第6章_磨削加工PPT课件

.1，6章研磨加工，2，研磨：用砂轮(砂轮、砂带、石油石等)加工表面的方法。研磨是常用的半精加工和精加工方法，适用加工精度IT5IT6、粗糙度Ra1.250.01m、难切削的高硬度材料的半精加工。 例如，内外圆筒面、平面、螺旋面、花键、齿轮等3、6.1砂轮、砂轮：通过粘结剂将磨粒结合并压粉体、干燥、烧结的方法制成。 砂轮的特性主要有磨料、粒度、粘合剂、硬度和组织的决定。 常用磨料有刚玉类、碳化硅类、高硬磨料类。6.1.1磨粒、4、表6-1常用磨粒性能和应用范围、5、6.1.1粒度、粒度分散磨粒和微粉两种。 磨粒用筛选法分级，粒度为60#的磨粒显示其大小正好可以通过1英寸长的眼数为60的屏幕。 直径小于40m的磨粒称为微粉，微粉用实际尺寸的大小表示，尺寸为28m的微粉的粒度编号为W28。 表6-2常用磨粒的粒度尺寸和应用范围，6、应用磨粒的粒度直接影响磨削的表面质量和生产率。 粗研磨量大、效率高、应使用粒度粗的砂轮的精研为了获得高加工精度，应使用粒度细的砂轮。 材料柔软、塑性大时，为了避免砂轮堵塞，选择粒度较粗的材料。 大面积磨削，避免过度发热造成工件表面烫伤，应选择粒度较粗的。 6.1.3结合磨粒，具有必要的形状、强度，表6-3常用结合剂的性能和适用范围，7、磨粒易受外力作用从表面脱落。 磨粒易脱落，砂轮硬度柔软，相反硬。 6.1.4硬度、表6-4砂轮的硬度等级名称和符号、8、砂轮硬度的选择原则：工件材料越硬，选择越软的砂轮。 研磨面积大时，磨粒容易磨损，因此请选择柔软的砂轮。 半精研需要比粗研柔软的砂轮。 精研或成形磨削时，需要硬磨石。 GB2484-84规定15号组织编号： 0，1，14，0号最致密，14号最稀疏。 6.1.5组织磨粒、结合剂与气孔间体积比例关系、磨粒比例越大，组织越致密，相反越稀疏。 选择：磨削钢、铸铁、中组织砂轮成形磨削、精密磨削、组织密合砂轮、9、图6-1砂轮的组织、磨粒、粘合剂、气孔、组织-磨粒、粘合剂、气孔间体积的比例关系、10、表6-5砂轮组织的等级、11、6.1.5砂轮的形状、表6-6常用砂轮的形状、符号和用途、12、砂轮的特性参数通常为、a 60sv6p 3003075| |磨粒粒度硬度结合剂组织形状外径厚度内径、磨石的标记例：硬质合金磨石：金刚石、立方碳化硼等硬度高的磨粒形成的磨石。 金刚石砂轮、13、6.2磨削原理、6.2.1磨料的形状特征、形状不规则，但菱形八面体较多。 顶锥角在80145的范围内，很多顶锥角在90120的范围内。 6.2.2磨削屑形成过程，14、磨削过程砂轮上无数磨粒的微切削刃对工件表面的微切削过程。 图6-2磨粒的切削过程，15，单一磨粒的磨削过程分为三个阶段： 1，折磨阶段：磨粒的切削刃刚开始与工件接触，切削厚度从零逐渐增大，实际磨粒未切削工件，但仅其表面折磨，工件发生弹性变形。 特点：磨粒与工件的相互作用主要是摩擦作用，结果磨削区产生大量热量，工件温度上升。 2、耕梨阶段(也称刻划阶段):磨粒持续切入工件后，工件表面产生塑性变形，磨粒前方挤出的金属向两侧塑性流动，在工件表面耕梨从槽中伸出，槽的两侧稍微隆起。 特点：工件表层材料受磨粒塑性变形，表层组织内产生变形强化。 16、3、在切削阶段磨粒持续切入工件，切削厚度增大，达到极限值时，被磨粒挤压的金属材料发生剪切滑动而成为切屑。砂轮上磨粒随机分布，形状高低不同，实际：突起，锐利磨粒：切削作用，突起小，钝磨粒：滑动，挤压作用。 凹陷，更钝的磨粒：滑动摩擦作用。 磨削过程是切削、滑动、滑动三个作用的综合。17、径向分力Fx与砂轮轴、工件的变形和振动有关，影响加工精度、质量，6.2.3磨削力的主要特征是磨削力可分解为相互正交的3个分力：切向力Fy径向力Fx轴向力Fz，且径向力Fx最大为Fy的24倍，图63磨削力6.2.4磨削温度的基本概念，磨削时切除单位体积的切削层所消耗的电力为车、铣削等的1020倍，而且大部分的磨粒磨削点温度为磨粒切削刃和切屑点的温度，磨削中的温度最高，达到10001400，影响加工品质、磨石磨损磨削区的温度是砂轮与工件接触区的平均温度，约为500800，它与磨削烧伤和磨削裂纹的发生有密切关系，工件的平均温度是磨削热传递给工件引起的工件温度上升，影响工件的形状、尺寸精度。 