机床概论-第三章 磨床讲解

1、1 第三章 磨 床 2 什么是磨削、磨床 磨削： 用砂轮、砂带、油石或磨料等对工件表面的 切削加工。 磨床： 用砂轮、砂带作磨具进行切削加工的机床。 用油石或磨料作磨具进行切削加工的机床，研磨 机床或超精磨削机床。 3 磨削特点 可获得较高的加工精度及很细的粗糙度； 能磨削硬度很高的淬硬钢、硬质合金或硬度很 高的金属和非金属材料； 磨削速度高，砂轮与工件的接触面积大，故磨 削温度很高； 4 磨削特点 一般法向分力较大，随着工件材料和砂轮 特性的不同， ;35 . 1/ tn FF 当采用润滑性能好的切削液时，由于摩擦 力减少, 。4/ tn FF 轴向分力较小，一般可不予考虑。 kWvFP t

2、m 1000/磨削功率 5 磨削特点 加工余量小，常作为精加工工序； 砂轮属于非均质切削工具，安装前要 经过仔细的静平衡； 磨削过程中，要经常修整砂轮。 6 7 磨 床 类 型 外圆磨床 内圆磨床 平面磨床 工具磨床 专门化磨床 砂带磨床 其它磨床 8 外圆磨床 万能外圆磨床 普通外圆磨床 无心外圆磨床 9 平面磨床 卧轴矩台平面磨床 立轴矩台平面磨床 卧轴圆台平面磨床 立轴圆台平面磨床 10 外外 圆圆 磨磨 床床 外圆磨床主要用来磨削： 外圆柱面 圆锥面 基本磨削方法： 纵磨法 切入磨法 11 外外 圆圆 磨磨 床床 工艺范围较窄，只能磨削外圆柱面和 锥度较小的外圆锥面。 主要部件的结构层

3、次少，刚性好， 可采用较大的磨削用量，因此生产率较 高，同时也易于保证磨削质量。 12 M1432AM1432A万能外圆磨床万能外圆磨床 磨床 M1432A磨床是应用最普遍的一种外圆磨床 工艺范围较宽： 磨削外圆柱面、 圆锥面、磨削内孔和台阶面等 加工精度：IT6-IT7，外圆：Ra1.25-0.32m； 内孔： Ra1.25-0.63m 13 M1432A主要参数 磨削外圆直径 用中心架 860mm 不用中心架 8320mm 磨削内圆直径 30100mm 最大磨削长度 外圆 1000/1500/2000 内圆 125mm 14 特 点 通用性较好 生产率较低 适用于: 单件小批生产车间 工具

4、车间 机修车间 15 M1432A主要参数 砂轮尺寸 40050 203 砂轮架电动机 功率4kW 转速1440r/min 头架电动机 功率0.55/1.1kW 转速700/1410r/min 内圆磨头电动机 功率1.1kW 转速2830r/min 16 M1432A型万能外圆磨床总布局 1床身 2头架 3工作台 4内圆磨头 5砂轮架 6尾架 A尾座顶尖脚踏操纵板 17 M1432A与M1332的区别 逆时针旋转角度为 。 M1432A磨床工作台顺时针旋转角为 ，3 7 M1432A磨床头架 在水平面内可逆时针旋转 。90 M1432A磨床的砂轮架可旋转 。30 18 M1432A与M1332

5、的区别 万能外圆磨床具有内圆磨头。 kW5 . 7 M1332磨床主电动机功率为 75600 砂轮尺寸 19 机床的运动与传动 a） 纵磨法磨削外圆柱面 b）纵磨法磨削小锥度轴向尺寸大的锥体 c） 切入法磨削大锥度锥体母线长度小于砂轮宽度的锥体 d） 纵磨法磨削内锥孔 20 机床的运动与传动 21 22 23 砂轮主轴的传动链 24 M1432A主运动 min/35 100060 16704 . 0 100060 min/1670 112 130 1440 m nD V rn ss s s 普通磨削 Vs=30-35米/分 高速磨削 Vs45米/分 25 砂轮不变速 外圆磨床与其它机床相比，最

