第八章磨削工藝理論基礎第八章磨削工藝理論基礎掌握金屬磨削原理的基礎知識，了解磨削工藝分類的系統知識，工件裝卸的自動化和成形砂輪的修整方法。熟悉磨床結構。初步了解工藝創新的理念，掌握工藝改革的方法，能促進企業的工藝創新。第一章設備維修前的準備工作掌握金屬磨削原理的基礎知識，了解磨削工藝分類的系統知第一節金屬磨削原理一、磨屑形成的過程

磨削加工是工件被磨削的金屬表層在無數磨粒的瞬間擠壓、刻劃、切削、摩擦、拋光作用下進行的。表8-1每克白剛玉磨料的磨粒數1.磨粒的擠壓、刻劃、切削、摩擦、拋光作用第一節金屬磨削原理一、磨屑形成的過程

磨削加工是工件圖8-1磨屑的形狀第一節金屬磨削原理圖8-1磨屑的形狀第一節金屬磨削原理表8-2磨粒結構2.金屬磨削的過程(1)擠壓和摩擦階段

當磨粒與工件剛接觸時，工件表層的金屬受到壓力的作用，發生彈性變形。第一節金屬磨削原理表8-2磨粒結構2.金屬磨削的過程(1)擠壓和摩擦階段當(2)滑移階段

磨粒尖端壓入工件金屬層，金屬受到更大的壓力，使金屬的晶格沿某方向滑移，在此區域金屬表層發生劇烈的塑性變形，這個變形過程較長，如圖8-2a所示的刻劃區和切削區，在工件表面留下一個刻痕。

不同材料的塑性變形也不同。

(3)擠裂階段

當磨粒對金屬層的壓力超過金屬的強度極限時，金屬沿某方向擠裂。

(4)切離階段

磨粒走完切削的全程，形成磨屑，磨屑被切離工件表面，并在工件表面留下一條劃痕。第一節金屬磨削原理(2)滑移階段磨粒尖端壓入工件金屬層，金屬受到更大的壓力，

綜上所述，磨削過程是無數磨刃點對工件表面的擠壓、刻劃、切削、摩擦拋光的綜合作用的結果，故可以獲得光潔的加工表面。圖8-2磨粒的切削過程

a)磨削區域b)理論有效磨刃第一節金屬磨削原理綜上所述，磨削過程是無數磨刃點對工件表面的擠壓、刻劃、切二、磨屑厚度

磨削時，磨粒的切削厚度對磨削力、功率、磨削熱、表面粗糙度及砂輪鈍化等，都有很大的影響，但是磨削過程相當復雜，要確定磨粒的實際磨屑厚度是很困難的。圖8-3單顆磨粒磨屑厚度1.單顆磨粒的磨屑厚度第一節金屬磨削原理二、磨屑厚度

磨削時，磨粒的切削厚度對磨削力、功率、磨2.磨屑厚度對加工的影響(1)砂輪圓周速度

提高砂輪圓周速度，在各種磨削情況下都可以使磨屑厚度減小，這種磨削可稱為薄屑磨削。3.影響磨屑厚度的因素第一節金屬磨削原理2.磨屑厚度對加工的影響(1)砂輪圓周速度提高砂輪圓周速度

高速磨削時，由于砂輪圓周速度的提高和磨屑厚度的減小，每顆磨粒所受負荷便相應減小，因此有利于降低工件的表面粗糙度，延長砂輪使用壽命；同時，增大磨削用量，提高了生產率。圖8-4砂輪圓周速度對工件表面粗糙度的影響第一節金屬磨削原理高速磨削時，由于砂輪圓周速度的提高和磨屑厚度的減小，每顆(2)工件圓周速度

工件圓周速度對磨屑厚度的影響與砂輪圓周速度的影響相反。圖8-5工件轉速對工件表面多角形深度的影響第一節金屬磨削原理(2)工件圓周速度工件圓周速度對磨屑厚度的影響與砂輪圓周速(3)背吃刀量在其它條件不變的情況下，若背吃刀量增加，則磨屑厚度增加，工件表面粗糙度增大。

(4)砂輪粒度

acgmax公式中的M代表了相應的砂輪粒度。三、磨削弧第一節金屬磨削原理(3)背吃刀量在其它條件不變的情況下，若背吃刀量增加，則磨圖8-６磨削弧

a)外圓磨削b)平面磨削c)內圓磨削第一節金屬磨削原理圖8-６磨削弧

a)外圓磨削b)平面磨削c)內圓磨削第圖8-7磨削區域第一節金屬磨削原理圖8-7磨削區域第一節金屬磨削原理圖8-8工件直徑對磨削弧長的影響第一節金屬磨削原理圖8-8工件直徑對磨削弧長的影響第一節金屬磨削原理圖8-9滲入磨削弧的切削液四、磨削力第一節金屬磨削原理圖8-9滲入磨削弧的切削液四、磨削力第一節金屬磨削原理

磨削時，在砂輪與工件上分別作用著大小相等、方向相反的力，這種相互作用的力叫磨削力。

為了便于分析，通常將磨削力分解為三個相互垂直的分力：

(1)切削力Fc總切削力在主運動方向上的正投影。1.磨削力２.磨削力的形成3.磨削力的分解第一節金屬磨削原理

為了便于分析，通常將磨削力分解為三個相互垂直的分力：

(2)背向力Fp

總切削力在垂直于進給方向上的分力。

(3)進給力Ff總切削力在進給方向上的正投影。

(1)單位磨削力很大

由于磨削厚度極小，單個磨粒的單位磨削力很大。

(2)三個分力中背向力最大在磨削力的三個分力中以背向力最大，這是單顆磨粒的負前角切削所致。

如圖8?10所示，磨粒以負前角切削，切削刃的鈍圓半徑相對背吃刀量要大。4.磨削力的特點第一節金屬磨削原理(2)背向力Fp總切削力在垂直于進給方向上的分力。

(3)圖8-11砂輪桿的彎曲變形第一節金屬磨削原理圖8-11砂輪桿的彎曲變形第一節金屬磨削原理圖8-11砂輪桿的彎曲變形(3)切入磨削法的磨削力

用切入法磨削外圓時進給力第一節金屬磨削原理圖8-11砂輪桿的彎曲變形(3)切入磨削法的磨削力用切入為零，背向力最大(圖8-12)。圖8-12切入磨削法的磨削力第一節金屬磨削原理為零，背向力最大(圖8-12)。圖8-12切入磨削法的磨削(4)恒壓力磨削恒壓力磨削是在切入磨削時，砂輪以一定的壓力壓住工件，從粗磨、精磨到無火花磨削，完成磨削循環。

(5)磨削周期

用縱向法精磨外圓時，需要增加光磨次數，在超精密磨削時為獲得低的表面粗糙度值，要光磨4～6次。圖8-13磨削周期第一節金屬磨削原理(4)恒壓力磨削恒壓力磨削是在切入磨削時，砂輪以一定的壓力1)初磨階段。

2)穩定階段。

3)光磨階段。

光磨階段對于減小工件表面的粗糙度值至關重要。圖8-14光磨時間對工件表面粗糙度的影響第一節金屬磨削原理1)初磨階段。

2)穩定階段。

3)光磨階段。

光磨階段

由于影響磨削力大小的因素很多，且目前對磨削機理研究還繼續深入，因此理論公式的計算準確度不高。表8-3磨削力公式中的系數和指數例1磨削一個軸類零件，工件材料40Cr，硬度42HRC，工件直徑?50mm，工件轉速n=125r/min，砂輪徑向背吃刀量ap=0.1mm，工件軸向進給量fa=10mm/r，求切削力Fc。5.磨削力的計算第一節金屬磨削原理表8-3磨削力公式中的系數和指數例1磨削一個軸類零件，解vW=πdn/1000=3．14×50×125/1000≈20m/min查表8-3得