合理选择、19、砂轮，例如大气孔砂轮散热良好，不易堵塞，可有效避免烧伤。 合理选择磨削量；采取良好的冷却措施。 例如，使用大流量且性能良好的冷却液。 表面烧伤部件的表层组织、寿命、预防措施：6.2.5砂轮的磨损和耐久性，砂轮的磨损有磨损、破碎磨损和脱落磨损三种形态。 磨损磨损磨粒上形成磨损小棱面，磨削中，由于工件硬质点的机械摩擦，在高温氧化或扩散等作用下磨粒切削刃消耗钝化。 教材： P144，自学！20、(2)破碎磨损磨粒在研磨中被多次加热而急冷，在磨粒的表面形成较大的热应力，最后磨粒沿着某一面被局部破碎。 (3)脱落磨损磨削中，随着磨削温度的上升，粘合剂强度降低。 研磨力超过粘合剂的强度时，磨粒整体从砂轮上脱落，成为所谓的脱落磨损。 磨石磨损导致磨削性能恶化，主要形式有钝化型、脱落型、闭塞型，磨石硬度高、保养细、磨削负荷轻时，易出现钝化型。 此时加工钟表质量好，但金属切除率显着降低。 砂轮硬度低、修整粗、磨削负荷重时容易脱落的类型。 此时砂的轮廓形状变形，严重影响磨削表面的质量和加工精度。 在磨削碳钢时，切屑在磨削高温下软化，嵌入砂轮的间隙，磨削形成埋入堵塞的钛合金时，由于切屑与磨粒的亲和力强，切屑与磨粒熔接，形成密合式堵塞。 磨石堵塞后，磨削力和温度骤增，表面质量显着下降。21、22、6.3常用磨床的类型和作用，磨床以砂轮(砂轮、胶带等)为工具对工件表面进行磨削加工的机床。 常见磨床：外圆磨床、万能磨床、内圆磨床、平面磨床、刀具磨床、6.3.1M1432A型万能外圆磨床，M1432A为万能外圆磨床。 研磨精度IT6IT7外周或内孔、粗糙度Ra1.250.08m . 特点：通用性好，但生产率低，适合单体小批量生产。M1432A的主要参数，研磨外圆直径8320mm研磨内圆直径30100mm最大研磨长外圆1000/1500/2000内圆125mm，砂轮尺寸40050203，23，图6-4m1432a万能外圆研磨盘，磁头支架，24，25，图6-5 m 外周磨削(不同进给方向)、纵磨削法、横磨削法、磨削效率低、磨削力小、散热条件好、磨削精度和表面品质好。 磨削效率高，磨削力大，散热条件差，影响磨削精度和表面质量。 纵向磨削 (图6-5a、b、d )工件旋转，与工作台一起进行纵向往复运动f。横向磨削法 (图6-5c )，工件仅进行旋转运动，没有纵向往复运动的砂轮进行连续的横向进给运动。27、图6-6M1432A型万能外圆磨床机械传动系统图、28、6.3.2平面磨床、平面磨床主要用于磨削各种平面，平面磨削、周边磨削、端面磨削、优点：砂轮周边磨削工件，接触面积小，摩擦发热少，切屑排出和冷却条件好，工件变形小缺点：砂轮轴水平，悬臂状态，刚性差，磨削量少，生产效率低。周边磨削；端面磨削，优点：砂轮端面磨削工件，砂轮轴伸长短刚性好，磨削量多，生产效率高。 缺点：发热量大，冷却条件差，排屑困难，工件热变形大，表面容易烫伤。 磨削质量差。 29、横轴力矩表、纵轴力矩表、纵轴圆表、横轴圆表、图6-7平面磨床的加工对象、平面磨床的表有矩形和圆形两种。 矩形：加工长工件的圆形：加工短工件或圆工件的端面。30、常见的平面磨削方式有4种，如图2-10所示。 上图补充： (a )周边磨削，31，横轴力矩台平面磨削盘，立柱，床，工作台，砂轮台，立柱，32，立轴圆锥台平面磨削盘，立柱，床，工作台，砂轮台，33，6.3.3内圆磨削盘，类型：普通内圆磨削盘，无心内圆磨削盘和行星运动内普通内圆磨床应用最广。 应用：研磨圆柱形或圆锥形通孔、盲孔、台阶孔等。 图6-8普通内圆磨床的磨削方法、纵磨削法磨削孔、切入法磨削孔、端面磨削法磨削端面、周面磨削法磨削端面、 34、砂轮高速旋转主运动nc、工件旋转周运动nw、同时砂轮或工件沿其轴线往复运动的纵进给运动fa、工件沿其径向横进给fr、内圆磨削运动、 砂轮受孔径尺寸限制，砂轮轴径一般为孔径的0.50.9倍，刚性差，影响磨削孔的质量和效率。36、内圆磨床外形、37、6.3.4无心(外圆)磨床、无心外圆磨削是外圆磨削的一种特殊形式。