磨削加工技術(shù)

關(guān)于磨削加工技術(shù)一、磨削加工特點(diǎn)（1）加工余量少，加工精度高。一般磨削可獲得

IT5～7級(jí)精度，表面粗糙度可達(dá)Ra0.2～1.6um。各種表面：內(nèi)外圓表面、圓錐面、平面、齒面、螺旋面各種材料：普通塑性材料、鑄件等脆材、淬硬鋼、硬質(zhì)合金、寶石等高硬度難切削材料。（2）磨削加工范圍廣（3）磨削速度高、耗能多，切削效率低，磨削溫度高，工件表面易產(chǎn)生燒傷、殘余應(yīng)力等缺陷。（4）砂輪有一定的自銳性。第2頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天

磨削加工磨削是一種精加工方法。可加工高硬度材料。可加工各種表面。磨削加工技能視頻第3頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、磨具的特性及其選用1、磨具的類型普通磨具：用剛玉類、碳化硅類、碳化硼類磨料制成的磨具。超硬磨具：用金剛石、立方氮化硼等高硬度磨料制成的磨具。固結(jié)磨具：砂輪、油石、砂瓦、磨頭、拋磨塊涂附磨具：砂布、砂紙、砂帶研磨膏：由磨料和研磨拋光液組成的拋光劑。第4頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、磨具的特性及其選用2.砂輪的特性及選用主要起切削作用主要起粘接作用主要起容屑和冷卻作用砂輪由磨料、結(jié)合劑及氣孔組成。砂輪特性決定于磨料,粒度,結(jié)合劑,硬度,組織及形狀尺寸。第5頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.砂輪的特性及選用1）砂輪的磨料磨料氧化物碳化物超硬磨料棕剛玉白剛玉絡(luò)剛玉黑色碳化硅綠色碳化硅碳化硼人造金剛石立方氮化硼磨削碳鋼、合金鋼、通用高速鋼磨削硬鑄鐵、硬質(zhì)合金、非鐵金屬磨削硬脆材料、硬質(zhì)合金、寶石、高溫合金取決于工件材料的硬度磨料應(yīng)有鋒利的形狀、高硬度和熱硬性、適當(dāng)?shù)膱?jiān)韌性。第6頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.砂輪的特性及選用2）砂輪硬度由結(jié)合劑的強(qiáng)度和數(shù)量決定工件材料軟——硬砂輪（磨有色金屬除外）工件材料硬——軟砂輪選擇原則：指砂輪工作時(shí)在磨削力作用下磨粒脫落的難易程度。取決于結(jié)合劑的結(jié)合能力及所占比例，與磨料硬度無(wú)關(guān)。硬度高，磨料不易脫落；硬度低，自銳性好。硬度分7大級(jí)(超軟、軟、中軟、中、中硬、硬、超硬)，16小級(jí)。第7頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天砂輪硬度選擇原則：

磨削硬材，選軟砂輪；磨削軟材，選硬砂輪；磨導(dǎo)熱性差的材料，不易散熱，選軟砂輪以免工件燒傷；磨有色金屬，選較軟的砂輪；砂輪與工件接觸面積大時(shí)，選較軟的砂輪；成形磨精磨時(shí)，選硬砂輪；粗磨時(shí)選較軟的砂輪。2.砂輪的特性及選用2）砂輪硬度第8頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.砂輪的特性及選用3）磨料粒度取決于加工表面的粗糙度磨粒微粉<63μm磨料磨粒粒度號(hào)越大越細(xì)，微粉粒度號(hào)越小越細(xì)。以剛能通過(guò)的那一號(hào)篩網(wǎng)的網(wǎng)號(hào)來(lái)表示磨料的粒度。微粉的粒度號(hào)：磨粒的直徑＜63um時(shí)，用磨粒最大尺寸表示。如W20表示磨粒的直徑在20～14um。

