1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上模塊五 磨削模塊第一章 磨工基礎知識第一節(jié) 常用磨床簡介一、磨床種類磨床的種類很多，按用途和工藝方法的不同，大致可分為外圓磨床、內圓磨床、平面磨床、刀具刃磨床和專門化磨床等。圖5-1-1為常用的M2110型內圓磨床。圖5-1-1 M2110型內圓磨床我國將磨床品種分為三大類。一般磨床為第一類，用大寫漢語拼音字母“M”表示，讀作“磨”；第二類為超精加工磨床、拋光磨床、砂帶拋光機等，用“2M”表示；軸承套圈、滾子、鋼球、葉片磨床等為第三類，用“3M”表示。齒輪磨床和螺紋磨床則分別用“Y”和“S”表示，讀作“牙”和“絲”。各類磨床按加工不同又各分為10個組，每個組又分09共

2、10個系。磨床的類、組、系劃分參見表5-1-1。按表5-1-1可查出常見的一般磨床名稱。如1組外圓磨床組中，“0”為無心磨床系，M10即表示無心磨床；7組平面及端面磨床組中，“0”為曲線磨床系，M90表示光學工具曲線磨床。表5-1-1 磨床的類、組、系劃分表（GB/T15375-94摘錄）二、磨床型號識別根據(jù)GB/T1537594金屬切削機床型號編制方法的規(guī)定，磨床型號由大寫字母的漢語拼音字母和阿拉伯數(shù)字組成。型號分基本部分和輔助部分，中間用“/”隔開（讀作“之”）。前者需統(tǒng)一管理，后者納入型號與否右企業(yè)自定。型號構成如下：1.分類代號、類代號 磨床的分類代號、類代號用M、2M、3M表示，前已

3、述及。2.通用特性、結構特性代號 通用特性代號見表5-1-2。表5-1-2 通用特性代號結構特性在型號中沒有統(tǒng)一的含義，只有在同類機床中起區(qū)分機床結構、性能不同的作用，并排在通用特性的代號之后。結構特性代號用漢語拼音字母（ 通用特性代號已用的字母和“I、O”兩個字母不能采用）表示。3.組、系代號 詳見表5-1-1。4.主參數(shù)或設計順序號 磨床型號中的主參數(shù)用折算值表示，一般等于磨削的最大尺寸或機床工作臺寬度（或最大回轉直徑）的數(shù)值的1/10，個別機床折算系數(shù)為1或1/100。如無心外圓磨床M1080表示最大磨削直徑為80mm；M7130型臥軸矩臺平面磨床，30表示其工作臺寬度為300mm；M8

4、240型曲軸磨床，40則表示最大回轉直徑為400mm。設計順序號是某些通用機床無法用一個主參數(shù)表示時采用的型號編號。設計順序號由1起始，當設計順序號小于10時，由01開始編號。5.主軸數(shù)或第二主參數(shù) 主軸數(shù)只有多軸機床才表示，其主軸的數(shù)值置于主參數(shù)前，磨床大多為單軸，可省略，不予表示。第二主參數(shù)一般也不予表示，若有特殊情況，折算成二三位數(shù)表示。6.重大改進順序號 這類代號按字母本身讀音，放在型號基本部分的末尾。其代號按改進的先后順序用A、B、C等漢語拼音字母（但“I、O”兩個字母不得選用）。例1 解釋型號MGB1432D的含義答：該機床為一般類磨床，代號G為高精度，B為半自動，14表示外圓磨床

5、組的萬能系列，32表示其最大磨削直徑為320mm，D表示該磨床為第四次重大改進的產(chǎn)品。所以，該機床的名稱為“高精度、半自動萬能外圓磨床”。例2 簡述型號M7120B的含義答：M一般磨床類；71臥軸矩臺平面磨床；20工作臺最大寬度為200mm；B第二次結構重大改進。例3 簡述型號M8612A的含義答：M 一般磨床類；86花鍵軸磨床；12最大磨削直徑為120mm；A第一次結構重大改進。三、磨床結構磨床主要由床身、工作臺、砂輪架等部件組成，不同組系的磨床，則各有其結構特點。以常見的萬能外圓磨床為例，主要部件除上述之外，還有頭架、尾座和內圓磨具（見圖5-1-2）。 圖5-1-2 萬能外圓磨床 1-床身

6、 2-工件頭架 3-工作臺 4-內圓磨具 5-砂輪架 6-尾座 7-控制器1.床身 床身是機床的基礎部件，用以支承安裝在其上的各個部件，且要保持各個部件間的相對正確位置和運動精度。該磨床身為箱形鑄件，其縱向導軌上裝有工作臺，墊板的橫向導軌上裝有砂輪架。床身內還裝有液壓裝置、橫向進給機構和縱向進給機構等。2.工作臺 工作臺分上下兩層，上工作臺可相對下工作臺回轉角度，以便磨削錐面。下工作臺由機械或液壓傳動，可沿著床身的縱向導軌作縱向進給運動，工作臺的行程則由撞塊控制。3.砂輪架 砂輪架安裝在床身墊板的橫向導軌上，操縱橫向進給手輪可實現(xiàn)砂輪的橫向進給運動，以控制背吃刀量。砂輪架還可由液壓傳動，實現(xiàn)一

7、定行程的快速進退運動。砂輪裝在砂輪主軸端，以錐體定位，由電動機帶動。砂輪上方為澆注切削液的噴嘴。4.頭架 頭架由殼體、主軸部件、傳動裝置等通過底座安裝在工作臺上。主軸可安裝卡盤夾持工件，或用頂尖支持工件，并使工件形成精確的回轉中心。調節(jié)變速機構，可使主軸上撥盤獲得不同轉速，工件則由撥桿帶動旋轉。5.尾座 尾座套筒前端可安裝頂尖與頭架配合支承工件。尾座套筒后端的彈簧，可調節(jié)頂尖對工件的軸向壓力。6.內圓磨具 內圓磨具用于磨削工件的內孔，在它的主軸端可安裝內圓砂輪，由電動機經(jīng)傳動帶傳動作磨削運動。內圓磨具裝在可繞鉸鏈回轉的支架上，使用時可向下翻轉至工作位置。第二節(jié) 常用磨床傳動系統(tǒng)簡介磨床的傳動，

