第19磨削加工.ppt

复习：,轴套类零件的加工工艺特点是什么？,零件的主要表面为同轴度要求较高的内外圆表面；内孔与外圆直径之差较小，零件壁的厚度较薄且易变形；零件长度一般大于直径等。,第十九讲：磨削加工,P,1、了解磨削加工工艺范围及特征2、培养分析问题、解决问题的能力以及文字表达能力。,教学目标,衬套类零件加工工艺编制方法。,教学重点,衬套类零件加工工艺编制。,教学难点,一、衬套类零件的加工概述,1、套同类零件的功能与结构特点,3.7磨床与砂轮3.7.1磨床磨床是用磨料磨具(砂轮,砂带,油石和研磨料)为工具进行切削加工的机床。广泛用于零件的精加工,尤其是淬硬钢件,高硬度特殊材料及非金属材料(如陶瓷)的精加工。磨床种类很多,其主要类型有:外圆磨床,内圆磨床,平面磨床,工具磨床，刀具和刃具磨床及各种专门化磨床.如曲轴磨床、凸轮磨床、齿轮磨床、螺纹磨床等。此外还有珩磨机,研磨机和超精加工机床等。,磨床与砂轮,磨床与砂轮,3.7.1.1外圆磨床主要用于磨削内,外圆柱和圆锥表面,也能磨阶梯轴的轴肩和端面,可获得IT6-IT7及精度Ra在1.25-0.08m之间。外圆磨床的主要类型有：普通外圆磨床、万能外圆磨床，无心外圆磨床、宽砂轮外圆磨床和端面外圆磨床等。主参数:最大磨削直径。万能型外圆磨床加工各种典型表面时，机床各部件的相对位置关系和所需要的各种运动：磨外圆砂轮的旋转运动N砂；磨内孔砂轮的旋转运动N内；工件旋转运动N周；工件纵向往复运动F纵；砂轮横向进给运动f横（往复纵磨时是周期的间歇运动；切入磨削时是连续进给运动）。此外，机床还有两个辅助运动：砂轮架的横向快速进退运动；尾架套筒的伸缩移动。,3.7.1.2无心外圆磨床工作原理工件放在砂轮和导轨之间,由托板支撑进行磨削。而由工件的被磨削外圆面作为定位面；导轮是用树脂或橡胶为粘结剂制成的刚玉砂轮，不起磨削作用，它与工件之间的磨擦系数较大，靠摩擦力带动工件旋转，实现圆周进给运动；导轮的线速度在1050m/min范围内。砂轮的转速很高，从而在砂轮和工件间形成很大的相对速度，即磨削速度；为了避免磨削出棱圆形工件，工件的中心应高于磨削砂轮与导轮的中心连线（高出工件直径的1525%），使工件和导轮、砂轮的接触相当于是在假想的V形槽中转动，工件的凸起部分和V形槽两侧的接触不可能对称，这样使工件在多次转动中，逐步磨圆。,磨床与砂轮,无心外圆磨床与外圆磨床相比,具有以下优点:生产率高(无须打中心空,且装夹省时),所以多用于成批生产和大量生产；磨削表面尺寸精度,几何形状精度较高,表面粗糙度Ra小；能配上自动上料机构,实现自动化生产。,。,磨床与砂轮,3.7.1.3内圆磨床用于磨圆柱孔和圆锥孔,主参数是最大磨削内孔直径。主要类型普通内圆磨床、无心内圆磨床、行星内圆磨床及专用内圆磨床。砂轮主轴部件是内圆磨床的关键部分。应用较普遍的中型内圆磨床砂轮主轴，转速一般在10,00020,000r/min左右，常由普通的交流异步电动机经平带传动。在磨削小孔（例如直径小于10mm）时，要求砂轮主轴的转速高达80,000120,000r/min或更高。目前常采用内连式中频（或高频）电动机驱动的内圆磨具。由于没有中间传动件，可达到的转速较高，同时它还具有输出功率大，短时间过载能力强、速度特性硬、振动小等优点，所以近年来应用日益广泛。,磨床与砂轮,磨床与砂轮,内圆磨床砂轮架安装在工作台上作纵向进给运动。两种磨床的横向进给运动都由砂轮架实现。工件头架都可绕垂直轴线调整角度，以便磨削锥孔。,磨床与砂轮,内圆磨床的工件头架安装在工作台上，随工作台一起往复移动，完成纵向进给运动。,3.7.1.4平面磨床平面磨床用于磨削各种零件的平面。卧轴矩台式磨床(生产率低些,但加工精度较高,Ra较小,属于周边磨削)；立轴矩台式磨床；立轴圆台式磨床(生产率高,但加工精度较低,Ra较大,属于端面磨削)；卧轴圆台式磨床。磨削方式端面磨削、周边磨削。卧轴矩台式平面磨床：砂轮旋转n是主运动，工作台纵向往复(f1)和砂轮架横向进给(f2)，砂轮架竖直运动f3是切入运动；立轴矩台式平面磨床：砂轮旋转n是主运动，矩形工作台纵向往复运动f1是进给运动，砂轮架间歇的竖直运动f2是切入运动；立轴圆台式平面磨床：砂轮旋转n是主运动，圆工作台转动f1是圆周进给运动，砂轮架间歇的竖直运动f2是切入运动；卧轴圆台式平面磨床：砂轮旋转n是主运动，圆工作台转动f1是圆周进给运动，砂轮架连续径向运动f2是径向进给运动，间歇的竖直运动f3是切入运动。此外，工作台的回转中心线可调整至倾斜位置，以便磨削锥面，例如磨削圆锯片的侧面。,磨床与砂轮,砂轮端面磨削的平面磨床与用周边磨削的平面磨床相比较:端面磨削的砂轮直径比较大，能一次磨出工件的全宽，磨削面积较大，生产率较高，但端面磨削时砂轮和工件表面是成弧形线或面接触，接触面积大，冷却困难，且磨屑不易排除，所以加工精度较低，表面粗糙度值较大。