磨工工藝學(xué)課件

磨工工藝學(xué)

修制車間8/17/20231磨工工藝學(xué)8/5/20231介紹磨床編號方法8/17/20232介紹磨床編號方法8/5/20232砂輪的選擇砂輪選擇 砂輪的特性：磨料、粒度、結(jié)合劑、組織、強(qiáng)度、形狀和尺寸等一、磨料砂輪中磨粒的材料稱為磨料磨料是砂輪主要組成部分，它直接擔(dān)負(fù)著切削作用，在磨削過程中，要經(jīng)受劇烈的擠壓、摩擦以及高溫的作用，所以磨料必須具備很高的硬度，耐熱性和相當(dāng)?shù)捻g性，以承受切削力，同時還要求磨料本身具有鋒利的切削刃口，以便切入工件.

8/17/20233砂輪的選擇砂輪選擇 8/5/20233磨料有天然磨料和人造磨料兩類。制造砂輪的主要是各種人造磨料。常用的磨料有以下幾種：剛玉類磨料（主要化學(xué)成份為AL2O3）、碳化硅磨料（主要成份為SiC)、金鋼石、立方氮化硼等。

8/17/20234磨料有天然磨料和人造磨料兩類。制造砂輪的主要是各種人造磨料。各種人造磨料的性質(zhì)：

1、棕剛玉（A）

它的顏色呈棕褐色，用它制造的陶瓷結(jié)合劑砂輪通常為藍(lán)色或淺藍(lán)色。棕剛玉的硬度高、韌性大、抗彎強(qiáng)度高，能承受很大壓力，在磨削過程中抵搞破碎的能力強(qiáng)，故適合于磨各種抗拉強(qiáng)度高的金屬材料。

8/17/20235各種人造磨料的性質(zhì)：

1、棕剛玉（A）

它的顏色呈

2、白剛玉（WA）這種材料是白色的，用它制造的陶瓷結(jié)合劑砂也是白色的。

白剛玉的硬度略高于棕剛玉，韌性則比棕剛玉低。在磨削過程中，磨粒不易磨鈍，即使磨鈍后的磨粒也容易破裂而形成新的鋒利刃口，因此，白剛玉的切削性能良好。而且，磨削過程中發(fā)熱量小，磨削力小，可減少工件變形及燒傷、裂紋等現(xiàn)象，所以它適用于精磨各種淬硬鋼以及容易變形的工件等。白剛玉不宜用于粗磨，因粗磨時的白剛玉磨粒容易碎裂脫落，砂輪磨損較大，同時其價格也比棕剛玉高。

