.005mm 。
8）用纵磨法精磨工件外圆与C处外圆平齐。此时工件 尺寸已到要求尺寸，砂轮不再进给，反复用纵向磨削法来 回进行磨削，直至不见火花时为止。
二、薄壁套类工件的磨削方法
1．改进工件的装夹方法 工件在内外圆磨削时尽可能采用夹具装夹，以减小工 件的受力变形，其中内孔磨削最关键。主要装夹方法有：
图9-1０ 工件的热变形 ａ） 工件不均匀线膨胀 ｂ） 工件被磨成中凹面
二、薄壁套类工件的磨削方法
（1）胀松套装夹 （2）外圆心轴装夹 （3）专用夹具装夹 （4）电磁盘装夹 （5）用通用夹具装夹 （6）心轴胀套装夹 （7）用微锥心轴装夹 （8）用心轴装夹磨有锥孔的薄壁套外圆
二、减小细长轴弯曲变形的方法
当工件加工精度较高、长度又较长时，可采用中心架支 撑（见图9-1）。中心架的构造如图9-2所示，架体8用螺钉9 固定在磨床工作台上，工件由垂直支撑块6 和水
平支撑块5支撑着。水平支撑块5可用螺母1经螺杆和套筒 调整到需要的位置，垂直支撑块6可用螺母2经螺杆3、套筒4 和双臂杠杆7调整到需要位置。垂直支撑块和水平支撑块分 别由尼龙或硬木块制成。
三、细长轴磨削的方法
图9-3 凹形砂轮和小弹性后顶尖
三、细长轴磨削的方法
2．用中心架支撑磨削细长轴 对于长径比较大的细长轴需使用中心架支撑。 （1）粗磨时工件的装夹与磨削 （2）精磨时工件的装夹与磨削
三、细长轴磨削的方法
1）修整砂轮。为了减少磨削力，应将砂轮先修整成凹形， 修整周面时金刚石杆的位置应使金刚石尖与工件外圆基本一 致。
二、减小细长轴弯曲变形的方法
图9-1 用中心架支撑磨细长轴
二、减小细长轴弯曲变形的方法
图9-2 中心架的结构 1、2-螺母 3-螺杆 4-套筒 5-水平支撑块 6-垂直支撑块 7-双臂杠杆 8-架体 9-螺钉
三、细长轴磨削的方法
1．不用中心架支撑磨削细长轴长径比较小的细长轴可 不用中心架支撑。磨削时将砂轮修成凹形（见图9-3a）， 即在砂轮周边的中间开一个为砂轮宽度2/3左右的凹槽，以 减小磨削时的切削力。仔细修研工件的中心孔，使之与顶 尖有良好的接触。采用双拨杆拨盘带动，并找正工作台， 使两顶尖的轴心线在同一直线上。装夹后，调整尾架顶尖 的顶紧力，尾架顶尖可采用特殊的小弹性后顶尖（见图93b）。其磨削工艺步骤为：研磨中心孔→粗磨外圆，留精 磨余量0.2mm→校直、时效处理，工件弯曲小于0.03mm→ 半精磨外圆，留精磨余量0.05mｍ→校直工件，并时效处理 →精磨外圆至尺寸要求。
三、薄片工件的磨削方法
3．垫纸 这是一种常见的简易办法。将工件放在平板上，用橡 胶或木榔头轻轻敲击，分辨出空音处（即工件与平板接触 的空隙），再用纸垫入空隙处，使纸和工件填平。以垫平 的一面作定位基准吸在电磁吸盘上，磨另一面。磨出后， 再以磨好的平面为基准直接装夹在电磁吸盘上或再垫纸磨 另一面。以后再反复翻身磨削几次，直至达到图样要求。 此法只能用于磨削翘曲不大的工件。
四、技能训练
（12）精修整内圆砂轮。 （ 13 ） 精 磨 内 圆 ϕ100H6 至 尺 寸 要 求 ， 圆 度 误 差 小 于 0.005mm，表面粗糙度在Ra0.2μm以内。 （ 14）用微锥心轴装夹、校正。 （15）精修整外圆砂轮。 （ 16 ） 精 磨 外 圆 ϕ106h6 至 尺 寸 要 求 ， 同 轴 度 误 差 小 于 0.01mm ，表面粗糙度在Ra0.2 μm以内。
四、技能训练
（5）调整工作台行程挡铁位置，控制磨削长度。 （6）粗磨外圆，留精磨余量0.04～0.06mm，表面粗 糙度为Ra0.2μm。（7）翻下内圆磨具。 （7）修整内圆砂轮。 （8）调整工作台行程挡铁位置，控制砂轮越出孔口 长度。 （9）粗磨内孔，留精磨余量0.05～0.07mm ，圆度误 差小于0.005mm ，表面粗糙度在Ra0.2μm 以内。 （10）除应力处理，处理时防止变形。 （11）精修整内圆砂轮。
四、技能训练
（二）磨镗刀杆 1．分析图样和技术要求 2．选择设备 3．选择砂轮 4．工件的定位夹紧
四、技能训练
5．磨削方法 磨削的关键工艺是设法减小工件的弯曲变形。采用一 个中心架支撑，磨削ϕ60h8外圆。将中心架支撑在工件的 中部。使用中心架支撑时，工件的支撑部位要先磨圆，径 向圆跳动误差在0.002mm内。外圆分粗磨、精磨。
图9-21 专用角铁式夹具
三、薄片工件的磨削方法
6．减小电磁吸盘的吸力 减小电磁吸盘吸力的目的也是为了减小工件的弹性 变形，常用的方法是利用改变通过电磁线圈的电流强度 来调整电磁吸盘的吸力，但使用此法时必须重新调整吸 盘的电路并采用一定的安全技术措施。
四、技能训练
（一） 磨削薄壁套 1．分析图样和技术要求 图9-23所示为薄壁套工件。 2．选择设备 3．选择砂轮 4．工件的定位夹紧
第九单元 复杂零件磨削
课题一 细长轴磨削 课题二 薄壁套和薄片零件的磨削 课题三 偏心零件的磨削 课题四 成形面的磨削 课题五 花键轴磨削 课题六 齿轮磨削
课题一 细长轴磨削
一、细长轴磨削的特点
细长轴通常是指长度与直径的比值（以下简称长径比） 大于10的轴。
二、减小细长轴弯曲变形的方法
磨削细长轴的关键问题是， 如何减小磨削力和提高工 件的支撑刚度， 从而尽量减小工件的变形。
图9-19 垫弹性垫片
三、薄片工件的磨削方法
2．涂白蜡 先在工件翘曲的部位表面涂上一层白蜡，然后放在砂 轮端面上摩擦，使工件凸出部位上的白蜡磨去，凹部的白 蜡磨平，从而暂时形成无翘曲的定位面。此时，就可将工 件装在电磁吸盘上磨削第一面，再以第一面为基准磨削第 二面，最后反复翻身磨削两平面，直至达到所要求的平行 度为止。
四、技能训练
（一）磨精密细长轴 1．分析图样和技术要求 图9-7所示为小直径的精密细长轴。ϕ10h7外圆轴线的直 线度公差为ϕ0.02mm，表面粗糙度为Ra0.2μm。工件材料 为45钢， 热处理淬火硬度为48HRC。
图9-7 细长轴
四、技能训练
2．选择设备 3．选择砂轮 4．工件的定位夹紧 5．磨削方法 6．工件磨削步骤