第4章磨削與光整加工

第四章磨削、精密加工磨削加工研磨加工拋光加工超級(jí)光磨加工珩磨加工2/3/2023§3.5磨削加工１、磨削的加工范圍及磨具磨削的加工范圍外圓、內(nèi)孔、平面、錐面、球面、齒面其它成型面等磨具砂輪、油石、砂瓦、磨頭、砂布砂紙、研磨膏等2/3/2023砂輪砂輪的結(jié)構(gòu)砂輪是由磨粒加結(jié)合劑用粉末冶金方法制成。主要由三部分組成，即磨粒、結(jié)合劑和間隙。砂輪的特性砂輪的特性由六個(gè)要素決定：磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、組織及形狀2/3/2023２、磨削的工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用磨削用砂輪作為切削刀具來進(jìn)行加工的。砂輪是由磨料加結(jié)合劑燒結(jié)而成的。砂輪的特性包括磨料、粒度、硬度、結(jié)合劑、組織、以及形狀和尺寸。磨床的種類很多，常見的有：外圓、內(nèi)圓和平面磨床等。（一）磨削過程

磨削是磨粒對(duì)工件表面進(jìn)行切削、刻劃和滑擦三種作用的綜合。砂輪有“自鋭性”，使磨削不斷進(jìn)行。但“自鋭性”使砂輪失去了“等高性”，即失去了外形精度，因此精磨前（或磨了一段時(shí)間）后，要修整砂輪。2/3/2023（二）磨削的工藝特點(diǎn)1.精度高、表面粗糙度小達(dá)IT7－IT6，Ra0.2－0.8，甚至達(dá)0.008～0.1，屬于精加工；2.砂輪有“自鋭性”所以可采用強(qiáng)力磨削以提高生產(chǎn)率；3.背向力Fp較大（見圖）磨細(xì)長(zhǎng)工件容易彎曲，最后一般要幾次光磨走刀；4.磨削溫度高工件表面易“燒傷”，一般磨鋼材要用切削液，磨鑄鐵、青銅用吸塵器。2/3/2023磨后的工件形狀2/3/2023（三）磨削的應(yīng)用與發(fā)展

以前磨削一般用于半精加工和精加工，現(xiàn)在隨著技術(shù)的進(jìn)步也用于直接磨削毛坯。磨削能加工一般鑄鐵、碳鋼和合金鋼，也能加工淬硬鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷與玻璃等，但不適應(yīng)加工塑性大的有色金屬工件。磨削可以加工外圓面、內(nèi)孔、平面、成形面、螺紋、齒輪等

2/3/20231．磨削加工

是精加工的主要方法，一般在外圓車削后用作精加工工序，對(duì)精確的毛坯（如精密模鍛件）也可直接磨削。采用不同的粗細(xì)粒度的砂輪和磨削用量，可得到不同精度和表面粗糙度的加工表面，因此磨削可分為粗磨與精磨。（1）外圓磨削方式

外圓磨削常在外圓磨床和萬能外圓磨床上進(jìn)行，也可在無心磨床上加工，有多種磨削加工方式。2/3/2023外圓磨削（見圖）（1）在外圓磨床上進(jìn)行:磨法有縱磨法、橫磨法、綜合磨、深磨法；（2）無心外圓磨：圓面必須連續(xù)，不能有較長(zhǎng)鍵槽等。（見圖）

2/3/2023①縱磨法砂輪高速旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，工件旋轉(zhuǎn)為圓周進(jìn)給，工件直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)為縱向進(jìn)給。每一往復(fù)行程終了，砂輪作周期性橫向進(jìn)給（磨削深度），多次較小的累積，最終磨去全部磨削余量。為了得到較高的加工精度和表面質(zhì)量，最后幾次往復(fù)運(yùn)動(dòng)可以無橫向進(jìn)給，稱為光磨?？v磨法的精度較高，表面粗糙度較小，此外用一個(gè)砂輪可以加工不同長(zhǎng)度的外圓面。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)率較低，故廣泛用于單件小批生產(chǎn)，特別適于細(xì)長(zhǎng)軸的精磨。2/3/2023②橫磨法又稱切入磨法，工件不作縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而由砂輪作慢速的連續(xù)橫向進(jìn)給，直到磨去全部余量。橫磨法生產(chǎn)率高，適用于成批及大量生產(chǎn)寬度不大、剛性較好的工件。但是橫磨時(shí)工件與砂輪接觸面大，磨削力大，發(fā)熱量多，工件易發(fā)生變形與燒傷；砂輪的修整精度和磨鈍情況，均會(huì)影響工件的尺寸、形狀精度和表面質(zhì)量，只適于加工精度較低的表面。2/3/20232/3/20232/3/2023（2）孔的磨削方式(見圖)與外圓磨一樣，也有縱磨與橫磨，但砂輪軸的剛度很差，不能深磨。大多數(shù)情況下是采用縱磨法?！髂タ缀豌q孔與拉孔的比較：