粗磨用粗粒度,精磨用細(xì)粒度;當(dāng)工件材料軟，塑性大,磨削面積大時(shí)，采用粗粒度，以免堵塞砂輪燒傷工件。第9頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.砂輪的特性及選擇3）磨料粒度取決于加工表面的粗糙度的要求選擇原則：加工表面粗糙度值越大→選用越粗的磨料加工表面粗糙度值越小→選用越細(xì)的磨料砂輪速度高或與工件接觸面大時(shí)用粗磨料磨軟材料用粗磨料，磨硬材料用細(xì)磨料第10頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.砂輪的特性及選用4）砂輪的結(jié)合劑結(jié)合劑陶瓷結(jié)合劑樹(shù)脂結(jié)合劑橡膠結(jié)合劑取決于磨削速度價(jià)格便宜，耐酸、耐堿，用的最多，使用90%以上VC>35m/s高速磨削或磨槽第11頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.砂輪的特性及選用5）砂輪的組織取決于容屑空間選擇原則：一般選用中等組織號(hào)的砂輪。砂輪組織號(hào)用來(lái)表示砂輪結(jié)構(gòu)緊密程度，是磨粒在磨料中占有體積的百分?jǐn)?shù)。第12頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天組織反映砂輪中磨料、結(jié)合劑和氣孔三者體積的比例關(guān)系，即砂輪結(jié)構(gòu)的疏密程度，分緊密、中等、疏松三類13級(jí)。緊密組織成形性好，加工質(zhì)量高，適于成形磨、精密磨削和強(qiáng)力磨削。中等組織適于一般磨削工作，如淬火鋼、刀具刃磨等。疏松組織不易堵塞砂輪，適于粗磨、磨軟材、磨平面、內(nèi)圓等接觸面積較大時(shí)，磨削熱敏感性強(qiáng)的材料或薄件。2.砂輪的特性及選用5）砂輪的組織取決于容屑空間第13頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.砂輪的型號(hào)、代號(hào)、標(biāo)記和尺寸形狀—尺寸—磨料—粒度號(hào)—硬度—組織號(hào)—結(jié)合劑—最高線速度形狀例：P300×30×75WA60L6V35外徑×厚度×內(nèi)徑白剛玉粒度號(hào)硬度組織號(hào)結(jié)合劑最高線速度第14頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天砂輪的標(biāo)志方法

按GB2484—84規(guī)定，標(biāo)志順序如下：磨具形狀、尺寸、磨料、粒度、硬度、組織、結(jié)合劑和最高線速度。砂輪標(biāo)志方法見(jiàn)示例：

第15頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天砂輪的修整

磨損表現(xiàn)為磨耗磨損和破碎磨損。自銳性有限，應(yīng)及時(shí)修整，保證砂輪有合理使用壽命，否則引起振動(dòng)、Ra值增大、表面燒傷或裂紋等。

砂輪修整除用于磨損砂輪外，還用于以下場(chǎng)合：①砂輪被切屑堵塞；②部分工材粘結(jié)在磨粒上；③砂輪廓形失真；④精密磨中的精細(xì)修整等。

常用修整工具是單顆粒金剛石。第16頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、磨削過(guò)程1.砂輪工作表面的形貌特征1）磨粒在砂輪工作表面上是隨機(jī)分布的；2）每一顆磨粒的形狀和大小都是不規(guī)則的。第17頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、磨削過(guò)程1.砂輪工作表面的形貌特征