8/17/202362、白剛玉（WA）這種材料是白色的，用它制造的陶瓷結(jié)合劑砂粒度所謂粒度，是指磨料顆粒的幾何尺寸大小，也就是磨粒的粗細(xì)程度。砂輪的粒度對磨削工件的表面粗糙度和磨削效率有很大影響。根據(jù)新國標(biāo)對磨料磨具標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，磨料顆粒粗細(xì)不同，可分為41個號關(guān)于粒度號，有兩種不同表示方法，對于磨粒來講，粒度號越大則顆粒越小。對于微粉來講，號數(shù)越大，顆粒越大。8/17/20237粒度所謂粒度，是指磨料顆粒的幾何尺寸大小，也就是磨粒的粗細(xì)程結(jié)合劑結(jié)合劑是粘合磨粒而制成的各種砂輪的材料。結(jié)合劑種類及其性質(zhì)，決定著砂輪的強(qiáng)度硬度、耐熱和耐腐蝕性能等。此外，結(jié)合劑對磨削的表面粗糙度和磨削溫度也有一定的影響。最常用的結(jié)合劑有以下幾種：8/17/20238結(jié)合劑結(jié)合劑是粘合磨粒而制成的各種砂輪的材料。結(jié)合劑種類及其陶瓷結(jié)合劑V它是一種無機(jī)結(jié)合劑，應(yīng)用最為廣泛，能制成各種粒度、硬度、組織、形狀和尺寸的砂輪。優(yōu)點：價格低廉、性能穩(wěn)定，不受天氣干濕、氣溫變化以及貯存時間長短的影響：耐熱性和耐腐性好，既可干磨，又能適應(yīng)使用各種冷卻液的磨削。缺點：脆性大，彈性差，不能用于制造厚度較薄的砂輪。當(dāng)選擇磨削用量當(dāng)時，容易引起工件燒傷和產(chǎn)生裂紋等。8/17/20239陶瓷結(jié)合劑V它是一種無機(jī)結(jié)合劑，應(yīng)用最為廣泛，能制成各種粒度樹脂結(jié)合劑B這是一種有機(jī)結(jié)合劑。其特點：用它制造的砂輪強(qiáng)度高，有一定的彈性，耐沖擊，可制造很薄的砂輪。由于該結(jié)合劑和磨粒的結(jié)合性差，磨粒容易脫落，砂輪自銳性好，故磨削效率高，但砂輪磨損快，不易保持外形輪廓。由于樹脂結(jié)合劑具有一定的彈性，所以它還具有拋光作用，磨削表面可獲得較低的粗糙度。8/17/202310樹脂結(jié)合劑B這是一種有機(jī)結(jié)合劑。其特點：用它制造的砂輪強(qiáng)度高缺點抗腐性差，性能不夠穩(wěn)定，容易受堿的侵蝕。所以濕磨時必須使冷卻液中的含堿量小于1.5%。此外，過于潮濕的環(huán)境也會影響樹脂砂輪的強(qiáng)度，因此要注意樹脂砂輪的保管，存放時間不能太長（以一年為限）8/17/202311缺點抗腐性差，性能不夠穩(wěn)定，容易受堿的侵蝕。所以濕磨時必須使橡膠結(jié)合劑R它的彈性比樹脂結(jié)合劑更大些，強(qiáng)度也高，可以制造很薄的砂輪。橡膠結(jié)合劑砂輪在磨削區(qū)域的高溫作用下砂輪表面的結(jié)合劑逐漸老化變脆，磨鈍的磨粒容易脫落，使砂輪工件表面上經(jīng)常保持有新的鋒利的磨粒，因而可以減少工件燒傷的要可能性。這種砂輪具有很強(qiáng)的拋光性能，所以可獲得較低的粗糙度。8/17/202312橡膠結(jié)合劑R它的彈性比樹脂結(jié)合劑更大些，強(qiáng)度也高，可以制造很缺點橡膠結(jié)合劑砂輪組織緊密，氣孔小，不能磨去很多的加工余量，因此一般一宜用于粗加工。橡膠結(jié)合劑的砂輪耐油性差，所以磨削時不能用油類作冷卻液。8/17/202313缺點橡膠結(jié)合劑砂輪組織緊密，氣孔小，不能磨去很多的加工余量，硬度砂輪的硬度是指砂輪工件表面上的磨粒受外力作用時脫落的難易程度。砂輪的硬度對加工表面質(zhì)量和磨削效率有顯著的影響。