Kz=1399．20，az=0．336，bz=0．556，cz=1．304

1)磨削時，進給力Pf很小，對磨削加工的影響很小。

2)由于背向力Fp較大，使工藝系統產生的彈性變形也較大，故Fp力對工件的加工精度的影響也較大。

3)切削力Fc對磨削加工的影響與Ff力相似，但影響的程度較小。

4)影響磨削力的因素主要是：工件材料、磨削用量、砂輪特性等方面。6.磨削力對磨削加工的影響及減小磨削力的方法第一節金屬磨削原理解vW=πdn/1000=3．14×50×125/1000砂輪磨削力的大小主要取決于工件材料的硬度和強度，一般難磨的材料磨削力就很大。圖8-15砂輪圓周速度對磨削力的影響第一節金屬磨削原理砂輪磨削力的大小主要取決于工件材料的硬度和強度，一般難磨圖8-16切入速度對磨削力的影響五、磨削熱第一節金屬磨削原理圖8-16切入速度對磨削力的影響五、磨削熱第一節金屬磨削1.磨削熱的產生及其特點磨削所消耗的功率將轉化為熱能。第一節金屬磨削原理1.磨削熱的產生及其特點磨削所消耗的功率將轉化為熱能。第一節圖8-17表面溫度場的溫度梯度第一節金屬磨削原理圖8-17表面溫度場的溫度梯度第一節金屬磨削原理圖8-18不同背吃刀量對表面溫度場的影響

1—=0.01mm2—=0.02mm3—=0.04mm

4—=0.06mm=30m/min=35m/s第一節金屬磨削原理圖8-18不同背吃刀量對表面溫度場的影響

1—=0.012.常用金屬材料的熱參數及磨削溫度的測量圖8-19不同進給量對溫度場的影響

1—f=24mm/行程2—f=12mm/行程3—f=6mm/行程

=60m/min=35m/s=0.02mm第一節金屬磨削原理2.常用金屬材料的熱參數及磨削溫度的測量圖8-19不同進給圖8-20不同工件旋轉速度對溫度場的影響第一節金屬磨削原理圖8-20不同工件旋轉速度對溫度場的影響第一節金屬磨削原圖8-21不同材料的磨削溫度第一節金屬磨削原理圖8-21不同材料的磨削溫度第一節金屬磨削原理表8-4常用金屬材料的熱參數第一節金屬磨削原理表8-4常用金屬材料的熱參數第一節金屬磨削原理圖8-22平面磨削溫度測量示意圖第一節金屬磨削原理圖8-22平面磨削溫度測量示意圖第一節金屬磨削原理(1)磨削熱對加工精度的影響在第二章中已作較詳細的分析，這里就不再重復。

(2)磨削燒傷問題的分析

在瞬時高溫作用下，工件表層可能被燒傷。3.磨削熱對加工的影響第一節金屬磨削原理3.磨削熱對加工的影響第一節金屬磨削原理圖8-23磨削時表面燒傷顏色的變化第一節金屬磨削原理圖8-23磨削時表面燒傷顏色的變化第一節金屬磨削原理圖8-24內冷卻系統1)采用良好的冷卻措施，選用合適的切削液冷卻工件。第一節金屬磨削原理圖8-24內冷卻系統1)采用良好的冷卻措施，選用合適的切削2)磨料的切削性能對磨削熱有很大的影響。

3)砂輪的硬度對磨削熱有較大的影響。圖8-25大氣孔砂輪第一節金屬磨削原理2)磨料的切削性能對磨削熱有很大的影響。

3)砂輪的硬度對磨4)在磨削熱特別大的情況下，可選用大氣孔砂輪(圖8-25)。

5)樹脂結合劑砂輪要比陶瓷砂輪不易使工件燒傷，目前在滾動軸承磨削中廣泛采用。

6)磨削的背吃刀量對磨削熱影響最大。(3)磨削裂紋

如果磨削溫度過高，會引起高溫塑性變形、金相組織變化，并產生殘余應力。第一節金屬磨削原理4)在磨削熱特別大的情況下，可選用大氣孔砂輪(圖8-25)。這主要是由于磨削熱使金屬材料的金相組織發生變化（簡稱相變）引起的。

六、砂輪的制造及磨削性能的評定

陶瓷砂輪在窯中的燒結過程：

1)低溫(200℃)，坯體主要排除殘余水份。

2)脫水分解(200～900℃)。

高嶺土（Al2O3·2SiO2·2H2O）400～600℃偏高嶺土Al2O3·2SiO2+2H2O

3)高溫燒成(900℃)。

4)保溫4～8h。1.砂輪燒成過程的物理變化第一節金屬磨削原理這主要是由于磨削熱使金屬材料的金相組織發生變化（簡稱相變5)冷卻。

(1)金屬切除率

z=1000vwfaap（8?16）

例2粗磨一個零件，vW=25m/min,fa=20mm/r,ap=0.05mm,求金屬切除率z？

解根據式(8-16)得：

z=1000vWfaap

(2)磨削比

如果z值很高，而砂輪的磨耗很快，則砂輪的性能也不能算好。

G=磨除金屬體積/砂輪消耗體積2.砂輪磨削性能的評定第一節金屬磨削原理5)冷卻。

(1)金屬切除率

z=1000vwfaap（七、砂輪的磨鈍及使用壽命

砂輪磨鈍的形式有以下三種：

(1)磨粒的鈍化

如圖8-26a所示，磨粒的鋒利微刃已喪失，磨粒表面平滑，失去磨削性能。圖8-26砂輪磨鈍的形式

a)磨粒的鈍化b)磨粒急劇脫落c)砂輪的粘嵌和堵塞1.砂輪的磨鈍第一節金屬磨削原理七、砂輪的磨鈍及使用壽命

砂輪磨鈍的形式有以下三種：

圖8-27磨粒的磨鈍磨損第一節金屬磨削原理圖8-27磨粒的磨鈍磨損第一節金屬磨削原理表8-5幾種磨料的力學性能(2)磨粒急劇脫落

如圖8-26b所示，砂輪工作面磨粒的脫落將使砂輪不再保持正確的工作形面，影響加工精度。第一節金屬磨削原理表8-5幾種磨料的力學性能(2)磨粒急劇脫落如圖8-26(3)砂輪的粘嵌和堵塞

如圖8-26c所示，砂輪的網狀空隙被磨屑堵塞。

no=×100%（8?18）圖8-28砂輪孔穴的形狀第一節金屬磨削原理(3)砂輪的粘嵌和堵塞如圖8-26c所示，砂輪的網狀空隙被砂輪的使用壽命是指砂輪兩次修整之間所經歷的實際磨削時間。

1)用金屬切除率z的變化來判斷。

2)用工件表面質量的變化來判斷。

這一標準較易在操作現場應用。

3)用砂輪磨削能力系數的大小來判斷。

影響砂輪耐用度的因素主要是：砂輪特性、磨削用量、冷卻方式、工藝系統剛度等方面。

八、砂輪和磨削用量的選擇

2.砂輪的使用壽命第一節金屬磨削原理2.砂輪的使用壽命第一節金屬磨削原理表8-６外圓砂輪的選擇第一節金屬磨削原理表8-６外圓砂輪的選擇第一節金屬磨削原理表8-7外圓磨削用量第一節金屬磨削原理表8-7外圓磨削用量第一節金屬磨削原理0.0287

0.0195

0.0143

0.0239

0.0162

0.0119

0.0205

0.0139

0.0102

0.0179

0.0121第一節金屬磨削原理0.0287

0.0195

0.0143

0.0239

0.表8-8內圓砂輪的特性及其選擇第一節金屬磨削原理表8-8內圓砂輪的特性及其選擇第一節金屬磨削原理表8-9內圓磨削用量表(單位：mm)第一節金屬磨削原理表8-9內圓磨削用量表(單位：mm)第一節金屬磨削原理表8-10平面磨削砂輪選擇第一節金屬磨削原理表8-10平面磨削砂輪選擇第一節金屬磨削原理表8-11平面磨削用量選擇第一節金屬磨削原理表8-11平面磨削用量選擇第一節金屬磨削原理表8-12無心磨削砂輪選擇第一節金屬磨削原理表8-12無心磨削砂輪選擇第一節金屬磨削原理