8、是通過運動源、傳動裝置和執(zhí)行件并以一定的規(guī)律所組成的傳動鏈來實現(xiàn)的。一、運動源 是給執(zhí)行件提供動力和運動的裝置，常采用三相異步電動機。二、傳動裝置 是傳遞動力和運動的裝置。它把運動源提供的動力和運動最后傳給執(zhí)行件。同時，傳動裝置還需完成變速、變向和改變運動形式等任務，以使執(zhí)行件獲得所需的運動速度、運動方向和運動形式。三、執(zhí)行件 執(zhí)行磨床工作的部件。如主軸、頭架、工作臺等。執(zhí)行見用于安裝砂輪或工件，并直接帶動其完成一定的運動形式和保證準確的運動軌跡。磨床常見的傳動方式，一般有機械、液壓、電動傳動等三種。一、機械傳動 磨床常用的機械傳動有帶傳動、螺旋傳動和齒輪傳動等。1.帶傳動 呈封閉的環(huán)形帶（截

9、面一般為矩形或梯形），以一丁點張緊力緊套在兩帶輪上，主動輪回轉時，靠帶與帶輪間的摩擦力拖動帶傳動，帶又拖動裝在從動軸上的從動輪回轉，這樣實現(xiàn)了帶傳動。帶傳動常用于磨床砂輪架主軸、內圓磨具主軸及工件頭架主軸上，由裝在電動機軸上的主動帶輪通過一至三級帶輪輻傳至主軸，實現(xiàn)主軸的變速。帶傳動工作平穩(wěn)，無噪聲，維護方便，過載時帶在輪上打滑，具有過載保護作用。但傳動效率較低，使用壽命短，不能保證準確的傳動比，要不是用在傳動比要求不嚴格的場合。2.螺旋傳動 螺旋傳動上依靠絲桿與螺母之間的嚙合力來傳遞運動和動力的。它可把回轉運動變?yōu)橹本€運動。例如磨床上砂輪架的手動和自動橫向進給運動，最后都是依靠絲桿螺母的傳動

10、來實現(xiàn)的。螺旋傳動還具有力的放大作用和較好的自鎖性，且傳動平穩(wěn)，噪聲小，依靠高精度的螺母與絲桿，可獲得較精確的微量進給。圖5-1-3 工作臺縱向液壓傳動示意圖 1-過濾器 2-液壓泵 3-溢流閥 4-節(jié)流閥 5-換向閥 6-液壓缸 7-工作臺3.齒輪傳動 一對齒輪嚙合而工作時，主動輪的輪齒將力傳動從動輪的輪齒上，從而將主動軸的動力和運動傳遞給從動軸，這就是齒輪傳動。如果有齒輪的軸不止一根，且上面的齒輪又能根據(jù)需要而嚙合，就組成了一個能多級變速的輪系，以準確可靠的傳遞運動。磨床砂輪架內的進給變速機構和頭架內主軸傳動裝置，都是用齒輪傳動的。齒輪傳動還可以把旋轉運動變?yōu)橹本€運動，如磨床工作臺的手動縱

11、向移動就是由齒輪傳動齒條來實現(xiàn)的。齒輪傳動結構緊湊，體積小，使用壽命長，能保持恒定的瞬時傳動比，傳遞的功率大，速度范圍寬，但制造與安裝精度要求高，成本也高。二、液壓傳動液壓傳動是磨床的重要傳動方式。采用液壓傳動可使磨床運動平穩(wěn)，并可實現(xiàn)較大范圍內的無級變速。圖5-1-3所示為磨床工作臺往復運動液壓系統(tǒng)的示意圖，工作原理如下：當電動機帶動液壓泵2運轉時，輸出的壓力油經(jīng)節(jié)流閥4、換向閥5進入液壓缸6的左腔，從而帶動工作臺7向右運動，液壓缸右腔的低壓油返回油箱。變換換向閥的位置（圖5-1-3b），則高壓油進入液壓缸的右腔，工作臺向左運動。轉動節(jié)流閥，可調節(jié)工作臺的運動速度。傳動系統(tǒng)的壓力由溢流閥3調

12、節(jié)。液壓傳動元件單位重量傳遞的功率大，結構簡單，布局靈活，易于實現(xiàn)遠距離操縱和自動化。液壓傳動的工作性能好，速度、轉矩、功率均可作無級調速，其元件的自潤滑性能好，使用壽命長，元件易系列化、標準化、通用化。3、電氣傳動 磨床的機械傳動系統(tǒng)和液壓傳動系統(tǒng)都離不開電氣傳動系統(tǒng)。從合閘開始，到啟動各臺電動機、液壓泵、水泵，直至磨床的各個運動，各個動作，按先后順序、要求速度進行啟動、轉換、變速、聯(lián)鎖、停止等的各個過程都是通過電氣傳動的。第三節(jié) 磨削用量和刨削切削用量是用于表示切削時主運動、進給運動和切入量參數(shù)的數(shù)值，以便于調整機床，取得良好的切削效果。根據(jù)磨削的特點，不同的磨削方式有不同的磨削用量。以外

13、圓磨削為例，其磨削用量包括砂輪的圓周速度、工件的圓周速度、縱向進給量及橫向進給量。一、砂輪圓周速度砂輪外圓表面上任一磨粒在單位時間內所經(jīng)過的磨削路程，稱為砂輪的圓周速度，用v。表示。此速度也即磨削主運動速度。v。的單位為m/s，按下式計算式中 D。砂輪直徑（mm）； n。砂輪轉速（r/min）； v。砂輪的圓周速度（m/s）。砂輪圓周速度表示砂輪磨粒的磨削速度，又稱磨削速度。外圓磨削和平面磨削的磨削速度一般在3035m/s左右。內圓磨削因其砂輪直徑限制故速度較低，一般在1830/m/s左右。砂輪圓周速度對磨削質量和生產(chǎn)率有直接的影響。當砂輪直徑變小時，會出現(xiàn)磨削質量下降的現(xiàn)象，就是由于砂輪圓周

14、速度下降的緣故。二、工件圓周速度工件圓周速度是表示工件被磨削表面上任意一點，在每分鐘內所走過的路程，用Vw表示，計算式為Vw=式中 dw 工件外圓直徑（mm）； nw 工件轉速（r/min）； vw 工件圓周速度（m/min）工件的圓周速度遠低于砂輪的圓周速度，一般為530m/min。三、縱向進給量工件每轉一轉，砂輪相對于工件在縱向進給運動方向的移動量，叫做縱向進給量。 圖5-1-4 進給量計算式為f = ( 0.2 0.8 ) B式中 B砂輪寬度（mm）；f縱向進給量（mm）。縱向進給量與工作臺的縱向速度有關，其計算公式為Vf=式中 f 縱向進給量（mm）； nw 工件轉速（r/min）；

