無心外圓磨削

—磨床工藝與技能訓練無心外圓磨削課題一無心外圓磨床的操縱與調整課題二無心外圓磨削課題一

無心外圓磨床的操縱與調整一、無心外圓磨床的結構無心外圓磨床有多種型號，如M1010型、M1040型和M1080型等，本書只介紹M1040型無心外圓磨床的使用。如圖6-1所示，M1040型無心外圓磨床主要由床身1、修整器控制開關2、磨削輪架3、磨削輪修整器4、工件支架5、導輪修整器6、導輪架7、橫向進給手輪8、快速手柄9和電氣開關10等組成。一、無心外圓磨床的結構圖6-1

M1040型無心外圓磨床1-床身2-修整器控制開關3-磨削輪架4-磨削輪修整器5-工件支架6-導輪修整器7-導輪架8-橫向進給手輪9-快速手柄10-電氣開關11-切削液開關二、M1040型無心外圓磨床的主要技術參數及規格1．工作精度圓度：0.02mm。圓柱度：0.03mm。二、M1040型無心外圓磨床的主要技術參數及規格三、無心外圓磨床的操縱與調整1．磨削輪的選擇與調整（1）磨削輪的選擇磨削輪的特性選擇主要決定于工件材料、磨削性質和工件熱處理情況。通常磨削輪特性為：棕剛玉、粒度號F60～F100、硬度為J～N的陶瓷結合劑雙面凹砂輪，其尺寸由機床決定。（2）磨削輪的安裝、平衡如圖6-2所示，磨削輪用法蘭盤安裝，法蘭盤主要由法蘭盤底座1、襯墊4和5、法蘭盤6、內六角螺釘7組成。三、無心外圓磨床的操縱與調整磨削輪的安裝平衡步驟如下：1）用法蘭盤安裝磨削輪。2）靜平衡磨削輪。3）用螺母8將磨削輪安裝在磨削輪主軸上。三、無心外圓磨床的操縱與調整（3）磨削輪的修整磨削輪修整器安裝在磨削輪架的左上方，修整器的液壓傳動旋鈕如圖6-3所示。金剛石的修整方向由旋鈕1控制，修整時逆時針方向轉動旋鈕1，金剛石向前移動修整；順時針方向轉動旋鈕1，金剛石則向后移動修整。三、無心外圓磨床的操縱與調整圖6-2磨削輪的安裝1-法蘭盤底座2-鍵3-主軸4、5-襯墊6-法蘭盤7-內六角螺釘8-螺母三、無心外圓磨床的操縱與調整圖6-3修整器液壓傳動旋鈕1-磨削輪修整方向調節旋鈕2-磨削輪修整速度調節旋鈕3-導輪修整速度調節旋鈕4-導輪修整方向調節旋鈕三、無心外圓磨床的操縱與調整圖6-4所示為磨削輪修整器，修整時，可轉動螺母1，控制修整深度。磨削輪修整器的滑板2可傾斜角度，用貫穿法磨削圓柱面時，可將磨削輪的前部（工件入口處）及后部（工件出口處）修成小的角度（30′左右），以便工件能平穩地進入和離開磨削區域，以提高工件的加工精度。經修整的磨削輪如圖6-5所示。三、無心外圓磨床的操縱與調整圖6-4磨削輪修整器1-螺母2-滑板3-修整器圖6-5改進后的磨削輪形狀三、無心外圓磨床的操縱與調整2．導輪的選擇與調整（1）導輪特性的選擇導輪的功用是在磨削過程中帶動工件做旋轉運動和貫穿運動。工件與導輪間有較大的摩擦力，導輪與工件接觸后，導輪實際上起了限制工件圓周速度的作用，從而使工件向導輪相反方向旋轉。導輪用橡膠結合劑制成，具有較大的摩擦因數和適當的彈性。導輪的其他特性與磨削輪基本相同。三、無心外圓磨床的操縱與調整（2）導輪架在垂直平面內的傾角調整調整方法及步驟：用貫穿法磨削時，為了能使工件縱向自動進給，導輪軸線需在垂直平面內傾斜一定角度，如圖6-6所示。導輪的傾角（α）越大，工件的貫穿速度越快。工件經淬火后，往往發生彎曲變形，常常需要多次縱向貫穿才能磨直。粗磨時，為了使工件能以較大的速度通過磨削區域，取α≈4°；精磨時，則傾角取小些，一般取α≈2°。如圖6-7所示，導輪架的調整步驟如下：三、無心外圓磨床的操縱與調整圖6-6導輪在垂直平面內的傾角圖6-7導輪架的調整1-導輪架轉體2-刻度盤3、4-螺釘5-螺母6-導輪座7-螺桿三、無心外圓磨床的操縱與調整1）擰松螺釘3、4和螺母5。