1、磨削加工教案 一、教學目的及要求 1了解磨床的類型、運動和磨削方法。 2能獨立操作平面磨床磨削平面。 3在指導人員的指導下操作外圓磨床磨削外圓、外圓錐面。 4遵守磨削加工安全操作規程。 二、教學進程（總時間0.5天）單元內 容 進行方式具體內容和要求時 間備 注1磨削加工方法訓練工種介紹1磨削加工工藝過程及其特點2磨床的類型、型號、組成及其 加工范圍3磨削加工訓練的內容及要求4磨削加工安全操作規程40分鐘示范講解1外圓磨床磨外圓、外圓錐面的 工藝過程及操作要領2平面磨床磨平面的工藝過程及 操作要領40分鐘演示操作在外圓磨床上磨外圓、外圓錐面20分鐘學生獨立操作在平面磨床上磨平面110分鐘 三、

2、教具 1磨床液壓傳動示教系統。2零件圖紙。3軸類工件，長方體、正方體、六方體等工件，千分尺，表面粗糙度比較塊。 4磨削加工工藝方法掛圖。磨削加工講授內容 一、磨削的工藝特點及應用磨削加工是零件精加工的主要方法。磨削時可采用砂輪、油石、磨頭、砂帶等作磨具，而最常用的磨具是用磨料和粘結劑做成的砂輪。通常磨削能達到的精度為IT7IT5，表面粗糙度Ra值一般為0.80.2m。磨削的加工范圍很廣，不僅可以加工內外圓柱面、內外圓錐面和平面，還可加工螺紋、花鍵軸、曲軸、齒輪、葉片等特殊的成形表面。從本質上來說，磨削加工是一種切削加工，但和通常的車削、銑削、刨削等相比卻有以下的特點：1磨削屬多刃、微刃切削砂輪

3、上每一磨粒相當于一個切削刃，而且切削刃的形狀及分布處于隨機狀態，每個磨粒的切削角度、切削條件均不相同。2加工精度高磨削屬于微刃切削，切削厚度極薄，每一磨粒切削厚度可小到數微米，故可獲得很高的加工精度和低的表面粗糙度值。3磨削速度大一般砂輪的圓周速度達20003000m/min，目前的高速磨削砂輪線速度已達到60250m/s。故磨削時溫度很高，磨削區的瞬時高溫可達8001000，因此磨削時必須使用切削液。4加工范圍廣磨粒硬度很高，因此磨削不但可以加工碳鋼、鑄鐵等常用金屬材料，還能加工一般刀具難以加工的高硬度、高脆性材料，如淬火鋼、硬質合金等。但磨削不適宜加工硬度低而塑性大的有色金屬材料。磨削加工

4、是機械制造中重要的加工工藝，已廣泛用于各種表面的精密加工。許多精密鑄造成形的鑄件、精密鍛造成形的鍛件和重要配合面也要經過磨削才能達到精度要求。因此，磨削在機械制造業中的應用日益廣泛。二、砂輪1砂輪的組成砂輪是由磨料和結合劑經壓坯、干燥、燒結而成的疏松體，由磨粒、結合劑和氣孔三部分組成。砂輪磨粒暴露在表面部分的尖角即為切削刃。結合劑的作用是將眾多磨粒粘結在一起，并使砂輪具有一定的形狀和強度，氣孔在磨削中主要起容納切屑和磨削液以及散發磨削液的作用。2砂輪特性1）磨料磨料是砂輪的主要成分，它直接擔負切削工作，應具有很高的硬度和鋒利的棱角，并要有良好的耐熱性。常用的磨料有氧化物系、碳化物系和高硬磨料系

5、三種，其代號、性能及應用詳見下表。常用磨料的代號、性能及應用系 列磨粒名稱代號特性適用范圍氧化物系Al2O3棕色剛玉A硬度較高、韌性較好磨削碳鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵、硬青銅白色剛玉WA磨削淬硬鋼、高速鋼及成形磨碳化物系SiC黑色碳化硅C硬度高、韌性差、導熱性較好磨削鑄鐵、黃銅、鋁及非金屬等綠色碳化硅GC磨削硬質合金、玻璃、玉石、陶瓷等高硬磨料系CBN人造金剛石SD硬度很高磨削硬質合金、寶石、玻璃、硅片等立方氮化硼CBN磨削高溫合金、不銹鋼、高速鋼等2）粒度粒度用來表示磨料顆粒的大小。一般直徑較大的砂粒稱為磨粒，其粒度用磨粒所能通過的篩網號表示；直徑極小的砂粒稱為微粉，其粒度用磨粒自身的實際尺寸表