15、vf 工作臺縱向速度（m/min）。四、橫向進給量外圓磨削時，在每次行程結束后，砂輪在橫向進給運動方向上的移動量，叫做橫向進給量，用ap表示。它是衡量磨削深度大小的參數(shù)，又稱背吃刀量。其尺寸從垂直于進給運動方向測量。其計算公式為ap=式中 D進給前工件的直徑（mm）； d進給后工件的直徑（mm）； ap橫向進給量（mm）。外圓磨削時，橫向進給量很小，一般取0.0050.04mm，精磨時取小值，粗磨時則取大值。切削速度、進給量、背吃刀量通常稱之為“切削三要素”，磨削時應合理選擇。磨削用量的選擇原則是：粗磨時以提高生產(chǎn)率為主，選用大的背吃刀量和縱向進給量；精磨時以保證精度和表面粗糙度要求為主，選擇

16、較小的背吃刀量和縱向進給量。同時還要考慮磨床、工件等具體情況，再綜合分析確定。復習思考題1.解釋下列磨床型號的含義：MG1432A，MBS1332A，M1080，MM1420，M2110，M6025A，M7475B2.萬能外圓磨床主要有哪些主要部件？各部件有什么作用？3.磨削由哪些基本運動組成？4.磨床常見的傳動形式有哪些？5.帶傳動是如何實現(xiàn)的，有什么優(yōu)缺點？6.簡述液壓傳動結構和原理。7.什么叫磨削用量？試舉例說明。8.什么是圓周速度？如何計算？9.進給量可分為哪兩類？其計算式分別是什么？10.什么是“切削三要素”？如何正確選擇？第二章 磨具第一節(jié) 砂輪的結構特性一、砂輪的結構砂輪是由磨料

17、和結合劑以適當?shù)谋壤旌希?jīng)壓制、干燥、燒結而成。燒結后還需車削成形、靜平衡、硬度測定及最高工作速度實驗等一系列工序，以保證砂輪的質量。砂輪的結構如圖5-2-1所示，它由磨粒、結合劑和空隙（氣孔）三個要素組成。 圖5-2-1 砂輪的結構磨粒相當于切削刀具的切削刃，起切削作用。結合劑使各磨粒位置固定，起支持磨粒的作用。空隙則有助于排屑和散熱的作用。二、砂輪的特性砂輪的工作特性由以下幾個要素衡量：磨料、粒度、結合劑、硬度、組織、強度、形狀和尺寸等。各種特性都有其適用的范圍。1.磨料 磨料是構成砂輪的主體材料，磨料經(jīng)壓碎后即成為各種粗細不等、形狀各異的磨粒，在磨削時需經(jīng)強烈的摩擦、擠壓和高溫的作用，

18、因此對磨料的性能和成分都有一定的要求。（1）對磨料的要求 磨料應具如下性能：1）較高的硬度 磨料的硬度要高于工件的硬度，這樣才能切掉工件上的金屬。2）磨料的強度是指磨料在磨削力、熱應力的作用下，保持其力學性能的程度。顯然，磨料的強度要高于工件材料的強度。3）較好的韌性 磨料的韌性是指磨料在外力作用下，抵抗破裂的能力。韌性小（脆性大）的磨料，在未充分發(fā)揮切削作用之前，很容易被折斷，砂輪極易迅速磨耗。4）較好的熱穩(wěn)定性（紅硬性） 磨料的熱穩(wěn)定性是指磨料在磨削的高溫之下，保持其物理性能的能力。熱穩(wěn)定性好，有利于減少切削變形。5）較好的化學穩(wěn)定性 磨料的化學穩(wěn)定性是指磨料不與工件黏附、擴散，不發(fā)生化學

19、反應、變化的性能。化學穩(wěn)定性好的磨料，可延緩砂輪鈍化，減輕砂輪堵塞，對提高砂輪的切削能力，延長砂輪使用壽命非常有利。（2）磨料的種類 分普通磨料和超硬磨料兩大類。前者主要有剛玉類和碳化物類，后者主要有金剛石類和立方氮化硼類。普通磨料的品種名稱代號見表5-2-1。 表5-2-1 普通磨料的名稱及其代號（GB/T2476-94）（3）磨料硬度和韌性比較 磨料的硬度和韌性是選用砂輪的重要依據(jù)，必須有所了解。1）硬度比較 磨料從硬到軟的次序為金剛石、立方氮化硼、碳化硼、綠碳化硅、立方碳化硅、黑碳化硅、單晶剛玉、白剛玉、鉻剛玉、棕剛玉。2）韌性比較 磨料從韌到脆的次序為鉻剛玉、單晶剛玉、棕剛玉、白剛玉、

20、微晶剛玉、黑碳化硅、綠碳化硅、立方氮化硼、金剛石。2.粒度 粒度是指磨料顆粒的大小。粒度號越大，表示磨料顆粒越小，或者說粒度越粗。根據(jù)磨料標準（GB/T2477-94）規(guī)定，粒度用41個粒度代號表示。粒度從粗到細的號數(shù)為4#、5#、6#、7#、8#、10#、12#、14#、16#、20#、22#、24#、30#、36#、40#、46#、54#、60#、70#、80#、90#、100#、120#、150#、180#、220#、240#。以上粒度號的顆粒尺寸均在260020um之內。其粒度代號表示的是磨礪所通過的篩網(wǎng)在每英寸長度上所含的孔數(shù)目。例如46#粒度是指磨粒可以通過每英寸長度上有46個孔目

21、的篩網(wǎng)，但不能通過每英寸長度上有54個孔目的篩網(wǎng)。其顆粒尺寸為425355um。顆粒更小的磨粒稱為微粉，其號數(shù)越小，表示磨料的顆粒也越小，即粒度越細。微粉從粗到細依次為W63、W50、W40、W28、W20、W14、W10、W7、W5、W2.5、W1.5、W1.0、W0.5。微粉用顯微鏡測量其粒度，粒度號W表示微粉，阿拉伯數(shù)字表示磨粒的實際寬度尺寸。例如W40表示顆粒的大小為4028um。砂輪的粒度對工件表面的粗糙度和磨削效率有較大的影響。3.結合劑 結合劑是將磨料黏結成各種砂輪的材料。結合劑的種類及其性質，影響砂輪的硬度、強度。結合劑的名稱及其代號見表5-2-2。 表5-2-2 結合劑代號（