2）調整螺桿7，回轉導輪架轉體1至所需角度。角度值由刻度盤2讀出。3）緊固螺釘3、4和螺母5。（3）導輪架水平轉角的調整1）切入磨削時的調整。用切入法磨削小錐度圓錐時，可將導輪架在水平面內回轉適當角度。調整方法如圖6-8所示，首先放松螺釘3，然后轉動螺桿1，即可使導輪回轉座2回轉適當角度。調整后需鎖緊螺釘3。2）貫穿磨削時的調整。用貫穿法磨削圓柱零件時，導輪回轉座應調至零位，并使工件在托板上的位置與磨削輪軸線相平行。三、無心外圓磨床的操縱與調整（4）導輪的安裝如圖6-9所示，安裝用法蘭盤主要由法蘭盤底座、法蘭蓋、襯墊等組成，導輪安裝后再用螺母緊固。緊固時需注意，導輪主軸端螺紋為左旋。三、無心外圓磨床的操縱與調整圖6-8導輪架水平轉角的調整1-螺桿2-導輪回轉座3-螺釘圖6-9導輪的安裝1-法蘭盤底座2-主軸3、4-襯墊5-法蘭蓋6-螺母三、無心外圓磨床的操縱與調整三、無心外圓磨床的操縱與調整圖6-10導輪修整器滑座的回轉角度圖6-11導輪修整器及金剛石的偏移量1、3-刻度板2-刻度盤三、無心外圓磨床的操縱與調整導輪的修整步驟如下：1）調整導輪修整器在水平面內的角度，數值由刻度板3讀出，如圖6-11所示。2）調整金剛石的偏移量，數值由刻度板1讀出，調整后緊固金剛石。3）啟動導輪，使導輪處于修整狀態轉速。4）旋轉手輪使金剛石切入導輪，并啟動液壓旋鈕進行修整。三、無心外圓磨床的操縱與調整三、無心外圓磨床的操縱與調整3．托板的選擇與調整（1）托板的選擇托板形狀如圖6-12所示，托板的材料可用優質鋼或高速鋼制成。如工件硬度很高時，可在托板的斜面上鑲嵌硬質合金。磨軟金屬時，托板可用鑄鐵制成。三、無心外圓磨床的操縱與調整圖6-12托板三、無心外圓磨床的操縱與調整三、無心外圓磨床的操縱與調整圖6-13托板的長度圖6-14托板高度的調整三、無心外圓磨床的操縱與調整一般情況下，都是工件中心高于砂輪中心，當h值取得太大時，工件會產生周期性跳動。當加工細長工件時，為了防止磨削過程中工件上下跳動，可將工件中心低于砂輪中心。h的大小可按表6-2選取。三、無心外圓磨床的操縱與調整安裝托板時，應調整托板的兩端在同一個水平面上，否則，磨出的工件將是圓錐形。調整托板左側面在水平面內與磨削輪圓周切線的距離c也是不可忽視的，否則會影響冷卻和排屑。托板的調整步驟如下：1）如圖6-15a所示，擰緊螺釘1，經壓板4將托板2緊固在支架上。2）按表6-2選取工件中心高h，然后調整托板高度。當托板尺寸較小時，可使用墊片調整時用鋼直尺測量工件最高點至底板的距離。三、無心外圓磨床的操縱與調整3）如圖6-15b所示，鎖緊螺母5，放松螺母6，轉動橫向進給手輪，把托板引向磨削輪；調整托板左側至磨削輪圓周切線的距離c。4）鎖緊螺母6，放松螺母5，轉動橫向進給手輪，調整導輪與托板間的距離。三、無心外圓磨床的操縱與調整圖6-15托板的安裝與調整1-螺釘2-托板3-墊片4-壓板5、6-螺母三、無心外圓磨床的操縱與調整4．導板的選擇與調整（1）導板的選擇導板的作用是把工件正確引進及退出磨削區域。導板的長度一般不宜過長，可按工件長度選擇。如果工件長度大于100mm，導板長度為工件長度的0.75～1.5倍；如果工件長度小于100mm，則導板長度為工件長度的1.5～2.5倍；若工件長度比直徑小，則導板的長度可選得大些。導板的形狀如圖6-16所示。三、無心外圓磨床的操縱與調整圖6-16導板三、無心外圓磨床的操縱與調整工件直徑小于12mm時，采用凸形導板，如圖6-16a所示；工件直徑大于12mm時，則采用平行導板，如圖6-16b所示。