機(jī)械制造工藝學(xué)-4章課件

1、機(jī)械制造工藝學(xué)-4章課件4.1 磨削加工概述4.2 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床4.3 其他磨床簡(jiǎn)介4.4 砂輪4.5 砂帶磨削目 錄4.1 磨削加工概述4.2 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床4.34.1 磨削加工概述4.1.1 磨削加工的應(yīng)用 磨削加工是在磨床上用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪作為刀具對(duì)工件進(jìn)行加工的一種切削加工方法。磨削加工應(yīng)用非常廣泛，可以加工各種表面，如內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、平面、花鍵、漸開(kāi)線齒面、螺旋面等，還可以刃磨刀具和進(jìn)行切斷。如圖所示為幾種常見(jiàn)的磨削加工。圖4-1 幾種常見(jiàn)的磨削加工4.1 磨削加工概述4.1.1 磨削加工的應(yīng)用 4.1.2 磨削加工的特點(diǎn)模具加工方法磨削加工的特點(diǎn)

2、1.加工精度高，表面粗糙度小。2.可對(duì)高硬度難加工材料進(jìn)行加工。3.磨削的溫度高。4.砂輪具有自銳性。4.1.2 磨削加工的特點(diǎn)模具加磨削加1.加工精度高，表面粗磨削速度磨削速度vc是指砂輪的圓周速度，單位為m/s。工件圓周進(jìn)給速度 工件圓周進(jìn)給速度vw是指工件磨削處外圓的線速度，單位為m/s。軸向進(jìn)給量 軸向進(jìn)給量fa是指工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，沿其自身軸線方向相對(duì)于砂輪移動(dòng)的距離，單位為mm/r。砂輪橫向進(jìn)給量 砂輪橫向進(jìn)給量fr是指工作臺(tái)每往復(fù)一次行程，砂輪相對(duì)于工件徑向移動(dòng)的距離，也稱為磨削深度，單位為毫米/單行程或毫米/雙行程。4.1.3 磨削用量 在磨削外圓加工中，磨削用量包括磨削速度、工件

3、圓周進(jìn)給速度、軸向進(jìn)給量和砂輪橫向進(jìn)給量。磨削速度磨削速度vc是指砂輪的圓周速度，單位為m/s。工件圓 為了適應(yīng)磨削各種加工表面、工件形狀及生產(chǎn)批量的要求，磨床的種類很多，主要有外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床、刀具刃磨磨床和各種專門化磨床等，其中應(yīng)用最多的是外圓磨床和平面磨床。4.2 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床模具加工方法在磨削外圓的加工中涉及的運(yùn)動(dòng)1.主運(yùn)動(dòng)。砂輪的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2.工件圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。3.軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)帶動(dòng)工件所做的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。4.橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。砂輪沿工件徑向的移動(dòng)。 為了適應(yīng)磨削各種加工表面、工件形狀及生產(chǎn)批量的外圓磨削的基本磨削方法有縱向磨

4、削法和橫向磨削法兩種，如圖所示。圖4-2 外圓磨削的基本磨削方法外圓磨削的基本磨削方法有縱向磨削法和橫向磨削法兩種，如圖所示1.縱向磨削法采用縱向磨削法磨削時(shí)，砂輪做旋轉(zhuǎn)的主運(yùn)動(dòng)，工件做旋轉(zhuǎn)的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件做軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。每單次行程或每往復(fù)行程終了時(shí)，砂輪做一次橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，從而逐漸磨出工件徑向的磨削余量。磨削方法2.橫向磨削法橫向磨削法又稱為徑向磨削法或切入磨削法，是一種用寬砂輪進(jìn)行橫向切入磨削的方法。磨削時(shí)，工件不做縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，砂輪在做旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，以緩慢的速度連續(xù)或斷續(xù)地做橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，直至磨去全部加工余量。1.縱向磨削法磨削方法2.橫向磨削法4.2.1

5、 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的組成如圖所示為M1432A型萬(wàn)能外圓磨床。圖4-3 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床1頭架； 2砂輪； 3內(nèi)圓磨裝置； 4砂輪架； 5尾座； 6上工作臺(tái)； 7下工作臺(tái)； 8床身； 9橫向進(jìn)給手輪； 10腳踏操縱板；11液壓控制箱； 12縱向進(jìn)給手輪； 13換向擋塊4.2.1 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的組成圖4-3 M圖4-4 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的傳動(dòng)系統(tǒng)4.2.2 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的傳動(dòng)系統(tǒng)如圖所示為M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的傳動(dòng)系統(tǒng)。圖4-4 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的傳動(dòng)系統(tǒng)4.2.1.砂輪的傳動(dòng)鏈 外圓磨削砂輪主軸的運(yùn)動(dòng)是由砂輪架電動(dòng)機(jī)（4