砂輪的硬度高，磨粒不易脫落，磨粒切削刃口的等高性容易保持，所加工的工件粗糙度低，精度高。但太硬，磨鈍的磨粒留在砂輪表面上掉不下來，將降低效率還易產(chǎn)生燒傷、裂紋等缺陷。8/17/202314硬度砂輪的硬度是指砂輪工件表面上的磨粒受外力作用時脫落的難易組織砂輪組織是指磨粒在砂輪中占有的體積百分?jǐn)?shù)，也就是磨粒、結(jié)合劑、氣孔這三部分體積的比例關(guān)系。從下表可看出它們之間的關(guān)系。8/17/202315組織砂輪組織是指磨粒在砂輪中占有的體積百分?jǐn)?shù)，也就是磨粒、結(jié)從上表可看出：砂輪組織號越大，單位體積內(nèi)磨粒的含量越少，磨粒之間的容屑空間大，排屑方便，砂輪不易堵塞，磨削效率高。此外砂輪中的氣孔還可以將冷卻液或空氣帶入磨削區(qū)域，可降低磨削區(qū)域的溫度，減少工件發(fā)熱和燒傷。組織號01234567891011121314磨粒占砂輪體積（%）6260585654525048464442403836348/17/202316從上表可看出：砂輪組織號越大，單位體積內(nèi)磨粒的含量越少，磨粒砂輪的強(qiáng)度所謂砂輪的強(qiáng)度是指砂輪高速旋轉(zhuǎn)時受到離心力作用而破裂的難易程度。砂輪所受的離心力隨砂輪速度的平方成正比地增加。8/17/202317砂輪的強(qiáng)度所謂砂輪的強(qiáng)度是指砂輪高速旋轉(zhuǎn)時受到離心力作用而破磨削原理磨削用的砂輪，其表面雜亂無章地布滿著許多極硬的磨粒，每一顆磨粒的鋒利棱角，可視為一個刀齒，因而整個砂輪可視為具有無數(shù)刀齒的多刃刀具。在磨削過程中，砂輪經(jīng)過修整后，磨粒的棱角被修成了幾個微小刀齒，這種微小的刀齒稱為磨粒的微刃。所以磨粒具有微刃的性質(zhì)，稱為磨粒的微刃性。磨粒的微刃分布在砂輪圓周面上具有等高的性質(zhì)，稱為微刃的等高性。8/17/202318磨削原理磨削用的砂輪，其表面雜亂無章地布滿著許多極硬的工件光滑表面的形成磨削時，砂輪高速旋轉(zhuǎn)，并切向工件，金屬表面受到磨粒鋒刃的擠壓，內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，使之金屬材料發(fā)生彈性變形，隨著切削的進(jìn)行，磨粒繼續(xù)擠壓工件，并進(jìn)入工件表面層，此時，磨料與工件表面間的摩擦和擠壓作用加劇，同時熱應(yīng)力也急劇增加。同時，磨粒進(jìn)入工件表面層使少量的金屬材料沿著滑移線產(chǎn)生滑移，即開始塑性變形。隨著砂輪與工件繼續(xù)相對運(yùn)動，當(dāng)擠壓力超過了金屬內(nèi)部分子結(jié)合力時便出現(xiàn)擠裂現(xiàn)象。金屬材料沿著磨粒鋒利刃前面經(jīng)過劇烈摩擦而被切離工件，成為磨屑。8/17/202319工件光滑表面的形成磨削時，砂輪高速旋轉(zhuǎn)，并切向工件，金屬表面磨削過程由于磨粒在砂輪表面的分布不規(guī)則，有高低，因而磨粒切削金屬的過程是參差不齊的。根據(jù)磨粒的形狀和它在砂輪中所處的位置不同，比較突出的棱角比較鋒利的磨粒，從工件表面切下切屑，一些棱角較鈍，其位置又不利于切削的磨粒，只能在工件表面上刻劃出凹痕，那些更鈍的、隱附在其他磨粒下面的磨粒只能稍微擦著工件表面起拋光作用。所以磨粒對工件的作用包括切削、刻劃和摩擦拋光三個方面。8/17/202320磨削過程由于磨粒在砂輪表面的分布不規(guī)則，有高低，因而磨粒切削磨屑厚度及其對加工的影響磨削加工時，磨削效果和砂輪的磨損受磨屑厚度的影響最大。因為磨屑厚度大小，反映出砂輪的磨粒鋒刃切入被磨工件表面的深淺程度。