表8-13無心磨削用量選擇表8-14花鍵軸磨削砂輪選擇2.切入磨削選擇較硬的砂輪。3.磨削熱導率較低的鋼時，選用硬度較低的砂輪第一節金屬磨削原理

表8-13無心磨削用量選擇表8-14花鍵軸磨削砂輪選擇表8-15花鍵軸磨削用量選擇第一節金屬磨削原理表8-15花鍵軸磨削用量選擇第一節金屬磨削原理8.0

10.0

12．5

16.0

0.057～0.076

0.050～0.067

0.045～0.059

0.038～0.050

0.019

0.017

0.015第一節金屬磨削原理0.0138.0

10.0

12．5

16.0

0.057～0.076第二節磨削工藝的分類一、外圓磨削

外圓磨削的工藝范圍廣泛，主要用于磨削軸類，套筒類零件的外圓表面。表8-16外圓磨削的工藝范圍第二節磨削工藝的分類一、外圓磨削

外圓磨削的工藝范圍廣3.無心磨削

4.端面外圓磨削

磨床砂輪主軸軸線相對工件軸線傾斜β角，砂輪斜向切入時可同時磨削工件的外圓和臺階面。

5.多砂輪磨削

6.凸輪軸磨削

7.曲軸磨削

8.軋輥磨削

9.異形軸磨削

10.凸鍵軸磨削

11.成形砂輪磨削第二節磨削工藝的分類3.無心磨削

4.端面外圓磨削

磨床砂輪主軸軸線相對工件軸12.切入成形磨削

二、內圓磨削

內圓磨削也是磨工的基本操作之一，主要用于各種零件的內圓表面加工。表8-17內圓磨削的工藝范圍第二節磨削工藝的分類12.切入成形磨削

二、內圓磨削

內圓磨削也是磨工的基本5.深孔磨削

6.小孔磨削

7.多磨頭內圓磨

8.立式內圓磨削

9.內圓成形磨削

三、平面磨削

平面磨削的工藝范圍也很廣泛。第二節磨削工藝的分類5.深孔磨削

6.小孔磨削

7.多磨頭內圓磨

8.立式內圓磨表8-18平面磨削的工藝范圍第二節磨削工藝的分類表8-18平面磨削的工藝范圍第二節磨削工藝的分類4.雙端面磨削

能同時磨削工件的兩個平行面，磨削時工件可連續送料，常用于自動生產線中。

5.平面成形磨削

6.深切緩進磨削

7.花鍵磨削

四、成形磨削

成形磨削主要包括樣板、模具、螺紋和齒輪的磨削。第二節磨削工藝的分類4.雙端面磨削

能同時磨削工件的兩個平行面，磨削時工件可連表8-19成形磨削的工藝范圍3.仿形法磨成形面

4.展成法磨球面

5.坐標磨床磨成形面

6.數控凸輪磨削

7.用正弦分度夾具裝夾磨成形面

8.螺紋磨削

9.齒輪磨削第二節磨削工藝的分類表8-19成形磨削的工藝范圍3.仿形法磨成形面

4.展成法五、刀具刃磨

刀具刃磨的主要工藝內容是鉸刀、銑刀、插齒刀、拉刀的刃磨和齒輪滾刀的鏟磨、刃磨。第二節磨削工藝的分類五、刀具刃磨

刀具刃磨的主要工藝內容是鉸刀、銑刀、插齒刀表8-20刀具刃磨的主要內容第二節磨削工藝的分類表8-20刀具刃磨的主要內容第二節磨削工藝的分類表8-20刀具刃磨的主要內容第二節磨削工藝的分類表8-20刀具刃磨的主要內容第二節磨削工藝的分類4.刃磨鉸刀前刀面

H=D/2×sinγo第二節磨削工藝的分類4.刃磨鉸刀前刀面

H=D/2×sinγo第二節磨削工藝的5.刃磨鉸刀后刀面

H=D/2×sinαo第二節磨削工藝的分類5.刃磨鉸刀后刀面

H=D/2×sinαo第二節磨削工藝的6.刃磨滾刀前刀面第二節磨削工藝的分類6.刃磨滾刀前刀面第二節磨削工藝的分類7.刃磨成形車刀第二節磨削工藝的分類7.刃磨成形車刀第二節磨削工藝的分類θz—底盤轉角θx—轉體轉角8.刃磨車刀第二節磨削工藝的分類θz—底盤轉角θx—轉體轉角8.刃磨車刀第二節磨削工藝的9.刃磨麻花鉆后刀面第二節磨削工藝的分類9.刃磨麻花鉆后刀面第二節磨削工藝的分類第三節成形砂輪的修整一、用金剛鉆修整成形砂輪

用金剛鉆修整成形砂輪時，多數是將成形面按幾何形狀分段進行修整，但也有將砂輪整體修整成形，來進行成形磨削。圖8-29修整砂輪角度工具

1—正弦尺2—滑塊3—體座第三節成形砂輪的修整一、用金剛鉆修整成形砂輪

用金剛鉆(1)用正弦修整角度工具修整砂輪

修整砂輪的角度工具，主要用來修整各種角度的成形砂輪，然后用此砂輪磨削工件的斜面。

當需要修整砂輪斜角為α時

(2)靠模成形砂輪修整器

有的工件形狀比較復雜，要采用靠模修整器來修整砂輪。

圖8?31所示為用于平面磨床的砂輪修整器。

(3)砂輪圓弧的修整

修整砂輪圓弧的方法是調整金剛石尖端到修整器的回轉中心的距離來控制半徑的。第三節成形砂輪的修整(1)用正弦修整角度工具修整砂輪修整砂輪的角度工具，主要用圖8-30角度修整器

1—正弦尺座2—滑塊3—金剛鉆4—齒條5—心軸6—小齒輪7—捏手

8—軸套9—主體10—螺母11—螺釘12—平板13—墊板14—圓柱第三節成形砂輪的修整圖8-30角度修整器

1—正弦尺座2—滑塊3—金剛鉆圖8-31靠模砂輪成形修整器

1—手輪2—絲杠3、5—零件4—金剛鉆座

6—彈簧7—殼體8—靠模第三節成形砂輪的修整圖8-31靠模砂輪成形修整器

1—手輪2—絲杠3、5—圖8-32砂輪圓弧修整器

1—輪盤2—定位銷3—定位板4—支架5—金剛石

6—螺釘7—可調節撞塊8—固定塊9—手輪10—量塊第三節成形砂輪的修整圖8-32砂輪圓弧修整器

1—輪盤2—定位銷3—定位板圖8-33修整器的調整第三節成形砂輪的修整圖8-33修整器的調整第三節成形砂輪的修整圖8-34圓弧砂輪的形狀第三節成形砂輪的修整圖8-34圓弧砂輪的形狀第三節成形砂輪的修整圖8-35多圓弧砂輪的修整第三節成形砂輪的修整圖8-35多圓弧砂輪的修整第三節成形砂輪的修整

用非金剛鉆修整砂輪，主要是代替昂貴的金剛鉆，以降低工藝成本。

(1)基本原理

將滾壓輪制成所需的形狀后作為修整工具，對砂輪施加壓力，使砂輪上的磨料和結合劑被擠碎脫落下來，達到修整成形砂輪的目的。

(2)分類

常用的滾壓輪有兩種：1)硬質合金滾壓輪，即滾壓輪由YG6、YG8、YG15硬質合金制成；2)金屬滾壓輪，即滾壓輪由合金工具鋼或碳素鋼等制成，淬火硬度至63～65HRC。二、用非金剛鉆修整成形砂輪第三節成形砂輪的修整用非金剛鉆修整砂輪，主要是代替昂貴的金剛鉆，以降低工藝成(3)滾壓輪修整成形砂輪

用滾壓輪修整砂輪時，滾壓輪本身也會有少量的磨損，因而會影響成形面的精度。

當工作滾壓輪磨損后，可用標準滾壓輪將砂輪精修成形，再用此砂輪來磨工作滾壓輪，以修復工作滾壓輪的精度。圖8-36滾壓砂輪裝置及滾壓輪

1—前座2—滾壓輪3—后座第三節成形砂輪的修整(3)滾壓輪修整成形砂輪用滾壓輪修整砂輪時，滾壓輪本身也會三、用金剛石滾輪和金剛石模板修整成形砂輪

(1)用金剛石滾輪修整成形砂輪

金剛石滾輪修整器在復雜成形面修整中，應用廣泛，修整精度高。圖8-37金剛石滾輪修整器第三節成形砂輪的修整三、用金剛石滾輪和金剛石模板修整成形砂輪

(1)用金剛石滾輪(2)用金剛石模板修整成形砂輪

金剛石模板的制造類似于金剛滾輪，也是用電鍍法將金剛石層電鍍在工作表面上，用以修整砂輪。圖8-38多齒金剛石模板修整平面砂輪第三節成形砂輪的修整(2)用金剛石模板修整成形砂輪金剛石模板的制造類似于金剛滾四、成形砂輪修整時的注意事項

成形砂輪磨削所獲得的工件的精度，首先決定于砂輪修整的精度和正確性，所以對于砂輪修整還需要注意以下幾點：

1)在夾具上用金剛鉆修整成形砂輪時，工具的回轉中心必須垂直于砂輪主軸中心線，金剛鉆刀尖應在通過砂輪主軸軸線的垂直面或水平面內運動，這樣才能保證修整出的砂輪形狀準確。第三節成形砂輪的修整四、成形砂輪修整時的注意事項