图6-9无心磨床的示意图、贯通磨削法、进刀磨削法、砂轮、导轮、托盘、止动销、工件、砂轮、导轮、38、无心外周磨削、贯通磨削(纵磨削)、进刀磨削(横磨削)、工作原理：磨削时，工件5被放置在砂轮1与导轮2之间工件5通过导轮2的摩擦力而旋转。 工件5的线速度为导轮2的线速度： 1050m/min，砂轮1的线速度较高，因此砂轮1与工件2之间有较大的切削速度。 无心研磨的图像，39，无心外圆磨床，40，41，6.4表面的精加工方法，精加工是超精加工，研磨，珩磨，研磨加工。 作用：降低粗糙度，但形状精度和位置精度主要由前工序保证。 6.4.1超精加工：超精加工是降低零件表面粗糙度的有效方法。 1 .超精加工工作原理，研磨条以一定的压力和速度往复运动，对工件进行光整加工：图6-10超精加工原理，1-工件的低速旋转运动，2-研磨条的轴向进给运动，3-研磨条的高速往复运动，42，2 .超精加工的切削过程，超精加工和磨削的差异，一般分为4个阶段： (1)强切削阶段(2)正常切削阶段：少数凸峰磨光后，接触面积增加，切削作用减弱。 (3)微弱切削阶段：接触面积更大，压力更低，细切屑进入研磨条的间隙，使研磨条产生光滑的表面，研磨工件表面。 (4)自动停止阶段：表面被研磨，接触部位的压力极低的砂轮和工件之间有油膜，不再接触，切削自动停止。 上述整个加工工艺时间约为30s左右，生产率高。43、6.4.2研磨、研磨是最常用的光整加工和精密加工方法。 应用：多用于精密人形、精密量规、精密量规等最终加工。粗糙度rz为Rz0.040.4，例如柱塞和柱塞，原理：工件和研磨剂之间的研磨液的流动，在工件和研磨剂之间产生摩擦和化学作用，去除微小的加工馀量。 图6-11研磨加工原理示意图，44，1 .研磨加工的特征，(1)研磨工具比工件柔软：铸铁、铜、青铜、塑料和硬木等，有时用钢制作研磨工具。 (2)研磨加工包括磨粒切削的机械作用、化学作用。 (3)研磨工具与工件的相对运动轨迹复杂。 (4)研磨的尺寸精度和粗糙度良好，但不能提高工件表面间的位置精度。 2、工具、工具材料硬、适宜，一般选择比工件材料柔软、组织均匀的材料。 铸铁是制造磨料工具的常用材料。 铸铁磨具适用于加工各种材料的工件，能保证高研磨质量和高生产率，磨具制造容易，成本低。 研磨剂、研磨剂是研磨剂和油脂混合而成的混合剂。 4、研磨参数、(1)研磨材料的粒度、研磨材料的粒度必须根据加工表面的粗糙度来选择：粒度的细微粗糙度值小。 为了在粗研磨时提高生产效率，在使用W28W40这样比较粗的粒度进行研磨的情况下，使用W5W28这样细的粒度；在镜面研磨的情况下，使用更细的粒度W1W3.5，再使用W0.5。 (2)研磨速度、(2)研磨速度、研磨速度低，一般为0.5m/s、精密研磨0.16m/s、46、(3)为了提高研磨馀量、生产效率，研磨馀量应尽可能小。 手工研磨10m以下的机械研磨15m，(4)研磨压力、手工研磨时主要由作业人员的感觉决定，机械研磨时可使用0.010.03MPa。 粗研为0.10.3MPa，精研为0.010.1MPa。 6.4.3珩磨、珩磨是常用的光整加工方法，可以降低加工表面的粗糙度值。 原理：珩磨与超精加工相同，珩磨轮与工件接触面积小，单位面积压力大，切削作用强。 随着工件加工表面的凸峰逐渐磨削、压力降低，磨粒的切削作用也有逐渐停止的倾向。 珩磨加工后的表面粗糙度如下： Rz0.4Rz3.2、47、成形运动、一根石油石在两冲程的切削轨迹、1、2、3、4 -冲痕的形成顺序、-冲痕交叉角、图6-12珩磨运动及其切削轨迹、48、珩磨轮、49、珩磨轮、50、应用珩磨油石有三种运动：旋转、往复、施加压力的径向运动。 旋转和往复是珩磨的主要运动，径向加压是石油输送运动。 6.4.4研磨、研磨与研磨的不同之处在于研磨工具由软质材料(无纺布等)制成。 另外，图6-13研磨加工原理的示意图，研磨粗糙度Rz0.8Rz0.1、51、研磨、应用：研磨常用于去除前工序中残留的痕迹，或者称为“光照射”。52、6.5胶带磨削、6.5.1胶带磨削机理、胶带磨削销用胶带作为切削工具的新加工方法。 砂带是涂有砂粒的环形带状布。 表面粗糙度Ra0.050.01，图6-15的胶带结构，胶带磨削兼具磨削、研磨和研磨的综合作用，复合加工，6.5.2胶带磨削的