導板的高度和厚度分別由托架的結構和工件直徑來決定。（2）導板的調整導板應正確安裝在機床上，四塊導板調整位置不同，故應分別進行調整。導板的調整如圖6-17所示，導板用螺釘3、4緊固在支架上，旋轉螺桿1、2，即可調整導板6、7。靠導輪一側的前導板應相對導輪工作面后退一個距離，其值為工件一次磨削余量的1/2左右，一般為0.01～0.025mm。靠導輪一側的后導板，則與導輪的工作面平齊。靠磨削輪一側的前、后導板，因不受到工件的壓力，故均可比磨削輪的工作面后退0.4～0.8mm。三、無心外圓磨床的操縱與調整圖6-17導板的調整ａ）導板ｂ）導板的調整1、2-螺桿3、4-螺釘5-支架6、7-導板三、無心外圓磨床的操縱與調整調整導板的要求如下：1）調整靠導輪一側的前導板，應比導輪圓周后退0.01～0.025mm。2）調整靠導輪一側的后導板與導輪圓周平齊。3）調整靠磨削輪一側的前后導板，均比磨削輪圓周后退0.4～0.8mm。三、無心外圓磨床的操縱與調整（3）注意事項1）導板不能突出導輪圓周面。當前導板突出導輪圓周面時，工件前部將被切去一塊；當后導板突出導輪圓周面時，工件的貫穿受到阻礙，工件后部將被切去一長條。2）導板不得偏斜。當導板偏向磨削輪時，工件將被磨成細腰形，如圖6-18a所示；偏向導輪時，則工件被磨成腰鼓形，如圖6-18b所示。三、無心外圓磨床的操縱與調整圖6-18導板的偏斜ａ）偏向磨削輪ｂ）偏向導輪1-導輪2-磨削輪返回課題二

無心外圓磨削一、無心外圓磨削的特點無心外圓磨削時，工件安裝在無心磨床上的兩個砂輪之間，其中一個砂輪起磨削作用稱為磨削輪；另一個砂輪起傳動作用，稱為導輪。工件下部有托板支撐。導輪由橡膠結合劑制成，其軸線在垂直方向上與磨削輪傾斜成φ角，帶動工件做旋轉運動和進給運動。二、無心磨削工件成圓的原理無心磨削工件的成圓是一個復雜的過程，工件的原始形狀誤差將會影響工件的圓度。當工件的中心高于磨削輪和導輪的中心連線時，工件才能磨圓。假設托板的頂面為平面，且調整工件中心與磨削輪及導輪的中心處于同一高度（見圖6-19a），當工件上有一凸點與導輪相接觸時，則凸點的對面就被磨成一個凹面，其深度等于凸點的高度；工件回轉180°后，凸點轉到與磨削輪相接觸，此時，凹面也正與導輪相接觸，工件被推向導輪，凸點無法被磨去。雖然磨出的工件直徑在各方向上都相等，但工件不是一個圓形，而是一個等直徑的棱圓，如等直徑的三角形棱圓，如圖6-19b所示。二、無心磨削工件成圓的原理工件不能被磨圓的原因是由于工件的中心與磨削輪和導輪的中心等高，使得工件的凹凸點在同一直線上。因此，只要使工件的中心高于磨削輪和導輪的中心，并采用頂端為斜面的托板（見圖6-19c），就能消除這種現象。由圖可見，工件凹凸點不在同一直徑上，當磨削繼續進行時，凸點不斷被磨平，而凹面也逐漸變淺，工件逐漸被磨圓，如圖6-19d所示。二、無心磨削工件成圓的原理圖6-19工件的成圓原理三、無心外圓磨削的方法1．貫穿法磨削時工件一邊旋轉一邊縱向運動，穿過磨削區域而落入工件盒中。此種方法用于磨削沒有臺階的光軸，如圖6-20所示。三、無心外圓磨削的方法圖6-20用貫穿法磨削三、無心外圓磨削的方法三、無心外圓磨削的方法三、無心外圓磨削的方法2．切入法此種磨削方法適用于加工帶臺階的圓柱形工件或成形旋轉體（見圖6-21），磨削時工件不做貫穿運動。一般可使導輪軸線與磨削輪軸線平行或交叉一較小的角度（θ=30′），工件在磨削過程中有一微小軸向力，使工件緊靠擋銷。圖6-21切入法磨削三、無心外圓磨削的方法3．強迫貫穿法導輪修整成與工件相適應的螺旋槽，并使磨削輪的工作素線與工件的素線平行，此種方法適宜于大批量貫穿磨削成形表面，如圖6-22所示。