成形砂輪磨削所獲得的工件的圖8-39砂輪與工件的關系

a)凸圓弧b)凹圓弧第三節成形砂輪的修整圖8-39砂輪與工件的關系

a)凸圓弧b)凹圓弧第三節2)被磨削的工件是凸圓弧，如圖8-39a所示，則修凹圓弧砂輪的半徑R砂比工件的實際尺寸R工大0.01～0.02mm。

3)被磨削的工件是凹圓弧，如圖8-39b所示，則修凸圓弧砂輪的半徑R砂比工件的實際尺寸R工小0.01～0.02mm。

4)在修整成形砂輪時，均需在修整前用碳化硅砂條作粗修整，這樣不僅減少金剛鉆的損耗，同時可提高修整砂輪效率。

5)由于砂輪和工件接觸面比較大，故產生較大磨削力，因此需要使用功率較大、剛度較好的磨床。第三節成形砂輪的修整2)被磨削的工件是凸圓弧，如圖8-39a所示，則修凹圓弧砂輪6)成形磨削熱量較大，故需要進行充分地冷卻，磨削用量不宜過大，砂輪也不宜修得太細。第三節成形砂輪的修整6)成形磨削熱量較大，故需要進行充分地冷卻，磨削用量不宜過大第四節工件裝卸的自動化一、上下料機構圖8-40下落式自動裝料器動作順序第四節工件裝卸的自動化一、上下料機構圖8-40下落式自動圖8-41上下料機構

a)帶滑道的上料機構b)帶橫梁、移動架的下料機構第四節工件裝卸的自動化圖8-41上下料機構

a)帶滑道的上料機構b)帶橫梁、移二、雙臂機械手

圖8?42a所示為斜置式機械手。圖8-42雙臂機械手

a)斜置式機械手b)回轉式機械手

1、2—機械手3、4—轉臂第四節工件裝卸的自動化二、雙臂機械手

圖8?42a所示為斜置式機械手。圖8-4圖8-43工業機器人的組成

1—機身2—控制系統3—驅動系統

4—上臂5—腰部6—前臂7—腕三、工業機器人第四節工件裝卸的自動化圖8-43工業機器人的組成

1—機身2—控制系統3—驅圖8-44機器人的分類及示例

a)機器人的分類b)示例

1—手指2—腕3—手臂4—柱5—基座第四節工件裝卸的自動化圖8-44機器人的分類及示例

a)機器人的分類b)示例

第五節磨削工藝的改進一、技術創新的概念二、工藝創新的重要意義

工藝是指原材料經過加工，改變其幾何形狀、物理和化學性質，生產出具有使用價值的產品的方式或過程。第五節磨削工藝的改進一、技術創新的概念二、工藝創新的重要意三、磨削工藝的改革(1)工藝創新是不斷提高企業經濟效益的客觀要求

一定的工藝技術水平決定了企業的經濟效益，要想持續不斷地提高企業的經濟效益，就必須不斷地開展工藝創新。

(2)工藝創新使企業在知識經濟大潮中立于不敗之地

通過工藝創新，降低產品生產過程的資源、能源消耗，提高材料使用率，降低生產成本。

(3)工藝創新的幾項基本原則

工藝創新應符合下列五項基本原則：經濟效益原則；可替代原則；技術先進原則；切合實際原則；可持續發展原則。第五節磨削工藝的改進三、磨削工藝的改革第五節磨削工藝的改進

如第二章所闡述的世界磨削工藝的發展趨勢，表明了在磨削領域技術創新的特點。

(1)低熔點材料粘固法磨薄片零件

這種工藝改革的特點是消除工件的夾緊變形，以提高工件的形狀精度(平面度)和位置精度(平行度)。

(2)電磁無心夾具

滾動軸承的磨削原來用彈性膜片多點夾緊。

(3)展成法磨球面

杯形砂輪與工件安裝成軸線交角α，砂輪與工件同時繞各自的軸線旋轉，展成球面。

(4)偏心后刀面磨立銑刀的圓周齒

用金剛石將砂輪修整出較窄的工作面。第五節磨削工藝的改進如第二章所闡述的世界磨削工藝的發展趨勢，表明了在磨削領域(5)特殊結構頂尖在較大磨床磨削小直徑尺寸的細長軸時，機床尾座的頂尖頂緊力就相對較大。

(6)中心孔行星磨削用中心孔磨床磨削中心孔，中心孔的圓度可達到0.0008mm。

(7)弦線傳動的V形成組夾具

工件由弦線傳動，消除傳動慣性力對加工精度的影響，定位精度高。

(8)內冷卻心軸

能使切削液流入工件的內壁，冷卻工件，防止工件熱變形。

(9)密珠心軸

心軸定心圓直徑與孔壁能保持2μm的過盈量，達到較高的中心定位精度。第五節磨削工藝的改進(5)特殊結構頂尖在較大磨床磨削小直徑尺寸的細長軸時，機床(10)深孔磨具

在萬能外圓磨床上的深孔磨具適合磨削大直徑的深孔。

(11)高頻電動磨具

轉速為50000～90000r/min,磨削軸承滾道的表面粗糙度值達到Ra0.1μm。

通常，可針對加工的問題對磨削工藝進行改革。

1)在工作臺液壓缸上增加一個放氣閥，以便排除液壓缸中的空氣，其結構如圖8-45所示。圖8-45放氣閥的安裝圖第五節磨削工藝的改進(10)深孔磨具在萬能外圓磨床上的深孔磨具適合磨削大直徑的2)提高工作臺與床身導軌面的接觸精度。

3)改善導軌潤滑效果。圖8-46改善工作臺油槽結構第五節磨削工藝的改進2)提高工作臺與床身導軌面的接觸精度。

3)改善導軌潤滑效果圖8-47專用百分表座第五節磨削工藝的改進圖8-47專用百分表座第五節磨削工藝的改進圖8-48摩擦片第五節磨削工藝的改進圖8-48摩擦片第五節磨削工藝的改進圖8-49磨摩擦片的夾具第五節磨削工藝的改進圖8-49磨摩擦片的夾具第五節磨削工藝的改進圖8-50用正弦規和精密角鐵裝夾磨斜面第五節磨削工藝的改進圖8-50用正弦規和精密角鐵裝夾磨斜面第五節磨削工藝的改圖8-51開槽砂輪第五節磨削工藝的改進圖8-51開槽砂輪第五節磨削工藝的改進

舉兩個例子來說明設備改進的方法。圖8-52薄膜可變節流靜壓軸承工作原理四、設備改進的方法第五節磨削工藝的改進舉兩個例子來說明設備改進的方法。圖8-52薄膜可變節流圖8-53內圓磨具溝槽節流靜壓軸承第五節磨削工藝的改進圖8-53內圓磨具溝槽節流靜壓軸承第五節磨削工藝的改進圖8-54供油系統第五節磨削工藝的改進圖8-54供油系統第五節磨削工藝的改進圖8-55靜壓軸承的結構第五節磨削工藝的改進圖8-55靜壓軸承的結構第五節磨削工藝的改進圖8-56動靜壓軸承第五節磨削工藝的改進圖8-56動靜壓軸承第五節磨削工藝的改進圖8-57螺紋磨床工件噴淋恒溫控制系統第五節磨削工藝的改進圖8-57螺紋磨床工件噴淋恒溫控制系統第五節磨削工藝的改第六節磨床一、外圓磨床

外圓磨床分為無心外圓磨床、寬砂輪無心外圓磨床、普通外圓磨床、萬能外圓磨床、寬砂輪外圓磨床、端面外圓磨床、多砂輪架外圓磨床、多片砂輪外圓磨床等。圖8-58MB1332B半自動外圓磨床第六節磨床一、外圓磨床

外圓磨床分為無心外圓磨床、圖8-59MA1420/750—H萬能外圓磨床第六節磨床圖8-59MA1420/750—H萬能外圓磨床第六節磨圖8-６0MK1620數控端面外圓磨床第六節磨床圖8-６0MK1620數控端面外圓磨床第六節磨床表8-21MK1620數控端面外圓磨床的主要技術規格及參數第六節磨床表8-21MK1620數控端面外圓磨床的主要技術規格及參數圖8-６1MK1320數控外圓磨床第六節磨床圖8-６1MK1320數控外圓磨床第六節磨床表8-22主要技術參數二、內圓磨床