（1）可加工淬硬的工件孔；

（2）不僅能保證孔本身的形狀尺寸精度和表面粗糙度，還能保證孔的位置精度和孔軸線的直線度；

（3）同一個(gè)砂輪能磨不同直徑的孔，可以磨階梯孔、盲孔，特別是非標(biāo)孔，靈活性大；

（4）生產(chǎn)率比鉸孔低，比拉孔更低。

△與磨外圓相比，磨孔的主要問題：（1）磨削速度受限制，切削液不易進(jìn)入，故表面粗糙度大；（2）磨軸剛度低，砂輪磨損快，故生產(chǎn)率低。2/3/2023（3）平面磨削方式可分為周磨與端磨：△周磨散熱、冷卻和排屑情況較好，加工質(zhì)量較高，但生產(chǎn)率較低。用臥軸平面磨床加工?！鞫四r(shí)磨頭伸出長(zhǎng)度短，剛度好，故生產(chǎn)率較高，但加工質(zhì)量相對(duì)不高，多用于要求不高的工件，或作為精磨前的預(yù)加工。用立軸平面磨床加工。2/3/20232.磨削發(fā)展簡(jiǎn)介（1）高精度、小粗糙度磨削精密磨削Ra0.05～0.1；超精磨削Ra0.012～0.025；鏡面磨削Ra0.008以下?？梢源嫜心ゼ庸?。（2）高效磨削有高速磨削（Vs≥50m/s）,既提高生產(chǎn)效率，也提高加工質(zhì)量；強(qiáng)力磨削（ap可達(dá)十幾毫米，縱向進(jìn)給速度很小），也稱緩進(jìn)深切磨削，可直接從毛坯磨出合格零件，生產(chǎn)率大大提高；砂帶磨是發(fā)展極為迅速的高效、高質(zhì)量的磨削方法，且設(shè)備簡(jiǎn)單。2/3/2023§4精整和光整加工精整加工是生產(chǎn)中常用的精密加工，切除的材料層很薄，以提高工件精度和減小表面粗糙度；光整加工基本不切除材料層，以減小工件表面粗糙度為目的?！?.1研磨1.加工原理在研具與工件之間置以研磨劑，對(duì)工件表面進(jìn)行精整加工。研具上加一定壓力，通過研磨劑的機(jī)械及化學(xué)作用從工件表面切除很薄材料。2/3/20232.特點(diǎn)及應(yīng)用(1)加工簡(jiǎn)單，設(shè)備不復(fù)雜(2)可達(dá)高的尺寸精度、形狀精度和小的表面粗糙度，Ra0.025以下(3)生產(chǎn)率較低，加工余量0.01－0.03(4)污染環(huán)境應(yīng)用：精密量塊、量規(guī)、齒輪、鋼球、噴油嘴、光學(xué)鏡頭等2/3/20231.加工原理用帶油石的珩磨頭對(duì)孔進(jìn)行加工，邊轉(zhuǎn)邊上下，形成工件表面網(wǎng)紋，可獲得很高的精度和很低的粗糙度。用珩磨機(jī)進(jìn)行。2.特點(diǎn)及應(yīng)用(1)生產(chǎn)率較高，比研磨余量大(2)精度高(3)珩磨表面耐磨(4)珩磨頭結(jié)構(gòu)較復(fù)雜應(yīng)用：加工孔、外圓平面、齒面等，典型零件發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸缸套、油缸等§4.2珩磨2/3/20232.特點(diǎn)及應(yīng)用(1)方法簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)(2)容易對(duì)曲面加工(3)只能減少粗糙度(4)勞動(dòng)條件差應(yīng)用：主要用于零件表面的裝飾§4.3拋光1.加工原理用高速拋輪涂上磨膏，對(duì)工件表面進(jìn)行光整加工，拋光輪一般用毛氈、橡膠、皮革、布等。2/3/20231.加工原理用裝有細(xì)磨粒、低硬度油石的磨頭，在一定壓力下對(duì)工件表面加工，加工時(shí)工件旋轉(zhuǎn)，油石作軸向進(jìn)給并軸向微小振動(dòng)，加工中注入光磨劑(煤油等)。2.特點(diǎn)及應(yīng)用(1)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便(2)加工余量較少(3)過程短，生產(chǎn)率高(4)表面質(zhì)量