如果磨屑厚度越大、砂輪的磨粒鋒刃切入工件表面越深，磨粒所承受的負(fù)荷隨之增加，磨粒也就容易脫落，使砂輪的磨損加快：同時工件表面的塑性變形也增大，由塑性變形所引起的表面粗糙程度隨之增加，影響工件表面質(zhì)量。8/17/202321磨屑厚度及其對加工的影響磨削加工時，磨削效果和砂輪的磨損受磨砂輪速度對切屑厚度的影響提高砂輪速度，在各種磨削情況下都可以使磨屑厚度減小，因而降低了工件表面粗糙度。同時，由于磨屑厚度減少，每顆磨粒所承受負(fù)荷也相應(yīng)減小，提高了砂輪的耐用度。8/17/202322砂輪速度對切屑厚度的影響提高砂輪速度，在各種磨削情況下都可以工件速度的影響工件速度對磨屑厚度的影響和砂輪速度的影響相反。當(dāng)工件速度增加后，切屑厚度也就相應(yīng)增加，這時工件表面粗糙度上升。切屑厚度增加，生產(chǎn)效率提高，當(dāng)超過一定程度時，砂輪將急劇磨損，并引起工件振動，影響工件的加工精度。一般取V工＝（1/80~1/160)V砂×60。工件速度太低也會引起工件表面燒傷。8/17/202323工件速度的影響工件速度對磨屑厚度的影響和砂輪速度的影響相反。磨削深度在各種磨削情況下，磨削深度增大，都會使磨屑厚度增加，工件表面質(zhì)量下降。所以粗磨時采用大的磨削深度，可提高生產(chǎn)效率；精磨時為了保證加工質(zhì)量，必須減小磨削深度，使磨屑厚度變薄，甚至采用無進(jìn)給磨削。進(jìn)一步提高工件的尺寸精度和降低工件表面的粗糙度。8/17/202324磨削深度在各種磨削情況下，磨削深度增大，都會使磨屑厚度增加，砂輪寬度和縱向進(jìn)給量增加砂輪寬度，會使磨屑變薄。加大縱向進(jìn)給量，則使磨屑變厚。因此粗磨時，可適當(dāng)增大縱向進(jìn)給量，精磨時選用較小的縱向進(jìn)給量和較大寬度的砂輪。當(dāng)增大砂輪寬度時，磨削力增大。所以必須考慮到砂輪軸的剛性和磨地磨削熱的影響。8/17/202325砂輪寬度和縱向進(jìn)給量增加砂輪寬度，會使磨屑變薄。加大縱向進(jìn)給砂輪粒度的影響粒度細(xì)，參加磨削的磨粒數(shù)增多，磨屑厚度變薄，保證了加工質(zhì)量，因此細(xì)粒度砂輪適用于精磨。粗磨時，采用粗粒度的砂輪，以提高磨削效率。8/17/202326砂輪粒度的影響粒度細(xì)，參加磨削的磨粒數(shù)增多，磨屑厚度變薄，保接觸弧對磨削加工的影響砂輪磨削工件時，其接觸方式為圓弧接觸，接觸的圓弧叫接觸弧。接觸弧較大時，磨粒所受的阻力增大，砂輪磨損加快；同時，磨粒與工件表面的摩擦加劇，磨削熱增加，容易燒工件，使工件質(zhì)量下降。此時應(yīng)減小磨削深度或使用較軟的砂輪。同時使用充足的冷卻液，以改善散熱條件。8/17/202327接觸弧對磨削加工的影響砂輪磨削工件時，其接觸方式為圓弧接觸，磨削速度磨削速度也就是砂輪的速度。砂輪的速度在35米/秒以下稱為普通磨削。從提高生產(chǎn)率的觀點來看，盡可能選用最高的砂輪速度。8/17/202328磨削速度磨削速度也就是砂輪的速度。8/5/202328工件速度與速比工件速度對磨削效果有一定影響。工件直徑大，磨削時接觸弧大，磨削時容易發(fā)熱、散熱條件差，為降低磨削熱，工件速度要選得低一些。工件直徑小可選用較高的工件速度，但不能太高，否則容易產(chǎn)生振動。粗磨時可選高一些以提高效率，精磨時工件速度要低一些以提高精度。工件材料愈硬，工件速度應(yīng)愈低。8/17/202329工件速度與速比工件速度對磨削效果有一定影響。8/5/2023工件速度與速比提高了工件速度以后會使砂輪耐用度下降。當(dāng)工件速度提高后，砂輪磨損加快，其磨損的程度超過了正常的磨損，所以在定程磨削過程中，磨損與定程產(chǎn)生不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象，工件的尺寸精度受到了影響。