同樣，磨床制造廠也在不斷地開發數控內圓磨床。第六節磨床表8-22主要技術參數二、內圓磨床

同樣，磨床制造廠也圖8-６2MK2710數控內圓磨床三、平面磨床第六節磨床圖8-６2MK2710數控內圓磨床三、平面磨床第六節磨常用平面磨床有臥軸矩臺平面磨床、臥軸圓臺平面磨床、立軸矩臺平面磨床、立軸圓臺平面磨床和雙端面磨床等。圖8-６3M7163/3000—H(H238)臥軸矩臺平面磨床第六節磨床常用平面磨床有臥軸矩臺平面磨床、臥軸圓臺平面磨床、立軸矩表8-23主要技術規格及參數第六節磨床表8-23主要技術規格及參數第六節磨床圖8-６4MB7150/H半自動臥軸矩臺平面磨床第六節磨床圖8-６4MB7150/H半自動臥軸矩臺平面磨床第六節磨表8-24主要技術規格及參數第六節磨床表8-24主要技術規格及參數第六節磨床第六節磨床表8-25主要技術規格及參數第六節磨床表8-25主要技術規格及參數圖8-65MM7132A精密臥軸矩臺平面磨床

1—床身2—電磁吸盤3—磨頭4—立柱5、6—工作臺

7—操縱箱8—冷卻箱9、10、11—手輪12、13—手柄第六節磨床圖8-65MM7132A精密臥軸矩臺平面磨床

1—床身2第六節磨床第六節磨床圖8-67MM7132A精密平面磨床橫向進給機構

1—手輪2—齒輪3、8、9—手柄4、5、14、15、16、17—齒輪6—螺母

7—絲杠10—蝸桿11—斜齒輪12—軸13—直流電動機第六節磨床圖8-67MM7132A精密平面磨床橫向進給機構

1—手輪圖8-68MM7132A精密平面磨床工作臺縱向液壓傳動機構

1—彈簧片2—換向閥3—齒條4—撥叉5—齒輪軸6、7—齒輪

8—電動機9—軸10—轉子11—定子12—定量泵13—偏心軸第六節磨床圖8-68MM7132A精密平面磨床工作臺縱向液壓傳動機構第六節磨床第六節磨床四、萬能工具磨床圖8-69MM7132A精密平面磨床磨頭

1—螺釘2—塞鐵3—磨頭體殼4—主軸5—軸承第六節磨床四、萬能工具磨床圖8-69MM7132A精密平面磨床磨頭

圖8?70所示為M6025型萬能工具磨床，備有多種附件，可刃磨各種工具。圖8-70M6025型萬能工具磨床

1、2、3、4、11—手輪5—立柱6—磨頭架7—導軌

8—縱向工作臺9—調節捏手10—手柄12—橫向滑板13—床身第六節磨床圖8?70所示為M6025型萬能工具磨床，備有多種附件，表8-26M6025型萬能工具磨床主要技術規格第六節磨床表8-26M6025型萬能工具磨床主要技術規格第六節磨表8-27MQ6025A型萬能工具磨床主要技術規格第六節磨床表8-27MQ6025A型萬能工具磨床主要技術規格第六節圖8-71MQ6025A型萬能工具磨床

1—床身2、3—工作臺4—床頭架5—尾座

6、7、8、13—手輪9—滑板10—升降機構

11—磨頭12—操縱盒第六節磨床圖8-71MQ6025A型萬能工具磨床

1—床身2、3—第八章磨削工藝理論基礎第八章磨削工藝理論基礎掌握金屬磨削原理的基礎知識，了解磨削工藝分類的系統知識，工件裝卸的自動化和成形砂輪的修整方法。熟悉磨床結構。初步了解工藝創新的理念，掌握工藝改革的方法，能促進企業的工藝創新。第一章設備維修前的準備工作掌握金屬磨削原理的基礎知識，了解磨削工藝分類的系統知第一節金屬磨削原理一、磨屑形成的過程

磨削加工是工件被磨削的金屬表層在無數磨粒的瞬間擠壓、刻劃、切削、摩擦、拋光作用下進行的。表8-1每克白剛玉磨料的磨粒數1.磨粒的擠壓、刻劃、切削、摩擦、拋光作用第一節金屬磨削原理一、磨屑形成的過程

磨削加工是工件圖8-1磨屑的形狀第一節金屬磨削原理圖8-1磨屑的形狀第一節金屬磨削原理表8-2磨粒結構2.金屬磨削的過程(1)擠壓和摩擦階段

當磨粒與工件剛接觸時，工件表層的金屬受到壓力的作用，發生彈性變形。第一節金屬磨削原理表8-2磨粒結構2.金屬磨削的過程(1)擠壓和摩擦階段當(2)滑移階段

磨粒尖端壓入工件金屬層，金屬受到更大的壓力，使金屬的晶格沿某方向滑移，在此區域金屬表層發生劇烈的塑性變形，這個變形過程較長，如圖8-2a所示的刻劃區和切削區，在工件表面留下一個刻痕。

不同材料的塑性變形也不同。

(3)擠裂階段

當磨粒對金屬層的壓力超過金屬的強度極限時，金屬沿某方向擠裂。

(4)切離階段

磨粒走完切削的全程，形成磨屑，磨屑被切離工件表面，并在工件表面留下一條劃痕。第一節金屬磨削原理(2)滑移階段磨粒尖端壓入工件金屬層，金屬受到更大的壓力，

綜上所述，磨削過程是無數磨刃點對工件表面的擠壓、刻劃、切削、摩擦拋光的綜合作用的結果，故可以獲得光潔的加工表面。圖8-2磨粒的切削過程

a)磨削區域b)理論有效磨刃第一節金屬磨削原理綜上所述，磨削過程是無數磨刃點對工件表面的擠壓、刻劃、切二、磨屑厚度

磨削時，磨粒的切削厚度對磨削力、功率、磨削熱、表面粗糙度及砂輪鈍化等，都有很大的影響，但是磨削過程相當復雜，要確定磨粒的實際磨屑厚度是很困難的。圖8-3單顆磨粒磨屑厚度1.單顆磨粒的磨屑厚度第一節金屬磨削原理二、磨屑厚度

磨削時，磨粒的切削厚度對磨削力、功率、磨2.磨屑厚度對加工的影響(1)砂輪圓周速度

提高砂輪圓周速度，在各種磨削情況下都可以使磨屑厚度減小，這種磨削可稱為薄屑磨削。3.影響磨屑厚度的因素第一節金屬磨削原理2.磨屑厚度對加工的影響(1)砂輪圓周速度提高砂輪圓周速度

高速磨削時，由于砂輪圓周速度的提高和磨屑厚度的減小，每顆磨粒所受負荷便相應減小，因此有利于降低工件的表面粗糙度，延長砂輪使用壽命；同時，增大磨削用量，提高了生產率。圖8-4砂輪圓周速度對工件表面粗糙度的影響第一節金屬磨削原理高速磨削時，由于砂輪圓周速度的提高和磨屑厚度的減小，每顆(2)工件圓周速度

工件圓周速度對磨屑厚度的影響與砂輪圓周速度的影響相反。圖8-5工件轉速對工件表面多角形深度的影響第一節金屬磨削原理(2)工件圓周速度工件圓周速度對磨屑厚度的影響與砂輪圓周速(3)背吃刀量在其它條件不變的情況下，若背吃刀量增加，則磨屑厚度增加，工件表面粗糙度增大。

(4)砂輪粒度

acgmax公式中的M代表了相應的砂輪粒度。三、磨削弧第一節金屬磨削原理(3)背吃刀量在其它條件不變的情況下，若背吃刀量增加，則磨圖8-６磨削弧

a)外圓磨削b)平面磨削c)內圓磨削第一節金屬磨削原理圖8-６磨削弧

a)外圓磨削b)平面磨削c)內圓磨削第圖8-7磨削區域第一節金屬磨削原理圖8-7磨削區域第一節金屬磨削原理圖8-8工件直徑對磨削弧長的影響第一節金屬磨削原理圖8-8工件直徑對磨削弧長的影響第一節金屬磨削原理圖8-9滲入磨削弧的切削液四、磨削力第一節金屬磨削原理圖8-9滲入磨削弧的切削液四、磨削力第一節金屬磨削原理

