磨削加工与磨床自学报告

磨削加工与磨床

磨削是机械加工中常见的加工方法之一,由于它对各种工件的适应性而被广泛使用.

1 砂轮的特性

砂轮主要由一定比例的磨料和结合剂经压制和烧结而成.其特性主要取决于磨料、粒度、结合剂、硬度和组织五个参数。

1.1 磨料

磨料的使用要求是：高硬度，适当的强度和韧性，高温下的物理，化学的稳定性。目前使用的砂轮大多是人造磨料，常见的有刚玉类，碳化硅类和高硬度磨料类。

1.2 粒度

粒度是指磨料颗粒的大小。粒度号越大，则磨料的颗粒越细。但对于用显微镜来确定粒度号的微细磨粒（又称微分），在测到的最大尺寸前面冠加“W”的符号来表示。粒度号越小，则微粉的颗粒越细。

粒度选择的原则是：小的磨粒号主要用于粗磨的高生产率；大的磨粒号主要用于精磨时减小表面粗糙度。工件塑性的或接触面积大，为避免温度过高，宜选小粒度号；工件软时，为避免砂轮气孔阻塞，应选小粒度号，反之则选大粒度号。

1.3 结合剂

结合剂的作用是将磨料粘合成具有一定强度和各种形状及尺寸的砂轮。主要的种类有陶瓷，树脂，橡胶，青铜。

1.4 硬度

砂轮的硬度是指磨粒受力后从砂轮表层脱落的难易程度。砂轮硬就表示磨粒难以脱落，砂轮软则与之相反。

砂轮硬度的选择原则是：

⑴工件材料越硬，应选越软的砂轮；反之，选越硬的砂轮。但对有色金属等很软的材料，为避免磨削是堵塞砂轮，则选用较软的砂轮。

⑵磨削接触面积较大时，应选较软的砂轮。薄壁零件及导热性差的零件，也应选软砂轮。

⑶精磨和成形磨削时，应选较硬的砂轮。

⑷砂轮的粒度号较大时，应选较软的砂轮。

1.5 组织

砂轮的组织是指磨料，结合剂和气孔三者体积的比例关系，用来表示结构紧密活疏松的程度。案疏密程度分为：紧密型，中等型，疏松型和大气孔型。

1.6 砂轮的形状

砂轮的形状不同，用途也不同，常见砂轮名称及用途有：

平形砂轮，用于外圆磨，内圆磨，平面磨，无心磨，工具磨。

薄片砂轮，用于切断和切槽。

筒形砂轮，用于端磨平面。

碗形砂轮，用于刃磨刀具，磨导轨。

碟型一号砂轮，用于磨铣刀，铰刀，拉刀，磨齿轮。

双斜边砂轮，用于磨齿轮及螺纹。

杯型砂轮，用于磨平面，内圆，刃磨刀具。

2 磨削原理

磨削原理是在磨损的基础上，提高摩擦表面的粗糙度及摩擦频率，即用高速回转的砂轮或其它磨具以给定的被吃刀量，由于工件和磨具之间相对的高速运动，产生的摩擦，挤压，生热及相对运动而去除材料的方法。

2.1 磨粒的形状及磨削特点

磨粒的形状及工件的位置有着多种不同的形态和随机性,绝大部分磨粒的顶尖角在90°~120°之间，此时磨削的磨粒均以负前角进行切削。磨削一段时间后，磨粒钝化，前角的绝对值还会增大。2.2 磨削加工类型

磨削教工根据被加工表面的形状和砂轮与工件之间的相对运动，可分为外圆磨削，内圆磨削，平面磨削和无心磨削等。

⑴外圆磨削

外圆磨削是用砂轮外圆周面来磨削工件的外回转表面。主要加工圆柱面，圆锥面，端面，球面和特殊形状的外表面等。按照不同的进给方向又可分为纵磨法和横磨法两种。

①纵磨法工件或砂轮做高速旋转为主运动，砂轮相对工件轴向做纵向进给运动。纵磨法的横向进给量小，磨削力小，散热条件好，并且能以光磨的次数提高表面质量，目前生产中使用最广泛。

②横磨法采用这种磨削，砂轮的宽度应比工件的磨削宽度大。工件或砂轮做高速旋转运动，砂轮以缓慢连续或断续的速度沿工件径向做

横向进给运动。磨削时砂轮与工件的接触面积大，磨削力大，必须使用功率大，刚性好的磨床。还得给工件充分的加注切削液降温。

⑵内圆磨削

用砂轮磨削工件内孔的磨削方式称为内圆磨削。磨削是砂轮或工件做高速旋转，砂轮做横向和纵向进给运动。由于砂轮与工件的接触面积较大，发热量集中，冷却条件差，造成热变形大，工件及砂轮主轴易变形，因而加工精度不高。

⑶平面磨削

平面磨削是砂轮在一个平面做往复直线运动或圆周运动，同时还要向被磨削表面做垂直进给运动。

平面磨削还可分为圆周磨削和端面磨削两种。圆周磨削接触面积小，磨削力小，散热好，磨损均匀，因而加工精度高，生产率低。端面磨削接触面积大，参加磨削的磨粒多，磨削用量大，发热量大，散热不畅，工件变形大，磨损不均匀，因而加工精度不高，生产率高。

⑷无心外圆磨削

无心外圆磨削是将工件置于砂轮和导轮之间的托板上，以工件自身外圆为定位基准。当砂轮以高转速旋转，工件就有与砂轮相同的线速度回转的趋势，但由于受到导轮摩擦力对工件的制约作用，结果使工件以接近导轮线速度回转，从而在砂轮和工件之间形成很大的速度差，由此而产生磨削作用。加工时工件是靠自身轴线定位，因而磨削得到的工件尺寸精度与几何精度都比较高，表面粗糙度小。由于无心外圆磨床调整费时，只适合大批量生产。

无心外圆磨削有两种方式：贯穿磨削和切入磨削。

贯穿磨削是将导轮在和砂轮轴平行的平面内倾斜一个角度，通常是2°~6°，这样就在工件轴线方向上产生一个轴向进给力，工件一面回转一面沿轴向进给，就可以连续地进行纵向进给磨削。

切入磨削加工是砂轮，工件及导轮的轴线相互平行，砂轮作横向进给来磨削工件表面。