對工件的加工精度得到了改善。因為彈性變形沒充分，磨屑就形成了，但不能太高，否則產(chǎn)生相反效果。可改善工件表面的燒傷現(xiàn)象。因減少了熱量的積聚又及時地受到冷卻液的沖洗。8/17/202330工件速度與速比提高了工件速度以后會使砂輪耐用度下降。8/5/橫向進(jìn)給橫向進(jìn)給量的大小對磨削效率有顯著的影響它直接影響磨削效率和工件加工表面質(zhì)量。增大橫向進(jìn)給量，磨削厚度增大，也就增加了磨粒切去的金屬量，因而可提高磨削效率。但是加大了切屑厚度將使磨粒切削工件后留下的切痕加深，工件表面粗糙度上升。同時也將增大磨削力和磨削熱造成燒傷等現(xiàn)象。8/17/202331橫向進(jìn)給橫向進(jìn)給量的大小對磨削效率有顯著的影響它直接影響磨削橫向進(jìn)給粗磨時，為了提高生產(chǎn)效率，橫向進(jìn)給量可大一些，精磨時為了提高精度橫向進(jìn)給量可小一些。8/17/202332橫向進(jìn)給粗磨時，為了提高生產(chǎn)效率，橫向進(jìn)給量可大一些，精磨時縱向進(jìn)給速度縱向進(jìn)給速度主要作用是提高生產(chǎn)效率，、保證加工質(zhì)量和表面粗糙度。因為提高了縱向進(jìn)給速度，使砂輪相對于工件每分鐘往復(fù)次數(shù)增加，也就是被磨工件的磨削表面在單位時間內(nèi)通過的磨粒次數(shù)增多，同時充分利用了砂輪每一個磨粒的切削作用，使砂輪工作面磨耗均勻。8/17/202333縱向進(jìn)給速度縱向進(jìn)給速度主要作用是提高生產(chǎn)效率，、保證加工質(zhì)縱向進(jìn)給速度此外，提高縱向往復(fù)速度會使沿砂輪寬度方向的磨?？焖俚某鋈肽ハ鲄^(qū)，較多的接受冷卻液的冷卻和沖洗，對減少磨削熱，降低工件溫度，避免表面燒傷，也有較好的影響。8/17/202334縱向進(jìn)給速度此外，提高縱向往復(fù)速度會使沿砂輪寬度方向的磨?？炷ハ鳠崮ハ鬟^程中由于磨削作用而產(chǎn)生的熱量，叫磨削熱。磨削時，在磨削區(qū)域的瞬時溫度很高，一般可達(dá)8000C￣10000C。如果熱的傳散措施不好，工件表面瞬時高溫很容易造成工件表面燒傷。所謂燒，是指工件表層發(fā)生不均勻的退火，表面產(chǎn)生變軟現(xiàn)象；從而大大降低了工件的使用壽命。嚴(yán)重?zé)齻墓ぜ砻婵梢钥闯?，如表面出現(xiàn)焦黃或黑色氧化膜。8/17/202335磨削熱磨削過程中由于磨削作用而產(chǎn)生的熱量，叫磨削熱。8/5/磨削熱對加工的影響但有時氧化膜可能在磨削時被磨去或輕微的燒，肉眼不易發(fā)現(xiàn)此時要用酸洗法檢查有無燒傷。工件表面瞬時高溫也很容易造成工件表面產(chǎn)生應(yīng)力而引起裂紋。如軸承鋼，其磨削高溫使工件表層中殘余奧氏體轉(zhuǎn)化為馬氏體，體積彭脹而產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，下層產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。另一種情況是磨削瞬時高溫使工件表面產(chǎn)生很大的溫差，引起不均勻的熱彭脹，從而產(chǎn)生較大應(yīng)力，當(dāng)其應(yīng)力起過材料的強(qiáng)度極限時，就產(chǎn)生裂紋。8/17/202336磨削熱對加工的影響但有時氧化膜可能在磨削時被磨去或輕微的燒，避免燒傷、裂紋的辦法減少磨削熱的產(chǎn)生和加速熱量的散發(fā)。1、選用恰當(dāng)?shù)睦鋮s液，進(jìn)行充分而均勻的冷卻。