磨削時，在砂輪與工件上分別作用著大小相等、方向相反的力，這種相互作用的力叫磨削力。

為了便于分析，通常將磨削力分解為三個相互垂直的分力：

(1)切削力Fc總切削力在主運動方向上的正投影。1.磨削力２.磨削力的形成3.磨削力的分解第一節金屬磨削原理

為了便于分析，通常將磨削力分解為三個相互垂直的分力：

(2)背向力Fp

總切削力在垂直于進給方向上的分力。

(3)進給力Ff總切削力在進給方向上的正投影。

(1)單位磨削力很大

由于磨削厚度極小，單個磨粒的單位磨削力很大。

(2)三個分力中背向力最大在磨削力的三個分力中以背向力最大，這是單顆磨粒的負前角切削所致。

如圖8?10所示，磨粒以負前角切削，切削刃的鈍圓半徑相對背吃刀量要大。4.磨削力的特點第一節金屬磨削原理(2)背向力Fp總切削力在垂直于進給方向上的分力。

(3)圖8-11砂輪桿的彎曲變形第一節金屬磨削原理圖8-11砂輪桿的彎曲變形第一節金屬磨削原理圖8-11砂輪桿的彎曲變形(3)切入磨削法的磨削力

用切入法磨削外圓時進給力第一節金屬磨削原理圖8-11砂輪桿的彎曲變形(3)切入磨削法的磨削力用切入為零，背向力最大(圖8-12)。圖8-12切入磨削法的磨削力第一節金屬磨削原理為零，背向力最大(圖8-12)。圖8-12切入磨削法的磨削(4)恒壓力磨削恒壓力磨削是在切入磨削時，砂輪以一定的壓力壓住工件，從粗磨、精磨到無火花磨削，完成磨削循環。

(5)磨削周期

用縱向法精磨外圓時，需要增加光磨次數，在超精密磨削時為獲得低的表面粗糙度值，要光磨4～6次。圖8-13磨削周期第一節金屬磨削原理(4)恒壓力磨削恒壓力磨削是在切入磨削時，砂輪以一定的壓力1)初磨階段。

2)穩定階段。

3)光磨階段。

光磨階段對于減小工件表面的粗糙度值至關重要。圖8-14光磨時間對工件表面粗糙度的影響第一節金屬磨削原理1)初磨階段。

2)穩定階段。

3)光磨階段。

光磨階段

由于影響磨削力大小的因素很多，且目前對磨削機理研究還繼續深入，因此理論公式的計算準確度不高。表8-3磨削力公式中的系數和指數例1磨削一個軸類零件，工件材料40Cr，硬度42HRC，工件直徑?50mm，工件轉速n=125r/min，砂輪徑向背吃刀量ap=0.1mm，工件軸向進給量fa=10mm/r，求切削力Fc。5.磨削力的計算第一節金屬磨削原理表8-3磨削力公式中的系數和指數例1磨削一個軸類零件，解vW=πdn/1000=3．14×50×125/1000≈20m/min查表8-3得

Kz=1399．20，az=0．336，bz=0．556，cz=1．304

1)磨削時，進給力Pf很小，對磨削加工的影響很小。

2)由于背向力Fp較大，使工藝系統產生的彈性變形也較大，故Fp力對工件的加工精度的影響也較大。

3)切削力Fc對磨削加工的影響與Ff力相似，但影響的程度較小。

4)影響磨削力的因素主要是：工件材料、磨削用量、砂輪特性等方面。6.磨削力對磨削加工的影響及減小磨削力的方法第一節金屬磨削原理解vW=πdn/1000=3．14×50×125/1000砂輪磨削力的大小主要取決于工件材料的硬度和強度，一般難磨的材料磨削力就很大。圖8-15砂輪圓周速度對磨削力的影響第一節金屬磨削原理砂輪磨削力的大小主要取決于工件材料的硬度和強度，一般難磨圖8-16切入速度對磨削力的影響五、磨削熱第一節金屬磨削原理圖8-16切入速度對磨削力的影響五、磨削熱第一節金屬磨削1.磨削熱的產生及其特點磨削所消耗的功率將轉化為熱能。第一節金屬磨削原理1.磨削熱的產生及其特點磨削所消耗的功率將轉化為熱能。第一節圖8-17表面溫度場的溫度梯度第一節金屬磨削原理圖8-17表面溫度場的溫度梯度第一節金屬磨削原理圖8-18不同背吃刀量對表面溫度場的影響

1—=0.01mm2—=0.02mm3—=0.04mm

4—=0.06mm=30m/min=35m/s第一節金屬磨削原理圖8-18不同背吃刀量對表面溫度場的影響

1—=0.012.常用金屬材料的熱參數及磨削溫度的測量圖8-19不同進給量對溫度場的影響

1—f=24mm/行程2—f=12mm/行程3—f=6mm/行程

=60m/min=35m/s=0.02mm第一節金屬磨削原理2.常用金屬材料的熱參數及磨削溫度的測量圖8-19不同進給圖8-20不同工件旋轉速度對溫度場的影響第一節金屬磨削原理圖8-20不同工件旋轉速度對溫度場的影響第一節金屬磨削原圖8-21不同材料的磨削溫度第一節金屬磨削原理圖8-21不同材料的磨削溫度第一節金屬磨削原理表8-4常用金屬材料的熱參數第一節金屬磨削原理表8-4常用金屬材料的熱參數第一節金屬磨削原理圖8-22平面磨削溫度測量示意圖第一節金屬磨削原理圖8-22平面磨削溫度測量示意圖第一節金屬磨削原理(1)磨削熱對加工精度的影響在第二章中已作較詳細的分析，這里就不再重復。

(2)磨削燒傷問題的分析

在瞬時高溫作用下，工件表層可能被燒傷。3.磨削熱對加工的影響第一節金屬磨削原理3.磨削熱對加工的影響第一節金屬磨削原理圖8-23磨削時表面燒傷顏色的變化第一節金屬磨削原理圖8-23磨削時表面燒傷顏色的變化第一節金屬磨削原理圖8-24內冷卻系統1)采用良好的冷卻措施，選用合適的切削液冷卻工件。第一節金屬磨削原理圖8-24內冷卻系統1)采用良好的冷卻措施，選用合適的切削2)磨料的切削性能對磨削熱有很大的影響。

3)砂輪的硬度對磨削熱有較大的影響。圖8-25大氣孔砂輪第一節金屬磨削原理2)磨料的切削性能對磨削熱有很大的影響。

3)砂輪的硬度對磨4)在磨削熱特別大的情況下，可選用大氣孔砂輪(圖8-25)。

5)樹脂結合劑砂輪要比陶瓷砂輪不易使工件燒傷，目前在滾動軸承磨削中廣泛采用。

6)磨削的背吃刀量對磨削熱影響最大。(3)磨削裂紋

如果磨削溫度過高，會引起高溫塑性變形、金相組織變化，并產生殘余應力。第一節金屬磨削原理4)在磨削熱特別大的情況下，可選用大氣孔砂輪(圖8-25)。這主要是由于磨削熱使金屬材料的金相組織發生變化（簡稱相變）引起的。

六、砂輪的制造及磨削性能的評定

陶瓷砂輪在窯中的燒結過程：

1)低溫(200℃)，坯體主要排除殘余水份。

2)脫水分解(200～900℃)。

高嶺土（Al2O3·2SiO2·2H2O）400～600℃偏高嶺土Al2O3·2SiO2+2H2O

3)高溫燒成(900℃)。

4)保溫4～8h。1.砂輪燒成過程的物理變化第一節金屬磨削原理這主要是由于磨削熱使金屬材料的金相組織發生變化（簡稱相變5)冷卻。

(1)金屬切除率

z=1000vwfaap（8?16）

例2粗磨一個零件，vW=25m/min,fa=20mm/r,ap=0.05mm,求金屬切除率z？

解根據式(8-16)得：

z=1000vWfaap

(2)磨削比

如果z值很高，而砂輪的磨耗很快，則砂輪的性能也不能算好。

G=磨除金屬體積/砂輪消耗體積2.砂輪磨削性能的評定第一節金屬磨削原理5)冷卻。

(1)金屬切除率

z=1000vwfaap（七、砂輪的磨鈍及使用壽命

砂輪磨鈍的形式有以下三種：

(1)磨粒的鈍化

如圖8-26a所示，磨粒的鋒利微刃已喪失，磨粒表面平滑，失去磨削性能。圖8-26砂輪磨鈍的形式

a)磨粒的鈍化b)磨粒急劇脫落c)砂輪的粘嵌和堵塞1.砂輪的磨鈍第一節金屬磨削原理七、砂輪的磨鈍及使用壽命

砂輪磨鈍的形式有以下三種：

圖8-27磨粒的磨鈍磨損第一節金屬磨削原理圖8-27磨粒的磨鈍磨損第一節金屬磨削原理表8-5幾種磨料的力學性能(2)磨粒急劇脫落

如圖8-26b所示，砂輪工作面磨粒的脫落將使砂輪不再保持正確的工作形面，影響加工精度。第一節金屬磨削原理表8-5幾種磨料的力學性能(2)磨粒急劇脫落如圖8-26(3)砂輪的粘嵌和堵塞