22、GB/T2484-94）由于砂輪在高速旋轉中進行磨削加工，而且又是在高溫、高壓、強沖擊載荷以及強腐蝕性切削液的條件下進行工作，所以磨料黏結的牢固程度，結合劑本身的耐熱、耐蝕性能，就成為結合劑的重要要求。4.硬度 砂輪的硬度是指結合劑黏結磨粒的牢固程度。磨粒黏結越牢，表明砂輪越硬，也就是磨粒越不易脫落。砂輪的硬度與磨料的硬度決不可混為一談。軟的砂輪，其磨料可以很硬，只是磨粒黏結不牢，容易脫落；相反，較軟的磨料也可以黏結成硬度很高的砂輪。根據(jù)GB/T2484-94標準，砂輪的硬度代號按由軟至硬順序為：A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P、Q、R、S、T、Y。5.組織 砂輪的組織是

23、表示其內部結構松緊程度的參數(shù)。用磨料、結合劑、空隙（氣孔）三者在砂輪內部的體積比例來衡量。砂輪所含磨料比例越大，組織越緊密；反之，空隙越大，砂輪組織越疏松（見圖5-2-2）。 圖5-2-2 砂輪的組織 a）松 b）中 c）密根據(jù)GB/T2484-94標準，砂輪組織號按磨粒率從大到小的順序為0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14。其中，磨粒占體積的百分比見表5-2-3。 表5-2-3 不同組織號砂輪磨粒占砂輪體積比例 砂輪的組織緊密，易保持砂輪的幾何形狀，砂輪的壽命長和磨削精度高；組織疏松，砂輪中空隙可容納磨屑，在濕磨或干磨時能將切削液或空氣帶入磨削區(qū)，以減少磨削熱

24、，提高磨削效率。但組織疏松的砂輪磨損快，使用壽命短。6.形狀和尺寸 砂輪有不同的形狀和尺寸，適用于不同的磨削加工。常用砂輪形狀代號和尺寸標記見表5-2-4。表5-2-4 通用砂輪形狀代號和尺寸標記（GB/T2484-94摘錄）7.強度 砂輪強度通常用安全工作速度表示。砂輪高速旋轉時受到很大的離心力的作用，如果沒有足夠的強度，砂輪就會爆裂而引起嚴重事故。離心力的大小與砂輪圓周速度的平方成正比例，所以當砂輪圓周速度增大到一定數(shù)值時，離心力就會超過砂輪強度所允許的范圍，使砂輪爆裂。故各種砂輪都規(guī)定了安全工作速度，其速度要遠低于砂輪爆裂的速度。砂輪的安全工作速度在砂輪上以最高工作速度標識，其安全系數(shù)為

25、1.5。第二節(jié) 砂輪的選擇和應用每種砂輪各有其特性，都有一定的適用范圍，一般應根據(jù)工件的材料、形狀、熱處理方法、加工精度、表面粗糙度、磨削用量及磨削形式等選用。砂輪的主要工作特性選擇和應用范圍如下：一、磨料的選擇 選擇磨料時應注意：1.須考慮被加工材料的性質。抗拉強度較高的材料，應選用韌性較大的磨料；硬度低、伸長率大的材料，應選用較脆的磨料；對高硬度材料，則應選擇硬度更高的磨料。2.須注意選用不易與工件材料產(chǎn)生化學反應的磨料，以減少砂輪的磨損。3.須注意磨料在一定介質中、一定溫度下受到侵蝕的趨勢，以保證砂輪的壽命。一般的選擇原則是：工件為一般材料，可選用棕剛玉；工件材料為淬火鋼、高速鋼，可選用

26、白剛玉或鉻剛玉；工件材料為黃銅、鑄鐵可選用黑色碳化硅；工件材料為硬質合金，則可選用人造金剛石或綠色碳化硅。歸納起來講，工件材料硬，磨料更要硬；表面如要光，磨料則要韌。普通磨料的特點及應用范圍見表5-2-5。二、粒度的選擇 粒度的選擇應考慮加工工件尺寸、幾何精度、表面粗糙度、磨削效率以及如何避免某些缺陷產(chǎn)生等因素。一般來說，要求工效高、表面粗糙度值較大、砂輪與工件接觸面大、工件材料韌性大和伸長率較大，以及加工薄壁工件時，應選擇大一些的粒度；反之，加工高硬度、脆性大、組織緊密的材料，精磨、成形磨或高速磨削時，則應選擇較小的粒度。常用的粒度是46#80#。粗磨時選用粗粒度砂輪，精磨時選用細粒度砂輪。

27、另外，端磨應比周磨的砂輪粒度粗；內圓磨應比外圓磨的砂輪粒度粗；干磨應比濕磨的砂輪粒度粗。粒度的選擇可參考表5-2-6。三、砂輪硬度的選擇 硬度選擇的一般原則是：磨削硬材料，應選用軟砂輪，以使其保持較好的“自銳性“，提高砂輪的使用壽命，減少磨削力和磨削熱；磨削軟材料時，應選用硬砂輪，可在較長時間保持磨粒微刃的鋒利，利于切削。具體情況如下：1.磨削韌性大的有色金屬工件、刃磨硬度高的刀具、磨削薄壁件及易堵塞砂輪的材料時，應選用較軟的砂輪；鏡面磨削應選擇超軟砂輪。2.工件材料相同，縱向磨削與切入磨削，周邊磨削與端面磨削，外圓磨削與內圓、平面磨削，濕磨與干磨，精磨與粗磨，斷續(xù)表面磨削和連續(xù)表面磨削等，前