第18頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、磨削過(guò)程2.磨屑的形成過(guò)程單個(gè)磨粒的磨削過(guò)程分為三個(gè)階段：1）滑擦階段磨粒只是在工件表面滑擦而過(guò)，并未切削工件，工件僅產(chǎn)生彈性變形。這一階段由于摩擦作用產(chǎn)生大量的熱能使工件溫度升高。第19頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、磨削過(guò)程2）耕犁階段（刻劃階段）磨粒切入工件，在工件上耕犁出溝槽，工件產(chǎn)生塑性變形，表層產(chǎn)生變形強(qiáng)化。3）切削階段磨粒切入工件，使被擠壓金屬產(chǎn)生剪切滑移形成切屑。這一階段以切削為主，也有表層變形強(qiáng)化。第20頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、磨削的三個(gè)階段：光磨階段：進(jìn)給停止，由于工藝系統(tǒng)彈性恢復(fù)，實(shí)際磨削深度并不為零，增加磨削次數(shù)，磨削深度逐漸趨于零，工件的精度和表面質(zhì)量逐漸提高。穩(wěn)磨階段：實(shí)際磨削深度等于進(jìn)給量。初磨階段:由于工藝系統(tǒng)彈性變形，實(shí)際磨削深度小于進(jìn)給量。第21頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天磨削規(guī)律的應(yīng)用在開(kāi)始磨削時(shí)，采用較大的徑向進(jìn)給量，壓縮初磨和穩(wěn)定階段，以提高生產(chǎn)效率；適當(dāng)增長(zhǎng)光磨時(shí)間，可更好地提高工件的表面質(zhì)量。第22頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.磨削力和磨削溫度1）磨削力的主要特征切向力Fc徑向力Fp軸向力Fa★其中徑向力最大，直接影響工藝系統(tǒng)變形和加工精度。第23頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.磨削力和磨削溫度2）磨削熱磨削產(chǎn)生的高溫是產(chǎn)生磨削表面燒傷、殘余應(yīng)力和表面裂紋的原因。表面燒傷：指磨削過(guò)程中磨削表面層金屬在高溫下產(chǎn)生相變，從而其硬度與塑性發(fā)生變化的現(xiàn)象。避免燒傷的措施：①合理選用砂輪（可選硬度較軟，組織疏松的砂輪）②合理選擇磨削用量（提高圓周進(jìn)給速度和軸向進(jìn)給量，減少工件與砂輪接觸時(shí)間。）③采用良好的冷卻措施（加大冷卻液流量）第24頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、磨削加工類型與運(yùn)動(dòng)常用的磨削方法：

外圓磨削平面磨削內(nèi)圓磨削成型磨削無(wú)心外圓磨削第25頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、磨削加工類型與運(yùn)動(dòng)縱磨法磨外圓周邊磨削平面第26頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天

磨削的主運(yùn)動(dòng)m

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第27頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天工件的切向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)VWm

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或m/min第28頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天

工件軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)famm/

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或mm/st第29頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天徑向進(jìn)給量frmm第30頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、外圓磨削

主運(yùn)動(dòng)——砂輪旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)——工件旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)吃刀運(yùn)動(dòng)——砂輪、工件的相對(duì)徑向移動(dòng)工藝范圍：圓柱面、圓錐面、軸肩端面、球面、特殊形狀回轉(zhuǎn)面磨外圓視頻第31頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、外圓磨削

外圓磨削按不同的進(jìn)給方向分為縱磨海參和橫磨法?？v磨法：磨外圓時(shí)，工件同時(shí)作圓周進(jìn)給和沿軸向作縱向進(jìn)給，每單行程或往復(fù)行程終了，砂輪作周期的橫向進(jìn)給。（磨削力小，散熱條件好，運(yùn)用廣泛）橫磨法：磨外圓時(shí)，工件不作縱向進(jìn)給，砂輪以緩慢的速度連續(xù)或斷續(xù)地沿工件徑向作橫向進(jìn)給。（砂輪寬度大于磨削寬度，適于成形磨削，一次行程完成磨削加工全過(guò)程，效率高。磨削力大，磨削熱集中。）第32頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天第33頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、內(nèi)圓磨削

主運(yùn)動(dòng)——砂輪旋轉(zhuǎn)