砂轮周边磨削，砂轮和工件接触面较小，发热量少，冷却和排屑条件较好，可获得较高的加工精度和较小的的表面粗糙度值。圆台平面磨床与矩台平面磨床相比:圆台式是连续进给，圆台式的生产率稍高些，而矩台式有换向时间损失。圆台式只适于磨削小零件和大直径的环形零件端面。不能磨削窄长零件。而矩台式可方便地磨削各种零件，包括直径小于矩台宽度的环形零件。,磨床与砂轮,3.7.2砂轮砂轮特性决定于磨料,粒度,结合剂,硬度,组织及形状尺寸。（1）磨料锋利的形状、高硬度和热硬性、适当的坚韧性。氧化物系（刚玉类，主要成份Al2O3）棕刚玉（A）韧，硬度低，磨碳素钢、合金钢、可锻铸铁；白刚玉（WA）韧性低、硬，磨淬火钢、高速钢、高碳钢；铬刚玉（PA）韧，硬度低，Ra小，磨高速钢、不锈钢等。碳化物系（主要成份碳化硅、碳化硼）黑色碳化硅（C）韧性低、硬度高，磨铸铁、黄铜等脆材；绿色碳化硅(GC)韧性差、更硬，磨Y合金、陶瓷、玻璃等。超硬磨料人造金刚石（RJ）、立方氮化硼（CBN）。,磨床与砂轮,（2）粒度以刚能通过的那一号筛网的网号来表示磨料的粒度，如60微粉：磨粒的直径40um时，例如W20磨粒尺寸在2014um。粗磨用粗粒度,精磨用细粒度;当工件材料软，塑性大,磨削面积大时，采用粗粒度，以免堵塞砂轮烧伤工件。（3）结合剂陶瓷结合剂化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉90%，但脆性大，不宜制成薄片，不宜高速。金属结合剂（M）青铜、镍等，强度韧性高，成形性好，但自锐性差，适于金刚石、立方氮化。,磨床与砂轮,树脂结合剂（B）强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差(300)，自锐性好。橡胶结合剂（R）强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐热性差(200)，自锐性好。（4）硬度指砂轮工作时在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度。取决于结合剂的结合能力及所占比例，与磨料硬度无关。硬度高，磨料不易脱落；硬度低，自锐性好。硬度分7大级(超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬)，16小级。,磨床与砂轮,磨床与砂轮,砂轮硬度选择原则：磨削硬材，选软砂轮；磨削软材，选硬砂轮；磨导热性差的材料，不易散热，选软砂轮以免工件烧伤；砂轮与工件接触面积大时，选较软的砂轮；成形磨精磨时，选硬砂轮；粗磨时选较软的砂轮。（5）组织反映砂轮中磨料、结合剂和气孔三者体积的比例关系，即砂轮结构的疏密程度，分紧密、中等、疏松三类13级。紧密组织成形性好，加工质量高，适于成形磨、精密磨削和强力磨削。中等组织适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃磨等。疏松组织不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨平面、内圆等接触面积较大时，磨削热敏感性强的材料或薄件。,6）砂轮的标志方法按GB248484规定，标志顺序如下：磨具形状、尺寸、磨料、粒度、硬度、组织、结合剂和最高线速度。砂轮标志方法见示例：,磨床与砂轮,7)、砂轮的修整磨损表现为磨耗磨损和破碎磨损。自锐性有限，应及时修整，保证砂轮有合理使用寿命，否则引起振动、Ra值增大、表面烧伤或裂纹等。砂轮修整除用于磨损砂轮外，还用于以下场合：砂轮被切屑堵塞；部分工材粘结在磨粒上；砂轮廓形失真；精密磨中的精细修整等。常用修整工具是单颗粒金刚石。修整用量包括修整导程Fx(磨粒平均尺寸)和修整深度ap(粗磨0.010.03mm),修整时应使用充足的切削液。,磨床与砂轮,3.8齿轮加工机床与齿轮刀具3.8.1齿轮加工机床在金属切削机床中,用来加工齿轮轮齿的机床称为齿轮加工机床。齿轮加工机床分为:圆柱齿轮加工机床主要由滚齿机、插齿机等;圆锥齿轮加工机床有加工直齿锥齿齿轮的刨齿机、铣齿机、拉齿机和加工弧齿锥齿齿轮的铣齿机;用来精加工齿轮齿面的机床有珩齿机、剃齿机和磨齿机等。,齿轮加工机床与齿轮刀具,3.3.1.1齿轮加工方法（1）成形法:是用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削轮齿.盘状齿轮铣刀:为铲齿成形铣刀,其加工精度,生产率都较低,但结构简单,成本低.刀具是旋转运动;铣刀沿齿轮坯的轴向移动。指状齿轮铣刀:加工模数较大齿轮.(m=10-100mm),如:直齿,斜圆柱齿,人字齿。（2）范成法(包络法或展成法）是利用齿轮的啮合原理进行切削的,只需一