28、者均要選用比后者較硬的砂輪。3.高速、高精密磨削、鋼坯荒磨、工件去毛刺等，應選擇較硬的砂輪。4.磨削時自動進給與手動進給，樹脂結合劑砂輪與陶瓷結合劑砂輪，前者的硬度比后者均要高。四、結合劑的選擇 結合劑直接影響到砂輪的強度和硬度。各類結合劑適用范圍見表5-2-7。表5-2-5 普通磨料的選擇表5-2-6 粒度的選擇表5-2-7 結合劑適用范圍五、形狀和尺寸的選擇 砂輪的形狀和尺寸應根據(jù)所用磨床、加工要求和磨削方式合理選用。1.磨床剛性好、動力較大，可選用較寬的砂輪。2.加工特軟和韌性大的薄壁件、細長件，應選擇較窄的砂輪。3.在磨削效率和工件表面質量要求較高時，應選用寬一些的砂輪；在安全工作速度

29、和機床條件允許的情況下，盡量選用直徑大一些的砂輪。4.對切入式和成形磨削，砂輪寬度應略寬于工件加工部分寬度。5.內圓磨削選擇砂輪寬度時，應視孔徑、孔深、工件材料及冷卻方式而定，在冷卻條件允許的情況下，砂輪的直徑可選擇稍大一些，一般可達工件孔徑的2/3。復習思考題1.組成砂輪的三要素是什么？請簡單敘。2.砂輪有哪些特性要素？3.試述磨料、結合劑的種類、特性和應用范圍。4.什么叫砂輪的硬度、組織及強度。5.解釋下列砂輪標記的含義：1-400*100*203-WA80L5V-35m/s6.磨料選擇應考慮哪些因素？選擇原則是什么？7.粒度選擇應考慮哪些因素？選擇原則是什么？8.硬度選擇的一般原則是什么

30、？9.砂輪的形狀和尺寸應根據(jù)哪些條件選用，試舉例說明。10.什么叫砂輪組織？如何衡量？第三章 切削液一、切削液的作用合理選用切削液，可以改善磨削過程中的摩擦，降低磨削熱，提高已加工面質量。切削液的主要作用為：冷卻、潤滑、清洗、防銹。1.冷卻作用 切削液一方面減少磨屑、砂輪、工件間的摩擦，減少切削熱的產(chǎn)生，另一方面帶走絕大部分磨削熱，使磨削溫度降低。冷卻性能的好壞，取決于切削液的熱導率、比熱容、流量等，切削液上述物理性能量值越大，冷卻性能越好。2.潤滑作用 切削液能滲透到磨粒與工件的接觸表面之間，黏附在金屬表面上形成潤滑膜，以減少摩擦，從而提高砂輪的壽命，減低工件表面粗糙度值。切削液的潤滑能力，

31、取決于切削液的滲透性、成膜能力。由于接觸表面壓力較大，須在切削液中加一些油性添加劑或硫、氯、磷等極壓添加劑，以形成物理吸附膜或化學吸附膜來提高潤滑效果。3.清洗作用 切削液可將黏附在機床、工件、砂輪上的磨屑和磨粒沖洗掉，防止滑傷已加工表面，減少砂輪的磨損。切削液清洗性能的好壞，取決于它的堿性、流動性和使用壓力。4.防銹作用 切削液能保護機床、工件、砂輪不受周圍介質（空氣、水分、手汗等）的影響而腐蝕。防銹作用的強弱，取決于切削液本身的成分和添加劑的作用。例如，油比水溶液的防銹能力強，加入防銹添加劑，可提高防銹能力。二、切削液的種類磨削時使用的切削液可分為水溶液、乳化液和油類三大類。1.水溶液 水

32、溶液主要成分是水，其冷卻性能較好，但容易使機床和工件銹蝕，須加入防銹劑使用。2.乳化液 乳化液是乳化油和水的混合體。乳化油由礦物油和乳化劑配置而成。乳化劑的分子有兩個頭，一端向水，一端向油，把油和水連接起來，形成以水包油的乳化液。乳化液具有良好的冷卻作用，若再加入一定比例的油性劑和防銹劑，則可成為既能潤滑又可防銹的乳化液。使用時，取質量分數(shù)為2%5%的乳化油和水配置即可。天冷時，可用少量溫水將乳化油溶化，然后再加入冷水調勻。乳化液調配的含量應視工件的材料而定。如磨削鋁制工件時，含量不宜過高，否則會引起表面腐蝕；磨削不銹鋼工件，采用較高含量效果較好。一般來說，精磨時乳化液含量應比粗磨時要高一些。

33、3.油類 油類切削液主要成分是礦物油。礦物油的油性差，不能形成牢固的吸附膜，乳化能力差，在磨削時須加入極壓添加劑，即成為極壓機械油。它常用螺紋磨削和齒輪磨削。其配方見表5-3-1。表5-3-1 極壓機械油配方除上述三類切削液外，還有一種新型的稱為合成液的切削液，它是有添加劑、防銹劑、低泡油性劑和清洗防銹劑配置而成的。采用合成液后工件表面粗糙度可達Ra0.025um，砂輪壽命可提高1.5倍，使用期限超過一個月。三、切削液的噴注方式磨削時，磨粒的切削速度比一般切削加工高得多，因此切削液主要是對磨削部位和工件進行冷卻，以降低磨削熱。故磨削時切削液常采用噴注方式冷卻。切削液的噴注有外噴注冷卻和內噴注冷

34、卻兩種方式。（圖5-3-1） 圖5-3-1 切削液的噴注方式 a）外噴注方式 b）內噴注方式目前常用的是外噴注冷卻方式（圖5-3-1a），切削液由機床中的液壓泵以一定的壓力流出，經(jīng)管路、噴頭直接噴注在砂輪與工件接觸處。由于磨削速度較高，磨粒通過接觸弧的時間極短（約0.04us），因此，切削液不能全部進入磨削區(qū)域，影響了冷卻潤滑效果。近年來，開始采用了一種新型的內噴注冷卻方式，如圖5-3-1b所示。這種噴注方式是將切削液流經(jīng)中空的錐形蓋，再引入到砂輪中心腔內，由于旋轉砂輪離心力的作用，切削液便經(jīng)過砂輪網(wǎng)狀空隙流向砂輪四周邊緣，直接進入磨削區(qū)域，起到良好的冷卻潤滑作用。目前，由于還有一些具體問題如