6、示。一般粗磨和磨軟材料時選用粗磨粒；精磨或磨硬而脆的材料時選用細磨粒。常用磨料的粒度號為30#100#。粒度號越大，磨料越細。3）結合劑結合劑的作用是將磨粒粘結在一起，并使砂輪具有所需要的形狀、強度、耐沖擊性、耐熱性等。粘結愈牢固，磨削過程中磨粒就愈不易脫落。常用的結合劑有陶瓷結合劑、樹脂結合劑和橡膠結合劑。4）硬度硬度是指砂輪表面上的磨粒在磨削力的作用下脫落的難易程度。磨粒容易脫落，則砂輪的硬度低，稱為軟砂輪；磨粒難脫落，則砂輪的硬度就高，稱為硬砂輪。砂輪的硬度主要取決于結合劑的粘結能力及含量，與磨粒本身的硬度無關。選擇砂輪的硬度主要根據工件材料特性和磨削條件來決定。一般磨削軟材料時應選用硬

7、砂輪，磨削硬材料時應選用軟砂輪，成形磨削和精密磨削也應選用硬砂輪。5）組織砂輪的組織是指磨粒和結合劑的疏密程度，它反映了磨粒、結合劑、氣孔三者之間的比例關系。按照GB2484-84的規定，砂輪組織分為緊密、中等和疏松三大類15級。砂輪的組織對磨削生產率和工件表面質量有直接影響。一般的磨削加工廣泛使用中等組織的砂輪；成形磨削和精密磨削則采用緊密組織的砂輪；而平面端磨、內圓磨削等接觸面積較大的磨削以及磨削薄壁零件、有色金屬、樹脂等軟材料時應選用疏松組織的砂輪。6）砂輪的形狀和尺寸為適應各種磨床結構和磨削加工的需要，砂輪可制成各種形狀與尺寸。常用砂輪的形狀，有平形砂輪（P）、雙斜邊砂輪（PSX）、雙

8、面凹砂輪（PSA）、杯形砂輪（B）、碗形砂輪（BW）、碟形砂輪（D）、薄片砂輪（PB）、筒形砂輪（N）。砂輪特性代號的含義：P 400×50×203 A 60 L 6 V 35最高工作線速度（m/s）結合劑組織號硬度粒度磨粒外徑×厚度×孔徑形狀代號 3砂輪的檢查、平衡和修整 1）砂輪的檢查砂輪安裝前一般要進行裂紋檢查，嚴禁使用有裂紋的砂輪。通過外觀檢查確認無表面裂紋的砂輪，一般還要用木錘輕輕敲擊，聲音清脆的為沒有裂紋的好砂輪。2）砂輪的平衡 由于砂輪各部分密度不均勻、幾何形狀不對稱以及安裝偏心等各種原因，往往造成砂輪重心與其旋轉中心不重合，即產生不平衡現

9、象。不平衡的砂輪在高速旋轉時會產生振動，影響磨削質量和機床精度，嚴重時還會造成機床損壞和砂輪碎裂。因此在安裝砂輪前都要進行平衡。砂輪的平衡有靜平衡和動平衡兩種。一般情況下，只須作靜平衡，但在高速磨削（線速度大于50m/s）和高精度磨削時，必須進行動平衡。3）砂輪的修整砂輪工作一定時間后，出現磨粒鈍化、表面空隙被磨屑堵塞、外形失真等現象時，必須除去表層的磨料，重新修磨出新的刃口，以恢復砂輪的切削能力和外形精度。砂輪修整一般利用金剛石工具采用車削法、滾壓法或磨削法進行。三、磨削運動磨削時砂輪與工件的切削運動也分為主運動和進給運動，主運動是砂輪的高速旋轉；進給運動一般為圓周進給運動（即工件的旋轉運動