6、大 的区别是主运动一般不变速。 用不同的砂轮磨削不同材料的工 件，磨削速度的变化范围极小（砂轮 磨损小，尺寸变化不大） 26 内圆磨具传动链 min/15000 32 170 2840 min/10000 50 170 2840 2 1 rn rn 变速：更换皮带轮 内圆砂轮电动机的启动与内圆磨具支 架的位置有联锁作用 27 工件主轴的传动 电动机 700(r/min)/1410(r/min) 头架主轴 177 68 184 61 91/131 110/112 165/49 28 工件主轴的传动 29 工件主轴的传动 2 1 2414. 1 112 110 91 131 头架主轴较高的4级转

7、速数列为等比数列， 公比为 1.41。 55. 3 41. 1 49 165 110 112 头架主轴较低的2级转速都是塔轮最小传动比产生的， 最低的两转速间的比值为2。第3、2级转速间的比值 为 1.70。 30 工件主轴传动 M1432A磨床圆周进给传动链塔轮传动比为112/110， 圆周进给速度 ，磨削工件的最大直径为 min/30 m mmmm n v d w w 106 90 1000301000 3 max max90 利用塔轮最小传动比可磨削工件的最小直径为 mmmm n v d w w 30 53 100051000 2 min min53 min/305mvw磨床的圆周进给速

8、度 31 工作台纵向运动 32 工作台纵向运动 mmf6218 72 18 72 15 1 手动： 手轮 V 15/72 VI 18/72 18/齿条 工作台纵向移动 移动量 33 M1432A磨床径向进给传动系统图 34 粗切入 2mm/r 每格 0.01mm 细切入 0.5mm/r 每格0.025 mm C有21格，D有200格，C转过一个孔距，D转过1格 M1432A磨床径向进给 1200 110 12 50 48 21 1 手动进给： 手轮 - I - -II-44/88 -丝杠 50/50 80/20 35 (三）主要部件的结构 1. 砂轮架 2头架 3尾架 4径向进给机构 36 1

9、砂轮架 n组成: 壳体、砂轮主轴及其轴承、 传动装置、滑鞍 n关键部分:砂轮主轴及其支承部分 n砂轮主轴：支承并传动高速旋转的砂轮 37 砂轮架要求 n要求： 主轴旋转精度高且稳定 主轴系统刚性好 振动小，发热低，不漏油 制造装配简单，调整方便 38 39 M1432B磨床砂轮架 40 23-封口螺钉 22-锁紧螺钉 21-螺套 20-球头螺钉 19-轴瓦 41 砂轮架主要特点 n前、后支承“短四瓦”动压滑动轴 承 n长径比0.75 n主轴轴颈与轴瓦间的间隙0.01-0.02mm n球头中心偏离轴瓦对称中心 n采用皮带传动 n可在30内旋转,切入法磨削短圆锥 面 42 砂轮主轴的轴向定位 n向

10、右轴向力: 主轴右端轴肩止推法兰5 端面滑动轴承4 n向左轴向力: 螺钉7弹簧8 销钉9 推 力轴承 43 砂轮架 n砂轮架上各零件的静平衡: 法兰盘 砂轮 皮带轮 n整个主轴部件动平衡 n润滑油装在砂轮架壳体内 n砂轮主轴轴承的两端用橡皮油封密封. 44 45 内磨装置 46 n组成支架、内圆磨具 n磨削内圆支架翻下 n特点：转速高 平皮带传动 轴承：角接触球轴承 精度P5 47 2头 架 48 n头架组成：壳体、头架主轴及其轴承、工 件传动装置与底座等。 n主轴轴承：四个P5级精度角接触球轴承 n修磨垫圈的厚度，可预紧轴承 n轴承润滑：钾基脂 n主轴前后端密封：橡胶油封 49 50 51