6、 kW，1440 r/min）經(jīng)四根V帶直接傳動(dòng)的。2.工件頭架撥盤（帶動(dòng)工件）的傳動(dòng)鏈工件頭架撥盤傳動(dòng)鏈的傳遞路線表達(dá)式為：1.砂輪的傳動(dòng)鏈3.工作臺(tái)的手動(dòng)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)鏈工作臺(tái)還可由手輪A驅(qū)動(dòng)。工作臺(tái)的手動(dòng)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線表達(dá)式為：4.砂輪架的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 砂輪架的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是用操縱手柄B實(shí)現(xiàn)的，也可由進(jìn)給液壓缸實(shí)現(xiàn)周期性的自動(dòng)進(jìn)給。橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分粗進(jìn)給和細(xì)進(jìn)給。粗進(jìn)給時(shí)，將手柄E向前推，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄B經(jīng)齒輪副50/50和44/88，此時(shí)絲杠使砂輪架做橫向粗進(jìn)給；細(xì)進(jìn)給時(shí)，將手柄E拉到圖中的位置，經(jīng)齒輪副20/80和44/88嚙合傳動(dòng)，此時(shí)絲杠使砂輪架做橫向細(xì)進(jìn)給。3.工作臺(tái)的手動(dòng)驅(qū)動(dòng)傳

7、動(dòng)鏈4.砂輪架的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈4.2.3 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的主要結(jié)構(gòu)1.頭架 頭架由殼體、頭架主軸及其軸承、工件傳動(dòng)裝置與底座等組成。頭架上的雙速電動(dòng)機(jī)經(jīng)塔輪變速機(jī)構(gòu)和三組帶輪帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)。殼體可繞底座轉(zhuǎn)動(dòng)，用于磨削短圓錐面。頭架主軸和前頂尖根據(jù)不同的工作需要，可以轉(zhuǎn)動(dòng)或固定不動(dòng)。2.砂輪架 砂輪架由殼體、砂輪主軸及其軸承、傳動(dòng)裝置與滑鞍等組成。殼體固定在滑鞍上，利用滑鞍下面的導(dǎo)軌與床身頂面后部的橫導(dǎo)軌配合，通過(guò)橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)使砂輪做橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或快速向前向后運(yùn)動(dòng)。4.2.3 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的主要結(jié)構(gòu)3.內(nèi)圓磨裝置 內(nèi)圓磨裝置的主軸應(yīng)具有很高的轉(zhuǎn)速，且應(yīng)保證在高速下運(yùn)動(dòng)

8、平穩(wěn)，如圖所示。圖4-5 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床內(nèi)圓磨裝置1接長(zhǎng)軸； 2、4套筒； 3彈簧3.內(nèi)圓磨裝置圖4-5 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床內(nèi)圓4.3.1 平面磨床1.平面磨床的組成如圖所示為M7120A型平面磨床。圖4-6 M7120A型平面磨床1床身； 2工作臺(tái)； 3縱向手輪； 4磨頭； 5滑座； 6升降手輪；7砂輪修整器； 8立柱； 9撞塊； 10橫向手輪4.3 其他磨床簡(jiǎn)介4.3.1 平面磨床圖4-6 M7120A型平面磨床4.2.平面磨削方法 平面磨削方法根據(jù)砂輪工作表面不同，可分為圓周磨削和端面磨削兩類。 1）圓周磨削 2）端面磨削圖4-7 普通平面磨床的分類2.平面磨削方法圖

9、4-7 普通平面磨床的分類4.3.2 內(nèi)圓磨床 內(nèi)圓磨床用于磨削各種圓柱孔（通孔、盲孔、階梯孔和斷續(xù)表面的孔等）和圓錐孔，其主要類型有普通內(nèi)圓磨床、無(wú)心內(nèi)圓磨床和行星式內(nèi)圓磨床等。1.普通內(nèi)圓磨床 普通內(nèi)圓磨床的兩種磨削方法如圖所示。圖4-8 普通內(nèi)圓磨床的磨削方法4.3.2 內(nèi)圓磨床圖4-8 普通內(nèi)圓磨床的磨削方法2.無(wú)心內(nèi)圓磨床 如圖所示，采用無(wú)心內(nèi)圓磨床磨削時(shí)，工件3支承在導(dǎo)輪4和滾輪1上，壓緊輪2使工件3緊靠導(dǎo)輪4，工件3由導(dǎo)輪4帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。砂輪除了完成主運(yùn)動(dòng)外，還做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和周期性的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。加工結(jié)束時(shí)，壓緊輪2沿箭頭A的方向松開(kāi)，以便裝卸工件。 無(wú)心內(nèi)圓磨