圖6-22強迫貫穿法四、磨削產生的缺陷分析無心外圓磨削中常發生一些缺陷，如圓度、圓柱度誤差、表面粗糙度誤差以及表面外觀缺陷等。產生缺陷的主要原因如下：一是由于機床調整不當，如砂輪的選擇不合適、工件安裝的中心高不恰當、托板和導板的調整不太合理等。如圖6-18所示，當導板偏向磨削輪時，工件將被磨成細腰形；當導板偏向導輪時，則工件被磨成腰鼓形。再就是工藝方法不當，如磨削余量分配不均勻，工件的貫穿速度太快等。還有則是由工件本身的缺陷所引起的，如幾何形狀誤差太大、材質不均勻等。對于產生的缺陷要認真分析其原因，并采取切實有效的防止和解決辦法，以利于提高磨削質量。無心外圓磨削中常見缺陷及其預防方法見表6-3。四、磨削產生的缺陷分析五、技能訓練1．貫穿磨削法磨削圓柱銷（1）圖樣和技術要求分析圖6-23圓柱銷五、技能訓練五、技能訓練（5）磨削方法采用貫穿磨削法磨削，分配好粗、精磨余量。工件的磨削余量為0.2～0.25mm，分三次粗磨，每次磨削余量為0.05mm，留精磨余量0.05mm左右。粗磨前應試磨工件，橫向進給量取0.02～0.05mm。仔細觀察磨削火花的分布情況，以判斷磨削是否正常。若磨削火花是均勻變化的，且在磨削區的后半部，火花逐漸減少至消失，則表明磨削正常，說明上述有關調整符合要求。（6）磨削步驟1）操作前的檢查、準備①調整導輪傾斜角：取θ=4°。五、技能訓練①調整導輪傾斜角：取θ=4°。②修整導輪：導輪修整器金剛石筆滑座在水平面角度α=3°50′，金剛石筆偏移量h1=9mm。③粗修整磨削輪。④調整托板：工件安裝中心高h=10mm，托板安裝高度H=219mm。⑤調整導板：前導板比導輪表面退后0.02mm，后導板與導輪圓周面平齊。2）試磨觀察火花狀況，若正常，可開始粗磨；若磨削火花不均勻，則重新修整磨削輪和導輪。五、技能訓練3）粗磨分三次粗磨，每次磨削余量為0.05mm，留精磨余量0.05mm左右。檢查圓柱度誤差不大于0.003mm，表面粗糙度Ra值達到0.8～0.4μm。五、技能訓練4）精修整磨削輪必要時調整、修整導輪，并調整托板和導板。5）精磨外圓至尺寸要求五、技能訓練（4）磨削方法采用貫穿磨削法，將加工劃分為粗磨、半精磨、精磨三個階段。滾針的磨削總余量為0.2～0.25mm，粗磨兩次，共磨去0.15～0.20mm，半精磨余量為0.04～0.045mm，精磨余量為0.005～0.01mm。（5）裝夾方法工件放在托板和導板之間，按表6-2取h=4mm，計算出粗磨托板安裝高度H=200.5mm。取托板支撐面斜角φ=30°。由于滾針的圓度和素線的直線度公差要求很高，精密磨削時，托板的高度按下式計算（見圖6-25）：五、技能訓練五、技能訓練圖6-25托板高度的精確計算五、技能訓練④調整托板：工件安裝中心高h=4mm，托板安裝高度H=200.5mm。⑤調整導板：前導板比導輪表面退后0.02mm，后導板與導輪圓周面平齊。2）試磨。觀察火花狀況，若正常，可開始粗磨；若磨削火花不均勻，則重新修整磨削輪和導輪。3）粗磨工件，分兩次粗磨，留余量0.06mm。4）修整磨削輪。5）半精磨工件，留精磨余量0.005～0.01mm。6）MGT1050高精度通磨無心磨床磨削步驟如下：①調整導輪傾斜角：取θ=1°30′。五、技能訓練②修整導輪：導輪修整器金剛石筆滑座在水平面角度α=

1°30′，金剛石筆偏移量h1=3.3mm。③修整磨削輪。④調整托板：工件安裝中心高h=4mm，托板安裝高度N=2.8mm。⑤調整導板：前導板比導輪表面退后0.02mm，后導板與導輪圓周面平齊。7）試磨工件至圖樣要求。8）精磨工件。五、技能訓練3．磨活塞桿（