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)——工件旋轉(zhuǎn)作圓周進(jìn)給，工件或砂輪縱向往復(fù)移動(dòng)和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工藝范圍：通孔、盲孔、孔口端面磨內(nèi)孔視頻第34頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天內(nèi)圓磨削特點(diǎn)：1、砂輪直徑小，容易磨鈍，需經(jīng)常修整和更換。2、為保證磨削速度，砂輪轉(zhuǎn)速要求高。3、砂輪軸細(xì)小，懸伸長(zhǎng)度大，剛性差，磨削時(shí)易彎曲和振動(dòng)，加工精度和表面粗糙度難于控制。2、內(nèi)圓磨削第35頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、平面磨削

周邊磨削：

砂輪周邊為磨削工作面，接觸面小，發(fā)熱小，排屑及冷卻條件好，工件受熱變形小，砂輪磨損均勻，加工精度高，生產(chǎn)效率低。

端面磨削：

砂輪端面為磨削工作面，接觸面大，發(fā)熱多，排屑及冷卻條件差，工件受熱變形大，砂輪磨損不均勻，加工精度差，生產(chǎn)效率高。

磨平面視頻第36頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天4、無(wú)心磨削無(wú)心磨削是工件不定中心的磨削，有無(wú)心外圓磨削和無(wú)心內(nèi)圓磨削兩種。（1）工作原理工件放在砂輪和導(dǎo)輪之間，以被磨削表面為基準(zhǔn)，支承在托板上。砂輪通過(guò)摩擦力帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)輪靠摩擦力旋轉(zhuǎn)，砂輪與工件間有很大的速度差而產(chǎn)生磨削作用。工件中心須高出砂輪與導(dǎo)輪中心連線，這樣工件與砂輪和導(dǎo)輪的接觸點(diǎn)不對(duì)稱，從而使工件上的凸點(diǎn)在多次轉(zhuǎn)動(dòng)中逐漸磨圓。第37頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天無(wú)心外圓磨削1、砂輪；2、托板；3、導(dǎo)輪；4、工件；5、擋塊第38頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）磨削方式

無(wú)心外圓磨有兩種方式：貫穿磨削法（縱磨法）和切入磨削法（橫磨法）。貫穿磨削：導(dǎo)輪軸線在垂直平面內(nèi)傾斜一個(gè)角度，工件從前面推入兩砂輪之間，在導(dǎo)輪與工件間的水平摩擦力的作用下，沿軸向移動(dòng)，完成縱向進(jìn)給。（適用于不帶凸臺(tái)的圓柱形工件，磨削長(zhǎng)可大于或小于磨輪寬度，效率高。）切入磨削：將工件放在托板和導(dǎo)輪之間，使磨削砂輪橫向切入進(jìn)給，來(lái)磨削工件表面。導(dǎo)輪中心線需偏轉(zhuǎn)一個(gè)很小的角度（約定30′）使工件在微小軸向摩擦力的作用下緊靠擋塊，得到可靠的軸向定位。第39頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天外圓無(wú)心磨削方法特點(diǎn)：1）工件不需打中心孔，支承剛性好，磨削余量小而均勻，生產(chǎn)率高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，適合成批生產(chǎn)；2）加工精度高，其中尺寸精度可達(dá)IT5-IT6，形狀精度也比較好，表面粗糙度Ra1.25-0.16μm；3）不能加工斷續(xù)表面，如花鍵、單鍵槽表面。4）只能加工尺寸較小形狀簡(jiǎn)單的零件。第40頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天五、磨床

磨床是用磨料磨具(砂輪,砂帶,油石和研磨料)為工具進(jìn)行切削加工的機(jī)床。廣泛用于零件的精加工,尤其是淬硬鋼件,高硬度特殊材料及非金屬材料(如陶瓷)的精加工。磨床種類很多,其主要類型有:外圓磨床,內(nèi)圓磨床,平面磨床,工具磨床，刀具和刃具磨床及各種專門化磨床.如曲軸磨床、凸輪磨床、齒輪磨床、螺紋磨床等。。此外還有珩磨機(jī),研磨機(jī)和超精加工機(jī)床等。第41頁(yè),共47頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、外圓磨床

主要用于磨削內(nèi),外圓柱和圓錐表面,也能磨階梯軸的