11、52 n双速电动机经塔轮变速机构和两组带轮带 动工件转动，使传动平稳，而主轴按需要 可以转动或不转动。 n带的张紧分别靠转动偏心套11和移动电机 座实现。 n主轴上的带轮7采用卸荷结构，以减少主 轴的弯曲变形 53 头架主轴的三种工作方式 n1） 顶尖磨削 n2）卡盘磨削 n3）自磨主轴顶 54 (1）顶尖磨削 n工件支承在前后顶尖上，拧动螺杆1，顶 紧摩擦环2，使头架主轴和顶尖固定不能 转动。 n工件则由与带轮7相联接的拨盘8上的拨杆， 通过夹头带动旋转，实现圆周进给运动。 55 （2）卡盘磨削 n用三爪或四爪卡盘夹持工件磨削，拧松螺 杆1，使主轴可自由转动。 n卡盘装在法兰盘12上，而法兰

12、盘以其锥柄 安装在主轴锥孔内，并用通过主轴通孔的 拉杆拉紧。 n旋转运动由拨盘8上的螺钉传给法兰盘12， 同时主轴也随着一起转动。 56 自磨主轴顶尖 n3）自磨主轴顶，将主轴放松. 57 3尾 座 58 n功用:与头架主轴上的前顶尖配合一起支承工件， 使工件实现准确定位。 n用弹簧力预紧工件, 以便磨削过程中工件因热 胀而伸长时，可自动进行补偿，避免引起工件 弯曲变形和顶尖孔过分磨损。 n顶紧力的大小可以调节。 59 径向进给机构 60 径向进给机构 61 径向进给机构 62 万能外圆磨床保证加工精度及粗糙度的主要措施 n砂轮架部分： 1.动压滑动轴承； 严格要求砂轮架主轴轴承及主轴的制造精

13、度； 轴颈和轴瓦之间的间隙，经精确调整； 主轴直径较大，提高主轴抗振性； 2.采用皮带传动； 3.易引起振动的主要件，都经过静平衡 63 n头架 部分： 全部采用皮带传动； 轴承选用精密的P4级滚动轴承，并得到合适的 预紧力； 死顶尖磨削； 采用卸荷皮带轮； n尾架部分： 用弹簧力顶紧工件 64 n横进给部分： 采用滚动导轨及高刚度的进给机构 （如丝杠很粗） 用液压闸缸来消除丝杠-螺母间的间 隙； 快进终点由刚性定位件刚性定位 螺钉来准确定位； 65 n其它： 提高主要导向及导轨的加工精度； 工作台用液压传动，运动平稳。 66 三、其它类型外圆磨床 67 （一）普通外圆磨床和半自动 宽砂轮外圆

14、磨床 68 n工件直接放在砂轮和导轮之间，由托板和导轮支 承，工件被磨削外圆表面即定位基准面。 n工件在磨削力以及导轮和工件间摩擦力的作用下 被带动旋转，实现圆周进给运动。 n高速旋转的砂轮通过磨削力F切带动工件旋转，导 轮则依靠摩擦力F1对工件进行“制动”，限制工 件的圆周速度，使之基本上等于导轮的圆周线速 度，从而在砂轮和工件间形成很大的速度差，产 生磨削作用。 （三）无心外圆磨床 69 70 导轮 n导轮是摩擦系数较大的树脂或橡胶结合剂砂轮 n其线速度一般在1050mmin内 n作用是用于支承工件和控制工件的进给速度。 71 72 无心磨床磨削方法 n纵磨法 n横磨法 73 纵磨法 n纵磨法：将工件从机床前面放到导板上， 推入磨削区； n导轮在垂直平面内倾斜角，导轮与工件 接触处的线速度v导，可分解为分速度v导水 平和v导垂直， nv导垂直控制工件的圆周进给运动； nv导水平使工件作纵向进给。 74 纵磨法