35、砂輪主軸和砂輪的設計制造等尚未得到理想的解決，因此，內噴注冷方式未能普遍推廣使用。在刃磨刀具時采用浸硬脂酸砂輪，也是一種內冷卻法。磨削時，磨削區(qū)域的熱量使砂輪邊緣部分的硬脂酸溶化，而使其灑入磨削區(qū)域內，可以取得較好的冷卻效果。除噴注冷卻方式外，還有一種噴霧法冷卻，即在0.0.6MPa的壓縮空氣氣流中，吸入切削液并細化成霧狀，同時歲高速氣流噴出，細小的液滴在磨削區(qū)，高溫作用下汽化，吸收大量熱量。這種方法供液量少，噴霧裝置簡單，但使用噴霧冷卻時，磨削區(qū)要封閉，以免影響操作及環(huán)境衛(wèi)生。此法在生產(chǎn)中尚很少采用。四、切削液的處理由于磨削過程新產(chǎn)生的磨屑和砂粒等雜質在切削液中不斷增加，以致切削也變臟變臭，

36、不僅影響磨削工件的質量，還會危害環(huán)境衛(wèi)生，尤其是高精度、低粗糙度值磨削，對切削液的精細精華要求越來越高。因此通常都配置專門的凈化處理裝置，將切削液予以沉淀、過濾而凈化。常見的凈化裝置有旋渦分離器、磁性分離器、紙制過濾器和離心過濾器及沉淀過濾器等，見表5-3-2。表5-3-2 各種切削液凈化裝置圖5-3-2為一般的沉淀過濾器水箱，它容積較大，切削液能保持足夠的數(shù)量和一定的溫度，箱體上面有金屬網(wǎng)，以便過濾雜物，該水箱須每班清洗一次，以滿足加工需要。圖5-3-2b為改良式沉淀過濾器水箱，切削液經(jīng)一組隔板的循環(huán)沉淀，可達到較好的過濾效果，這種裝置成本低，使用普及。當對切削液有較高的清潔要求時，可采用表

37、5-3-2所列的其他專用過濾器裝置。五、對切削液的要求磨削用的切削液應滿足以下要求：1.切削液的化學成分要純，化學性質要穩(wěn)定，無毒性，其酸度應呈中性，以免刺激皮膚和腐蝕機床、工件和砂輪。2.有良好的冷卻性能。切削液的熱導率要大，應有一定壓力和充足的流量，便于發(fā)揮冷卻作用。3.有較好的潤滑性能。切削液黏度要低，與金屬親和力要強，便于滲透與形成潤滑膜，降低摩擦因數(shù)。4.切削液應與水均勻混合，在水箱中不起泡沫，并經(jīng)常保持清潔，不使用變質的切削液。5.切削液應根據(jù)磨削工件材料的不同合理選用，盡量使用磨削效果好、價格低廉的切削液。6.超精磨削中，應選用透明度較高及凈化的切削液，便于觀察和測量，以保證工件

38、表面質量。圖5-3-2 沉淀過濾器水箱復習思考題1.切削液有哪些作用？2.試述切削液的種類、特點及其應用范圍。3.切削液的噴注方式有哪幾種？各有何特點？4.使用切削液應滿足哪些要求？5.應如何處理使用過的切削液？第四章 磨削加工第一節(jié) 外圓磨削外圓磨削是磨工最基本的工作內容之一，常用來磨削軸、套筒與其他類型的外圓柱面，以及臺階的端面。磨后的尺寸公差等級可達IT7IT6級，表面粗糙度達Ra0.80.2um。外圓磨削的形式主要有普通外圓磨削、端面外圓磨削和無心外圓磨削三種（如圖5-4-1）。 圖5-4-1 外圓磨削的形式a）普通外圓磨削 b）端面外圓磨削 c）無心外圓磨削常用的外圓磨削方法有：縱向

39、磨削法、切入磨削法、分段磨削法和深切緩進磨削法等。磨削時可根據(jù)工件形狀、尺寸、磨削余量及加工要求選擇合適的方法。一、縱向磨削法縱向磨削法是最常用的外圓磨削法。磨削時，工作臺作縱向往復進給，砂輪作周期性橫向進給，工件的磨削余量要在多次往復行程中磨除。若每縱向往復運動一次，作一次橫向進給，磨去一部分余量，稱為單進給；若在每往、返行程時，各作一次橫向進給，稱為雙進給。最終的表面粗糙度和幾何精度則靠光磨來保證。砂輪超越工件兩端的長度一般取砂輪寬度B的1/31/2（圖5-4-2a）。這個長度不宜過大，如果太大，工件兩端直徑會被磨小。若磨削軸肩旁外圓時，要使工作臺停留片刻，以防出現(xiàn)凸緣或錐度（圖5-4-2

40、b）。最終的“光磨”是為了降低工件表面粗糙度值，提高工件表面的幾何精度，對尺寸的影響甚小。光磨的方法是在不作橫向進給的情況下，工作臺作縱向運動。 圖5-4-2 縱向磨削法1.縱向磨削法的特點（1）縱向磨削時，在砂輪的整個寬度上，磨粒的工作狀況不同。砂輪的左端面（或右端面）尖角擔負主要的切削作用，切除工件絕大部分余量，而砂輪寬度上大部分磨粒則擔負減小工件表面粗糙度值的作用。縱向磨削法產(chǎn)生的磨削力和磨削熱較小。如適當增加“光磨”時間，可進一步提高加工質量。（2）被吃刀量較小。由于工件的磨削余量需經(jīng)多次縱向進給切除，故機動時間較長，生產(chǎn)效率較低。（3）由于磨削力和磨削熱較小，故適于加工細長、精密或薄

41、壁的工件。2.磨削用量的選擇 合理選擇磨削用量對工件的加工精度、表面粗糙度、生產(chǎn)效率和制造成本均有很大的影響。（1）砂輪圓周速度的選擇 砂輪圓周速度增加時，磨削生產(chǎn)率會明顯提高，同時由于每顆磨粒切下的磨屑厚度減小，使工件表面粗糙度值減少。隨著磨粒負荷的減小，砂輪的壽命也將相應提高。但砂輪的圓周速度應在安全工作速度以下。一般外圓磨削v。=35m/s，高速外圓磨削v。=45m/s。高速磨削要根據(jù)機床的性能并采用高強度的砂輪。（2）工件圓周速度的選擇 采用縱磨法，工件的轉速不宜過高。當工件圓周速度增加時，砂輪在單位時間內切除的金屬量增加，能提高磨削生產(chǎn)率。但隨著工件圓周速度的提高，單個磨削厚度增大，