2、選擇合適的砂輪特性。3、合理選擇磨削用量。8/17/202337避免燒傷、裂紋的辦法減少磨削熱的產(chǎn)生和加速熱量的散發(fā)。8/5滾動軸承生產(chǎn)常用公差術(shù)語符號含義Vdp單一徑向平面內(nèi)的最大與最小單一內(nèi)徑之差。（橢圓度）Vdmp單個套圈最大與最小內(nèi)徑之差。（錐度)棱面度輪廓面的內(nèi)切圓或外接圓與輪廓表面上任意點間的最大徑向距離。Kｉ內(nèi)徑與內(nèi)圈滾道中部間的最大與最小徑向距離之差（壁厚差）SD在與外圈基準(zhǔn)端面的切平面平行的徑向，外徑表在除去兩端面最大軸向倒角尺寸極限的長度內(nèi)，其同一母線上各點相對位置的總變動量。（外徑垂直差)8/17/202338滾動軸承生產(chǎn)常用公差術(shù)語符號含義Vdp單一徑向平面內(nèi)滾動軸承生產(chǎn)常用公差術(shù)語符號含義Sd在與內(nèi)圈基準(zhǔn)端面的切平面平行的徑向，內(nèi)徑表面除去兩端面最大軸向的倒角尺寸極限的長度內(nèi)，其同一母線上各點相對位置的總變動量。（內(nèi)徑垂直差）VBS（VCS）單個套圈最大與最小單一寬度之差。（平行差）Vｄｉｐ（Vdep)單一徑向平面內(nèi)最大與最小單一內(nèi)（或外）滾道之差。（滾道橢圓度）Kｉｒ一滾道對另一滾道的跳動。Δ2β（Δ2α）指實際圓錐角與公稱圓角之差。（角度差）8/17/202339滾動軸承生產(chǎn)常用公差術(shù)語符號含義Sd在與內(nèi)圈基準(zhǔn)端面滾動軸承生產(chǎn)常用公差術(shù)語符號含義SE’支點相距10mm時，內(nèi)圈（外圈）滾道母線對基準(zhǔn)端面傾斜度的變動量（滾道垂直差）Sif單個套圈擋邊最大與最小單一厚度之差。（大擋邊垂直差）8/17/202340滾動軸承生產(chǎn)常用公差術(shù)語符號含義SE’支點相距10m軸承零件專用量儀的使用軸承零件的生產(chǎn)是專業(yè)化很強(qiáng)的大量生產(chǎn)型式，為了適合大批量生產(chǎn)的需要，采用了專用量儀進(jìn)行直接測量。所謂直接測量，就是直接從儀器的標(biāo)尺上讀出被測零件的實際尺寸的數(shù)值或被測零件的公稱尺寸的偏差量。直接測量又可分為絕對測量和相對測量。軸承零件的測量為直接測量中的相對測量。8/17/202341軸承零件專用量儀的使用軸承零件的生產(chǎn)是專業(yè)化很強(qiáng)的大量生產(chǎn)型對表的方法與計算如零件的基本尺寸為Φ230 ＋0.08＋0.01毫米，標(biāo)準(zhǔn)件尺寸為Φ230.05－0.03毫米，其計算為：標(biāo)準(zhǔn)件實際尺寸：230.05－0.03＝230.02毫米；對零位偏差＝230.02－230＝+0.02毫米。標(biāo)準(zhǔn)件基本尺寸和零件的基本尺寸不相同時，必須進(jìn)行計算。8/17/202342對表的方法與計算如零件的基本尺寸為Φ230 ＋0.08＋0.電磁無心夾具的工作原理：工件以外徑和一個端面在電磁夾具中的前后支承上定位后，并利用直流電磁線圈產(chǎn)生吸力，將工件端面緊吸在磁極的端面上，并使工件與工件軸（磁極）具有一定偏心量e。當(dāng)磁極繞著自身的中心旋轉(zhuǎn)，由于兩者有一個偏心，因而磁極和工件之間產(chǎn)生相對滑動，于是磁極端面對工件產(chǎn)生一個摩擦力矩和一個通過O’并垂直于OO’的摩擦合力F。前者迫使工件回轉(zhuǎn)，后者則使工件緊貼于前后支承上，因而使工件獲得穩(wěn)定的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。8/17/2023