10、）、縱向進給運動（即工作臺帶動工件所作的縱向直線往復運動）和徑向進給運動（即砂輪沿工件徑向的移動）。四、外圓磨床及其磨削方法1外圓磨床外圓磨床的型號進行過一次重大改進進行過一次重大改進M 14 32 A M 71 20 A可磨削最大寬度的1/10最大磨削直徑的1/10臥軸矩臺平面磨床萬能外圓磨床磨床磨床外圓磨床主要由床身、工作臺、砂輪架、頭架、尾架組成。1）床身用于支承和連接磨床各個部件。為提高機床剛度，磨床床身一般為箱型結構，內部裝有液壓傳動裝置，上部有縱向和橫向兩組導軌以安裝工作臺和砂輪架。2）工作臺由上下兩層組成，上工作臺可相對于下工作臺偏轉一定角度，以便磨削錐面；下工作臺下裝有活塞，可

11、通過液壓機構使工作臺作往復運動。液壓傳動系統由活塞油缸、換向閥、節流閥、油箱、油泵、止通閥等元件所組成。當止通閥處于“通”狀態時，壓力油通過止通閥流向換向閥再流至油缸的左端或右端，從而推動活塞帶動工作臺向右或向左運動；油缸另一端的無壓力油則通過換向閥、節流閥回到油箱。工作臺的往復換向是通過行程檔塊改變換向閥的位置來實現的，而工作臺運動速度的改變是通過調節節流閥改變壓力油的流量大小來實現的。3）砂輪架其上安裝砂輪，由單獨電動機帶動作高速旋轉。砂輪架安裝在床身的橫向導軌上，可通過手動或液壓傳動實現橫向運動。4）頭架用于安裝工件，其主軸由電動機經變速機構帶動作旋轉運動，以實現軸向進給；主軸前端可安裝

12、卡盤或頂尖。5）尾架安裝在工作臺右端，尾架套筒內裝有頂尖，可與主軸頂尖一起支承工件。它在工作臺上的位置可根據工件長度任意調整。外圓磨床可磨削外圓及外臺肩端面，并可轉動上工作臺磨削外圓錐面。某些外圓磨床還具備有磨削內圓的內圓磨頭附件，用于磨削內圓柱面和內圓錐面。凡帶有內圓磨頭的外圓磨床習慣上稱為萬能外圓磨床。2磨削方法外圓磨削是指磨削工件的外圓柱面、外圓錐面等，外圓磨削可以在外圓磨床上進行，也可以在無心磨床上進行。在外圓磨床上磨削外圓時，工件一般用兩頂尖安裝，但與車削不同的是兩頂尖均為死頂尖。磨削方法分為縱磨法、橫磨法、混合磨法和深磨法等，其中以縱磨法為重點。縱磨時，砂輪的旋轉為主運動，工件旋轉

13、為圓周進給運動，工件隨工作臺的直線往復運動為縱向進給運動，每單行程或往復行程終了時，砂輪作周期性的徑向進給（即磨削吃刀量）。由于每次的磨削吃刀量小，因而磨削力小，磨削熱少；由于工件作縱向進給運動，故散熱條件較好。在接近最后尺寸時可作幾次無徑向進給的“光磨”行程，直至火花消失為止，以減小工件因工藝系統彈性變形所引起的誤差。因此，縱磨法的精度高，表面粗糙度Ra值小。但生產率低，因而適用于單件小批生產及精磨中。外圓磨削的精度可達IT5IT6，表面粗糙度Ra值一般為0.40.2m，精磨時Ra值可達0.160.01m。五、其它磨床1內圓磨床及其磨削特點內圓磨床由床身、頭架、砂輪架、拖板和工作臺等部分組成。內圓磨削時，工件常用三爪自定心卡盤或四爪單動卡盤安裝，長工件則用卡盤與中心架配合安裝。磨削運動與外圓磨削基本相同，只是砂輪旋轉方向與工件旋轉方向相反。與外圓磨削相比，內圓磨削的生產率很低，加工精度和表面質量較差，測量也較困難。 2平面磨床及其磨削特點平面磨床的主軸分為立軸和臥軸兩種，工作臺也分為矩