42、工件表面的塑性變形也相應增大，使表面粗糙度值增高。通常工件圓周速度vw與砂輪圓周速度v。應保持適當?shù)谋壤P系，外圓磨削取vw=（1/801/100）v。選擇工件圓周速度的原則是：被吃刀量越大、工件越重、材料越硬、工件越細長，則工件轉速應越慢。工件圓周速度與工件直徑的關系見表5-4-1。表5-4-1 工件圓周速度的選擇（3）被吃刀量的選擇 被吃刀量增大時，工件表面粗糙度值增大，生產(chǎn)率提高，但砂輪壽命降低。通常，被吃刀量ap=0.010.03mm，精磨時，ap0.01mm。（4）縱向進給量的選擇 縱向進給量加大，對提高生產(chǎn)率、加快工件散熱、減輕工件燒傷有利，但不利于提高加工精度和降低表面粗糙度值。

43、特別是在磨削細、長、薄的工件時，容易發(fā)生彎曲變形。一般粗磨時，縱向進給量f=（0.40.8）B，精磨時f=（0.20.4）B（B為砂輪寬度）。二、切入磨削法切入磨削法又稱橫向磨削法。如圖5-4-3所示，當砂輪寬度大于工件長度時，砂輪可橫向切入連續(xù)磨削，磨去全部的余量。粗磨時可用較高的切入速度，但砂輪壓力不宜過大，精磨時切入速度要低。磨削時無縱向進給運動。圖5-4-3 切入磨削法切入磨削法的特點：1.磨削時，砂輪工作面上磨粒負荷基本一致，充分發(fā)揮所有磨粒的切削作用。同時，由于采用連續(xù)的橫向進給，縮短了機動時間，在一次磨削循環(huán)中，可分粗、精、光磨，故生產(chǎn)率較高。2.由于無縱向進給運動，砂輪表面的形

44、態(tài)（修整痕跡）會復映到工件表面上，表面粗糙度值較大，可達Ra0.320.16um。為了消除這一缺陷，可在切入法終了時，作微量的縱向移動。3.砂輪整個表面連續(xù)橫向切入，排屑困難，砂輪易堵塞和磨鈍；同時磨削熱大，散熱差，工件易燒傷和發(fā)熱變形，因此切削液要充分。4.磨削徑向力大，工件易彎曲變形，不宜磨細長件，適宜磨削長度較短的外圓表面，兩邊都有臺階的軸頸及成形表面。三、分段磨削法分段磨削法又稱綜合或混合磨削法，是切入磨削法和縱向磨削法同時應用于磨削一個工件的方法。其特點是：1.先用切入磨削法將工件分段粗磨，相鄰兩段有515mm的重疊，工件留有0.010.03mm的余量，最后用縱向磨削法在整個長度上精

45、磨至尺寸（見圖5-4-4）。 圖5-4-4 分段磨削法 a）分段切入 b）縱向精磨2.既有切入磨削法生產(chǎn)率高的特點，又有縱向磨削法加工精度高的優(yōu)點，適用于磨削余量大、剛性好的工件。3.考慮到磨削效率，分段磨削時應選用較寬的砂輪，以減少分段數(shù)目。當加工長度為砂輪寬度的23倍且有臺階的工件時，用此法最為適合。分段磨削法不適宜加工長度過長的工件，通常分段數(shù)大都為23段。四、深切緩進磨削法深切緩進磨削法是采用較大的背吃刀量以緩慢的進給速度在一次縱向走刀中磨去工件全部余量的磨削方法（見圖5-4-5）。其特點為： 圖5-4-5 深切緩進磨削法 a）雙臺階砂輪 b）五臺階砂輪1.生產(chǎn)率高 由于粗、精磨一次完

46、成，機動時間可大大縮短，故生產(chǎn)率較高，適于大批量工件加工。2.砂輪修成臺階或將砂輪前緣修成倒角 由于磨削的負荷集中在砂輪尖角處，受力狀態(tài)較差，為此，須將砂輪外表面修成臺階狀或將前緣修成倒角。這樣可使砂輪臺階的前導部分起主要切削作用，臺階后部較寬的砂輪表面精細修整為修光部分，起精磨作用。臺階砂輪的臺階數(shù)及臺階的深度，由工件長度和磨削余量來確定。當工件長度L80100mm、磨削余量為0.30.4mm時，可采用雙臺階砂輪（圖5-4-5a）。砂輪的主要尺寸為：臺階深度a=0.05mm，臺階寬度K=（0.30.4）B。當工件長度L100150mm、磨削余量大于0.5mm時，則采用五臺階砂輪（圖5-4-5

47、b）。砂輪的主要尺寸為：臺階深度a1=a2=a3=a4=0.05mm，臺階寬度K1=K2=K3=K4=0.15B。砂輪修成臺階狀或前緣倒角能改善砂輪的受力狀態(tài)，可使磨削精度穩(wěn)定地達到公差等級IT7級，表面粗糙度為Ra0.63um左右。3.背吃刀量大，縱向進給量小 深切緩進磨削時背吃刀量可達0.20.6mm，縱向進給量小，f=（0.080.15）B，且縱向行程緩慢，因此適于磨削加工余量大、剛性好的工件。4.深切緩進磨削法應注意以下事項（1）磨床應具有較大的功率、較好的剛度；（2）磨削時，要鎖座套筒，防止工件脫落。（3）磨削時要注意充分的冷卻。以上四種磨削方法，無論采用哪種，選取磨削用量的原則都是

48、粗磨時以提高生產(chǎn)率為主，精磨時以保證精度和表面粗糙度為主。因此，粗磨時可選較大的背吃刀量，較高的工件轉速，較大的縱向進給量，而且要選擇粒度大、硬度軟、組織松的砂輪。但切入磨削則不能用太軟的砂輪。精磨時，應選取較小的背吃刀量、較慢的工件轉速和較小的縱向進給量。另外，砂輪的粒度要小，硬度要適當提高，組織要相應緊密些。在特殊情況下，磨削用量要視具體情況選用。如磨削剛性好的工件時，可進一步加大背吃刀量和縱向進給量；磨削剛性差的細長軸或薄壁件則應相反；工件材料硬、導熱性差，則背吃刀量應減小，而縱向進給量可大些；容易燒傷的工件，為縮短砂輪與工件接觸時間，加速散熱，應加大縱向進給量和工件速度。五、軸肩（端）