如圖8-26c所示，砂輪的網狀空隙被磨屑堵塞。

no=×100%（8?18）圖8-28砂輪孔穴的形狀第一節金屬磨削原理(3)砂輪的粘嵌和堵塞如圖8-26c所示，砂輪的網狀空隙被砂輪的使用壽命是指砂輪兩次修整之間所經歷的實際磨削時間。

1)用金屬切除率z的變化來判斷。

2)用工件表面質量的變化來判斷。

這一標準較易在操作現場應用。

3)用砂輪磨削能力系數的大小來判斷。

影響砂輪耐用度的因素主要是：砂輪特性、磨削用量、冷卻方式、工藝系統剛度等方面。

八、砂輪和磨削用量的選擇

2.砂輪的使用壽命第一節金屬磨削原理2.砂輪的使用壽命第一節金屬磨削原理表8-６外圓砂輪的選擇第一節金屬磨削原理表8-６外圓砂輪的選擇第一節金屬磨削原理表8-7外圓磨削用量第一節金屬磨削原理表8-7外圓磨削用量第一節金屬磨削原理0.0287

0.0195

0.0143

0.0239

0.0162

0.0119

0.0205

0.0139

0.0102

0.0179

0.0121第一節金屬磨削原理0.0287

0.0195

0.0143

0.0239

0.表8-8內圓砂輪的特性及其選擇第一節金屬磨削原理表8-8內圓砂輪的特性及其選擇第一節金屬磨削原理表8-9內圓磨削用量表(單位：mm)第一節金屬磨削原理表8-9內圓磨削用量表(單位：mm)第一節金屬磨削原理表8-10平面磨削砂輪選擇第一節金屬磨削原理表8-10平面磨削砂輪選擇第一節金屬磨削原理表8-11平面磨削用量選擇第一節金屬磨削原理表8-11平面磨削用量選擇第一節金屬磨削原理表8-12無心磨削砂輪選擇第一節金屬磨削原理表8-12無心磨削砂輪選擇第一節金屬磨削原理

表8-13無心磨削用量選擇表8-14花鍵軸磨削砂輪選擇2.切入磨削選擇較硬的砂輪。3.磨削熱導率較低的鋼時，選用硬度較低的砂輪第一節金屬磨削原理

表8-13無心磨削用量選擇表8-14花鍵軸磨削砂輪選擇表8-15花鍵軸磨削用量選擇第一節金屬磨削原理表8-15花鍵軸磨削用量選擇第一節金屬磨削原理8.0

10.0

12．5

16.0

0.057～0.076

0.050～0.067

0.045～0.059

0.038～0.050

0.019

0.017

0.015第一節金屬磨削原理0.0138.0

10.0

12．5

16.0

0.057～0.076第二節磨削工藝的分類一、外圓磨削

外圓磨削的工藝范圍廣泛，主要用于磨削軸類，套筒類零件的外圓表面。表8-16外圓磨削的工藝范圍第二節磨削工藝的分類一、外圓磨削

外圓磨削的工藝范圍廣3.無心磨削

4.端面外圓磨削

磨床砂輪主軸軸線相對工件軸線傾斜β角，砂輪斜向切入時可同時磨削工件的外圓和臺階面。

5.多砂輪磨削

6.凸輪軸磨削

7.曲軸磨削

8.軋輥磨削

9.異形軸磨削

10.凸鍵軸磨削

11.成形砂輪磨削第二節磨削工藝的分類3.無心磨削

4.端面外圓磨削

磨床砂輪主軸軸線相對工件軸12.切入成形磨削

二、內圓磨削

內圓磨削也是磨工的基本操作之一，主要用于各種零件的內圓表面加工。表8-17內圓磨削的工藝范圍第二節磨削工藝的分類12.切入成形磨削

二、內圓磨削

內圓磨削也是磨工的基本5.深孔磨削

6.小孔磨削

7.多磨頭內圓磨

8.立式內圓磨削

9.內圓成形磨削

三、平面磨削

平面磨削的工藝范圍也很廣泛。第二節磨削工藝的分類5.深孔磨削

6.小孔磨削

7.多磨頭內圓磨

8.立式內圓磨表8-18平面磨削的工藝范圍第二節磨削工藝的分類表8-18平面磨削的工藝范圍第二節磨削工藝的分類4.雙端面磨削

能同時磨削工件的兩個平行面，磨削時工件可連續送料，常用于自動生產線中。

5.平面成形磨削

6.深切緩進磨削

7.花鍵磨削

四、成形磨削

成形磨削主要包括樣板、模具、螺紋和齒輪的磨削。第二節磨削工藝的分類4.雙端面磨削

能同時磨削工件的兩個平行面，磨削時工件可連表8-19成形磨削的工藝范圍3.仿形法磨成形面

4.展成法磨球面

5.坐標磨床磨成形面

6.數控凸輪磨削

7.用正弦分度夾具裝夾磨成形面

8.螺紋磨削

9.齒輪磨削第二節磨削工藝的分類表8-19成形磨削的工藝范圍3.仿形法磨成形面

4.展成法五、刀具刃磨

刀具刃磨的主要工藝內容是鉸刀、銑刀、插齒刀、拉刀的刃磨和齒輪滾刀的鏟磨、刃磨。第二節磨削工藝的分類五、刀具刃磨

刀具刃磨的主要工藝內容是鉸刀、銑刀、插齒刀表8-20刀具刃磨的主要內容第二節磨削工藝的分類表8-20刀具刃磨的主要內容第二節磨削工藝的分類表8-20刀具刃磨的主要內容第二節磨削工藝的分類表8-20刀具刃磨的主要內容第二節磨削工藝的分類4.刃磨鉸刀前刀面

H=D/2×sinγo第二節磨削工藝的分類4.刃磨鉸刀前刀面

H=D/2×sinγo第二節磨削工藝的5.刃磨鉸刀后刀面

H=D/2×sinαo第二節磨削工藝的分類5.刃磨鉸刀后刀面

H=D/2×sinαo第二節磨削工藝的6.刃磨滾刀前刀面第二節磨削工藝的分類6.刃磨滾刀前刀面第二節磨削工藝的分類7.刃磨成形車刀第二節磨削工藝的分類7.刃磨成形車刀第二節磨削工藝的分類θz—底盤轉角θx—轉體轉角8.刃磨車刀第二節磨削工藝的分類θz—底盤轉角θx—轉體轉角8.刃磨車刀第二節磨削工藝的9.刃磨麻花鉆后刀面第二節磨削工藝的分類9.刃磨麻花鉆后刀面第二節磨削工藝的分類第三節成形砂輪的修整一、用金剛鉆修整成形砂輪

用金剛鉆修整成形砂輪時，多數是將成形面按幾何形狀分段進行修整，但也有將砂輪整體修整成形，來進行成形磨削。圖8-29修整砂輪角度工具

1—正弦尺2—滑塊3—體座第三節成形砂輪的修整一、用金剛鉆修整成形砂輪

用金剛鉆(1)用正弦修整角度工具修整砂輪

修整砂輪的角度工具，主要用來修整各種角度的成形砂輪，然后用此砂輪磨削工件的斜面。

當需要修整砂輪斜角為α時

(2)靠模成形砂輪修整器

有的工件形狀比較復雜，要采用靠模修整器來修整砂輪。

圖8?31所示為用于平面磨床的砂輪修整器。

(3)砂輪圓弧的修整

修整砂輪圓弧的方法是調整金剛石尖端到修整器的回轉中心的距離來控制半徑的。第三節成形砂輪的修整(1)用正弦修整角度工具修整砂輪修整砂輪的角度工具，主要用圖8-30角度修整器