10、床適用于在大批量生產(chǎn)中加工那些外圓表面已經(jīng)精加工過(guò)且又不宜用卡盤裝夾的薄壁工件，以及內(nèi)外同軸度要求較高的工件，如軸承套圈等。圖4-9 無(wú)心內(nèi)圓磨削1滾輪； 2壓緊輪； 3工件； 4導(dǎo)輪圖2.無(wú)心內(nèi)圓磨床圖4-9 無(wú)心內(nèi)圓磨削3.行星式內(nèi)圓磨床 如圖所示，采用行星式內(nèi)圓磨床磨削時(shí)，工件固定，砂輪除了繞其自身軸線高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)外，同時(shí)還要繞被磨內(nèi)孔的軸線做公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以完成圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。此外，砂輪還做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及周期性的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。圖4-10 行星式內(nèi)圓磨削3.行星式內(nèi)圓磨床圖4-10 行星式內(nèi)圓磨削4.4 砂輪 砂輪是磨削的切削工具，它是利用結(jié)合劑把磨粒黏結(jié)在一起經(jīng)壓制焙燒而成的具有一定幾何

11、形狀的多孔體。砂輪表面放大圖如圖所示。圖4-11 砂輪表面放大圖4.4 砂輪 砂輪是磨削的切削工具，它是利用結(jié)合 磨料是砂輪的主要組成成分，直接參加磨削工作。 常用的磨料有三類，即氧化物系磨料、碳化物系磨料和高硬系磨料。粒度粒度是指磨料顆粒的大小程度，常用粒度號(hào)表示，粒度號(hào)的數(shù)字越大，磨料的顆粒越小。 結(jié)合劑結(jié)合劑是將磨粒黏合成砂輪的結(jié)合物質(zhì)。硬度砂輪的硬度是指砂輪工作時(shí)，磨料自砂輪上脫落的難易程度。 4.4.1 砂輪特性的組成要素 砂輪的切削性能取決于磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、組織、形狀和尺寸等基本要素，它將直接影響工件的加工精度、表面粗糙度和生產(chǎn)率。 磨料是砂輪的主要組成成分，直接參加磨削

12、工作。 5.組織 組織是砂輪結(jié)構(gòu)的松緊程度，即磨粒、結(jié)合劑和氣孔三者所占體積的比例關(guān)系。 6.形狀和尺寸 常用砂輪的形狀、代碼及用途見(jiàn)表4-1。5.組織4.4.2 砂輪的標(biāo)志方法 為了便于識(shí)別砂輪的全部特性，在砂輪的端面一般都有標(biāo)志，按GB/T 24842006規(guī)定，砂輪標(biāo)志的書寫順序如下：砂輪形狀、尺寸、磨料、粒度、硬度、組織號(hào)、結(jié)合劑和允許的最高工作線速度。例如，某砂輪上標(biāo)志為1-4004060-A60L5B-35，則砂輪為1砂輪的形狀為平行砂輪，400外圓直徑為400 mm，40厚度為40 mm，60孔徑為60 mm，A磨料為棕剛玉，60粒度為60號(hào)，L硬度為中軟2，5組織為5號(hào)，B樹(shù)脂

13、結(jié)合劑，35最高工作線速度為35 m/s。4.4.2 砂輪的標(biāo)志方法4.4.3 砂輪的修整 砂輪工作一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)磨粒磨損，盡管砂輪本身具有一定的自銳性，但這種自銳性是有限的，因此，砂輪磨損后應(yīng)及時(shí)修整，否則在磨削過(guò)程中會(huì)引起振動(dòng)、噪音、磨削質(zhì)量和生產(chǎn)效率降低等問(wèn)題。修整砂輪時(shí)通常用單顆粒金剛石刀進(jìn)行。砂輪修整除用于磨損后的砂輪外，還應(yīng)用于砂輪表面空隙堵塞、砂輪幾何形狀失真、部分工件材料黏結(jié)在磨粒、精密磨削中的砂輪精細(xì)修整等場(chǎng)合。4.4.3 砂輪的修整4.5 砂帶磨削4.5.1 平面的砂帶磨削 如圖所示為平面的砂帶磨削。砂帶磨床由傳送帶、砂帶、張緊輪、壓輪和支承板組成。砂帶3安裝在張緊輪4和

14、壓輪5上，并在壓輪5的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，這是砂帶磨削的主運(yùn)動(dòng)。工件2由傳送帶1向前輸送實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。砂帶3的旋轉(zhuǎn)方向必須和工件2的進(jìn)給方向相反。圖4-12 平面的砂帶磨削1傳送帶； 2工件； 3砂帶； 4張緊輪； 5壓輪； 6支承板4.5 砂帶磨削4.5.1 平面的砂帶磨削 如圖所示為 砂帶是砂帶磨削的主體。它由磨粒、結(jié)合劑、基體材料三要素組成，是一種特殊形態(tài)的多刀、多刃切削工具。其切削功能主要由用結(jié)合劑黏合在基體上的磨粒來(lái)完成。磨粒采用靜電植砂法均勻直立于基體上，鋒口向上、定向整齊排列，等高性好，容屑間隙大，接觸面小，具有較好的切削性能。砂帶結(jié)構(gòu)如圖所示。圖4-13 砂帶結(jié)構(gòu)1表層結(jié)合劑； 2磨粒； 3基體； 4底層結(jié)合劑 砂帶是砂帶磨削的主體。它由磨粒、結(jié)合劑、基體材料