49、面的磨削工件上軸肩的形狀如圖5-4-6所示，其中圖5-4-6a、b為退刀槽的軸肩，一般用于端面對外圓軸線有垂直度要求的零件；圖5-4-6c為帶圓角的軸肩，常用于強度要求較高的零件。 圖5-4-6 軸肩的形式1.帶退刀槽軸肩的磨削 工件的軸肩磨削，可在磨好外圓以后進行。磨削時，將砂輪退離外圓表面0.1mm左右，用工作臺縱向手輪來控制工件臺縱向進給，借砂輪的端面磨出軸肩端面。手搖工作臺縱向進給手輪，待砂輪與工件端面接觸后，作間斷均勻地進給，進給量要小，可觀察火花來控制（圖5-4-7）。當砂輪靠近軸肩端面時，應將砂輪退出0.1mm左右，并將砂輪端面修成內凹形，以減少砂輪與工件的接觸面積，提高磨削質量

50、。2.帶圓弧軸肩的磨削 磨削時帶圓弧軸肩時，應將砂輪一尖角修成圓弧面，工件外圓柱面的長度較短時，可先用切入法磨削外圓，留0.030.05mm余量，接著把砂輪靠向軸肩端面，再切入圓角和外圓，將外圓磨至尺寸（圖5-4-8）。這樣，可使圓弧連接光滑。 圖5-4-7 軸肩的磨削 圖5-4-8 磨帶圓弧軸肩第二節(jié) 平面磨削一、平面磨削的形式按照平面磨床磨頭和工作臺的結構特點，可將平面磨床分為五種類型，即臥軸矩臺平面磨床、臥軸圓臺平面磨床、立軸矩臺平面磨床、立軸圓臺平面磨床及雙端面磨床等。圖5-4-9為這五種平面磨削的示意圖。 圖5-4-9 各種平面磨床的磨削1.平面磨床的類型簡介（1）臥軸矩臺平面磨床

51、砂輪的主軸軸線與工作臺臺面平行（圖5-4-9a），工件安裝在矩形電磁吸盤上，并隨工作臺作縱向往復直線運動。砂輪在高速旋轉的同時作間歇的橫向移動，在工作表面磨去一層后，砂輪反向移動，同時作一次垂向進給，直至將工件磨削到所需的尺寸。（2）臥軸圓臺平面磨床 砂輪的主軸是臥式的，工作臺是圓形電磁吸盤，用砂輪的圓周面磨削平面（圖5-4-9b）。磨削時，圓臺電磁吸盤將工件吸在一起作單向勻速旋轉，砂輪除高速旋轉外，還在圓臺外緣和中心之間作往復運動，以完成磨削進給，每往復一次或每次換向后，砂輪向工件垂直進給，直至將工件磨削到所需要的尺寸。由于工作臺是連續(xù)旋轉的，所以磨削效率較高，但不能磨削臺階面等復雜的平面。

52、（3）立軸矩臺平面磨床 砂輪的主軸與工作臺垂直，工作臺是矩形電磁吸盤，用砂輪的端面磨削平面（圖5-4-9c）。這類磨床只能磨簡單的平面零件。由于砂輪的直徑大于工作臺寬度，砂輪不需要作橫向進給運動，故磨削效率較高。（4）立軸圓臺平面磨床 砂輪的主軸與工作臺垂直，工作臺是圓形電磁吸盤，用砂輪的端面磨削平面（圖5-4-9d）。磨削時，圓工作臺作勻速旋轉，砂輪除作高速旋轉外，定時作垂向進給。（5）雙端面磨床 該磨床能同時磨削工件兩個平行面，磨削是工件可連續(xù)送料，常用于自動生產(chǎn)線等場合。圖5-4-9c所示為直線貫穿式雙端面磨床，適用于磨削軸承環(huán)、墊圈和活塞環(huán)等工件的平面，生產(chǎn)率極高。2.平面磨削的形式

53、若以砂輪工作表面來分則可劃分為圓邊磨削、端面磨削及周邊一端面磨削三種平面磨削的形式。（1）周邊磨削 又稱圓周磨削，是用砂輪的圓周面進行磨削。臥軸的平面磨床均屬于這種形式（如圖5-4-9a、b）。在刀具磨床上磨削小平面或鉤槽底平面，也是周邊磨削。（2）端面磨削 用砂輪的端面進行磨削。立軸的平面磨床均屬于這種形式（如圖5-4-9c、d）。在磨削臺階軸或臺階孔端面時，采用的也是端面磨削。在刀具磨床上磨削槽側，也用端面磨削。大尺寸圓盤的端面，也可在萬能外圓磨床上用轉動頭架的方法進行端面磨削。（3）周邊一端面磨削 同時用砂輪的圓周面和端面進行磨削（見圖5-4-9e）。磨削臺階面時，若臺階不深，可在臥軸矩

54、臺平面磨床上，用砂輪進行周邊一端面磨削。小尺寸的臺階面或溝槽，其底面和側面，也可在刀具磨床上進行周邊一端面磨削。二、平面磨削的特點平面磨削的形式不同，其特點也各不相同。1.周邊磨削的特點 用砂輪圓周面磨削平面時，砂輪與工件的接觸面較小，磨削時的冷卻和排屑條件較好，產(chǎn)生的磨削力和磨削熱也較小，因此能減少工件受熱所發(fā)生的變形，有利于提高工件的磨削精度。適用于精磨各種工件的平面，平面度誤差能控制在0.010.02mm/1000mm，表面粗糙度可達Ra0.80.2um。但由于磨削時要用間斷的橫向進給來完成整個工件表面的磨削，所以生產(chǎn)效率較低。2.端面磨削的特點 在立軸平面磨床上，用筒形砂輪端面磨削時，機床的功率較大，砂輪主軸主要承受軸向力，因此彎曲變形小，剛性好，可選用較大的磨削用量。另由于砂輪與工件接觸面積大，同時參加切削的磨粒多，所以生產(chǎn)效率較高。但磨削過程中發(fā)熱量較大，切削液不易直接澆注到磨削區(qū)，排屑較困難，因而工件容易產(chǎn)生熱變形和燒傷。只適用于磨削精度不高且形狀簡單的工件。圖5-4-10 鑲塊砂輪1-楔塊 2-螺釘 3-平衡塊 4-砂瓦 5-法蘭盤為了改善端面磨削加工的質量，通常可采用以下措施：（1）選用