1—正弦尺座2—滑塊3—金剛鉆4—齒條5—心軸6—小齒輪7—捏手

8—軸套9—主體10—螺母11—螺釘12—平板13—墊板14—圓柱第三節成形砂輪的修整圖8-30角度修整器

1—正弦尺座2—滑塊3—金剛鉆圖8-31靠模砂輪成形修整器

1—手輪2—絲杠3、5—零件4—金剛鉆座

6—彈簧7—殼體8—靠模第三節成形砂輪的修整圖8-31靠模砂輪成形修整器

1—手輪2—絲杠3、5—圖8-32砂輪圓弧修整器

1—輪盤2—定位銷3—定位板4—支架5—金剛石

6—螺釘7—可調節撞塊8—固定塊9—手輪10—量塊第三節成形砂輪的修整圖8-32砂輪圓弧修整器

1—輪盤2—定位銷3—定位板圖8-33修整器的調整第三節成形砂輪的修整圖8-33修整器的調整第三節成形砂輪的修整圖8-34圓弧砂輪的形狀第三節成形砂輪的修整圖8-34圓弧砂輪的形狀第三節成形砂輪的修整圖8-35多圓弧砂輪的修整第三節成形砂輪的修整圖8-35多圓弧砂輪的修整第三節成形砂輪的修整

用非金剛鉆修整砂輪，主要是代替昂貴的金剛鉆，以降低工藝成本。

(1)基本原理

將滾壓輪制成所需的形狀后作為修整工具，對砂輪施加壓力，使砂輪上的磨料和結合劑被擠碎脫落下來，達到修整成形砂輪的目的。

(2)分類

常用的滾壓輪有兩種：1)硬質合金滾壓輪，即滾壓輪由YG6、YG8、YG15硬質合金制成；2)金屬滾壓輪，即滾壓輪由合金工具鋼或碳素鋼等制成，淬火硬度至63～65HRC。二、用非金剛鉆修整成形砂輪第三節成形砂輪的修整用非金剛鉆修整砂輪，主要是代替昂貴的金剛鉆，以降低工藝成(3)滾壓輪修整成形砂輪

用滾壓輪修整砂輪時，滾壓輪本身也會有少量的磨損，因而會影響成形面的精度。

當工作滾壓輪磨損后，可用標準滾壓輪將砂輪精修成形，再用此砂輪來磨工作滾壓輪，以修復工作滾壓輪的精度。圖8-36滾壓砂輪裝置及滾壓輪

1—前座2—滾壓輪3—后座第三節成形砂輪的修整(3)滾壓輪修整成形砂輪用滾壓輪修整砂輪時，滾壓輪本身也會三、用金剛石滾輪和金剛石模板修整成形砂輪

(1)用金剛石滾輪修整成形砂輪

金剛石滾輪修整器在復雜成形面修整中，應用廣泛，修整精度高。圖8-37金剛石滾輪修整器第三節成形砂輪的修整三、用金剛石滾輪和金剛石模板修整成形砂輪

(1)用金剛石滾輪(2)用金剛石模板修整成形砂輪

金剛石模板的制造類似于金剛滾輪，也是用電鍍法將金剛石層電鍍在工作表面上，用以修整砂輪。圖8-38多齒金剛石模板修整平面砂輪第三節成形砂輪的修整(2)用金剛石模板修整成形砂輪金剛石模板的制造類似于金剛滾四、成形砂輪修整時的注意事項

成形砂輪磨削所獲得的工件的精度，首先決定于砂輪修整的精度和正確性，所以對于砂輪修整還需要注意以下幾點：

1)在夾具上用金剛鉆修整成形砂輪時，工具的回轉中心必須垂直于砂輪主軸中心線，金剛鉆刀尖應在通過砂輪主軸軸線的垂直面或水平面內運動，這樣才能保證修整出的砂輪形狀準確。第三節成形砂輪的修整四、成形砂輪修整時的注意事項

成形砂輪磨削所獲得的工件的圖8-39砂輪與工件的關系

a)凸圓弧b)凹圓弧第三節成形砂輪的修整圖8-39砂輪與工件的關系

a)凸圓弧b)凹圓弧第三節2)被磨削的工件是凸圓弧，如圖8-39a所示，則修凹圓弧砂輪的半徑R砂比工件的實際尺寸R工大0.01～0.02mm。

3)被磨削的工件是凹圓弧，如圖8-39b所示，則修凸圓弧砂輪的半徑R砂比工件的實際尺寸R工小0.01～0.02mm。

4)在修整成形砂輪時，均需在修整前用碳化硅砂條作粗修整，這樣不僅減少金剛鉆的損耗，同時可提高修整砂輪效率。

5)由于砂輪和工件接觸面比較大，故產生較大磨削力，因此需要使用功率較大、剛度較好的磨床。第三節成形砂輪的修整2)被磨削的工件是凸圓弧，如圖8-39a所示，則修凹圓弧砂輪6)成形磨削熱量較大，故需要進行充分地冷卻，磨削用量不宜過大，砂輪也不宜修得太細。第三節成形砂輪的修整6)成形磨削熱量較大，故需要進行充分地冷卻，磨削用量不宜過大第四節工件裝卸的自動化一、上下料機構圖8-40下落式自動裝料器動作順序第四節工件裝卸的自動化一、上下料機構圖8-40下落式自動圖8-41上下料機構

a)帶滑道的上料機構b)帶橫梁、移動架的下料機構第四節工件裝卸的自動化圖8-41上下料機構

a)帶滑道的上料機構b)帶橫梁、移二、雙臂機械手

圖8?42a所示為斜置式機械手。圖8-42雙臂機械手

a)斜置式機械手b)回轉式機械手

1、2—機械手3、4—轉臂第四節工件裝卸的自動化二、雙臂機械手

圖8?42a所示為斜置式機械手。圖8-4圖8-43工業機器人的組成

1—機身2—控制系統3—驅動系統

4—上臂5—腰部6—前臂7—腕三、工業機器人第四節工件裝卸的自動化圖8-43工業機器人的組成

1—機身2—控制系統3—驅圖8-44機器人的分類及示例

a)機器人的分類b)示例

1—手指2—腕3—手臂4—柱5—基座第四節工件裝卸的自動化圖8-44機器人的分類及示例

a)機器人的分類b)示例

第五節磨削工藝的改進一、技術創新的概念二、工藝創新的重要意義

工藝是指原材料經過加工，改變其幾何形狀、物理和化學性質，生產出具有使用價值的產品的方式或過程。第五節磨削工藝的改進一、技術創新的概念二、工藝創新的重要意三、磨削工藝的改革(1)工藝創新是不斷提高企業經濟效益的客觀要求

一定的工藝技術水平決定了企業的經濟效益，要想持續不斷地提高企業的經濟效益，就必須不斷地開展工藝創新。

(2)工藝創新使企業在知識經濟大潮中立于不敗之地

通過工藝創新，降低產品生產過程的資源、能源消耗，提高材料使用率，降低生產成本。

(3)工藝創新的幾項基本原則

工藝創新應符合下列五項基本原則：經濟效益原則；可替代原則；技術先進原則；切合實際原則；可持續發展原則。第五節磨削工藝的改進三、磨削工藝的改革第五節磨削工藝的改進

如第二章所闡述的世界磨削工藝的發展趨勢，表明了在磨削領域技術創新的特點。

(1)低熔點材料粘固法磨薄片零件

這種工藝改革的特點是消除工件的夾緊變形，以提高工件的形狀精度(平面度)和位置精度(平行度)。

(2)電磁無心夾具

滾動軸承的磨削原來用彈性膜片多點夾緊。

(3)展成法磨球面

杯形砂輪與工件安裝成軸線交角α，砂輪與工件同時繞各自的軸線旋轉，展成球面。

(4)偏心后刀面磨立銑刀的圓周齒

用金剛石將砂輪修整出較窄的工作面。第五節磨削工藝的改進如第二章所闡述的世界磨削工藝的發展趨勢，表明了在磨削領域(5)特殊結構頂尖在較大磨床磨削小直徑尺寸的細長軸時，機床尾座的頂尖頂緊力就相對較大。

(6)中心孔行星磨削用中心孔磨床磨削中心孔，中心孔的圓度可達到0.0008mm。

(7)弦線傳動的V形成組夾具

工件由弦線傳動，消除傳動慣性力對加工精度的影響，定位精度高。

(8)內冷卻心軸

能使切削液流入工件的內壁，冷卻工件，防止工件熱變形。

(9)密珠心軸

心軸定心圓直徑與孔壁能保持2μm的過盈量，達到較高的中