磨工(高级)第八章课件

1、第八章 典型零件磨削工艺分析 熟悉与制订磨削工艺过程有关的一些基本概念，掌握磨削工艺的分析方法。第八章 典型零件磨削工艺分析一、概述基准就是“依据”的意思，是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系，所依据的那些点、线、面叫做基准。二、基准的种类第一节基准2.基准的概念1.工件的定位图8-1工件的定位基准第一节基准三、定位基准的选择(1)尽可能采用设计基准或装配基准作为定位基准如图8-2所示的套和带花键孔的锥形离合器，磨外圆时均利用心轴的内孔作为定位基准。图8-2基准的选择a)套b)锥形离合器(2)尽可能使基准统一零件上全部表面需要加工时，除第一道工序外，都应采用同一个定位基准。第一节基准图8-

2、3内圆磨具套筒定位基准的选择a)工件b)V形磨夹具第一节基准(3)选择精度较高、装夹稳定可靠的表面作为定位基准尽可能选用形状简单和尺寸较大的表面作为定位基准，这样可以减少定位误差，并且使定位稳固。如图83所示的内圆磨具套筒，其外圆长度较长，形状简单。第一节基准一、工艺规程的概念在生产过程中，将比较合理的工艺过程用表格的形式表达出来，这种作为施工依据的工艺文件称为工艺规程。常用的工艺文件有施工工艺卡片和工序卡片两种。(1)施工工艺卡片施工工艺卡片列出整个零件加工所经过的路线，并详细写出加工的工序和工步内容，包括工件的装夹方法，所使用的机床、夹具和量具的规格，对每个工序所要达到的加工要求等具体规定

3、。第二节制订磨削工艺的方法1.工艺规程在机械制造中的作用2.工艺文件的种类(2)工序卡片工序卡片是在大批量生产中，为零件每个工序编订的一种工艺文件(表8-2)。机械加工工艺过程由一系列工序组成。第二节制订磨削工艺的方法3.工艺规程的组成第二节制订磨削工艺的方法(1)工序一个工人在一台机床上对一个(或同时几个)工件进行加工所连续完成的那一部分工艺过程称为工序。工序是工艺过程的基本单元，划分工序的主要依据是零件加工过程中机床是否变动，其次是该工艺过程是否连续完成。(2)装夹在某工序中，工件在机床夹具中被定位和夹紧的过程称为装夹。(3)工位工件在机床每个加工位置上所完成的那一部分工艺过程称为工位，工

4、件每安装一次至少有一个工位。(4)工步在工序中，往往需要采用不同的刀具对工件上不同的表面进行加工，当加工表面、刀具都保持不变时所完成的那一部分工序称为工步。第二节制订磨削工艺的方法根据产品的大小、特征、年产量和批量，可将生产划分为三种类型，即单件小批量生产，中批生产和大批大量生产。第二节制订磨削工艺的方法表8-3各种生产类型的年产量4.生产类型表8-4各种生产类型特点第二节制订磨削工艺的方法磨削时，选择定位基准应符合以下主要原则：(1)基准重合的原则即使定位基准与设计基准重合，以减小定位误差，保证工件的加工精度。(2)基准统一的原则在工件各加工工序中采用同一基准定位，以减少基准转换带来的误差。

5、(3)基准良好的原则定位基准应有较高精度和较小粗糙度值，且具有较大的支承面积，以保证工件定位的稳定可靠。二、制订磨削工艺的步骤熟悉产品的性能、用途和工作条件，了解零件的加工尺寸公差和技术要求，找出其主要技术要求和磨削的关键技术问题。第二节制订磨削工艺的方法5.基准选择原则1.分析零件图定位基准选择原则的运用必须与具体的生产条件相结合，以保证定位的可靠和方便。磨削顺序的安排应遵循以下原则：(1)划分加工阶段的原则精密的零件可将磨削过程划分为粗磨、半精磨、精磨三个阶段。粗磨阶段的主要任务是磨去工件表面大部分余量。(2)工序的集中和分散原则工序集中是指将工件的磨削集中在少数工序内完成，而每个工序安排

6、较多的工步；工序分散则相反。工序集中的特点有：第二节制订磨削工艺的方法2.定位基准的选择3.磨削顺序的安排1)有利于采用高效能的磨床和夹具对零件进行加工。2)能缩短工艺路线和生产周期，减少工件搬运和装夹次数，并有利于保证各加工表面间的位置精度。工序分散的特点有：1)使用的设备多且比较简单，对工人操作的技术要求较低。2)有利于采用最佳磨削用量。一般情况下，单件小批量生产只能采用工序集中的原则，而大批量生产工序则可集中，也可分散。(3)安排磨削顺序时应注意的要点1)当工件位置精度要求较高时，可采用统一的基准，以一次装夹完成工件的全部加工工步，此时应提高统一基面的精度。2)当工件由两个相互位置精度要

7、求较高的表面组成时，应选用其中精度较高的表面定位，以此来磨削另一面。第二节制订磨削工艺的方法3)热处理工序主要用来改善材料的性能和消除内应力，精密零件在粗磨后精磨前一般需进行人工时效，以消除粗磨所产生的内应力。(1)选择磨床的原则选择磨床时，磨床的磨削尺寸范围应与零件的尺寸相适应，磨床的精度则应与工序要求的精度相适应。(2)选择夹具的原则中小批生产中应首先考虑采用通用夹具，其次考虑选用组合夹具。(3)砂轮的选择砂轮的选择可参见有关章节。磨削时，应留有足够的余量来消除上道工序所残留的变形和表面缺陷。第二节制订磨削工艺的方法5.磨削余量和工序尺寸的确定4.磨床、夹具和砂轮的选择一、影响磨削加工精度

8、的因素原理误差是由于采用近似的加工运动或近似的砂轮轮廓而产生的。由磨床制造精度而产生的误差称为磨床误差。砂轮误差包括砂轮的修整误差和砂轮磨损所引起的误差，由于砂轮的轮廓误差会造成工件相应的尺寸和形状的误差，故砂轮需精细修整，并具有一定的使用寿命。夹具的制造误差、定位误差以及在使用过程中的磨损，都会影响工件的加工精度。第三节磨削加工精度的分析1.原理误差3.砂轮误差4.夹具误差2.磨床误差工艺系统受到磨削热、摩擦热、阳光辐射的影响，进行着热量的传导。工艺系统是一个弹性系统，在磨削力、重心力、惯性力的作用下，系统的组成环节会产生弹性变形，如磨削细长轴时工件的弯曲变形等。工件在切削加工和热处理过程中

9、，由于冷却收缩不均匀，塑性变形不均匀或金属组织的变化等原因，在工件内部会产生应力，存在内应力的工件在加工过程中会产生变形。测量误差包括量具本身的制造误差和测量方法误差两部分。第三节磨削加工精度的分析5.工艺系统热变形引起的误差6.工艺系统的受力变形7.工件内应力引起的变形8.测量误差二、影响形状精度与位置精度的因素(1)砂轮架精度对加工精度的影响砂轮架的精度包括砂轮主轴的回转精度和砂轮架导轨的直线度等，其精度直接影响工件的加工精度。1)砂轮主轴的回转精度。2)砂轮架导轨在水平面内的直线度误差。3)砂轮主轴与工件轴线不等高。4)砂轮主轴轴线与工作台移动方向的平行度误差。(2)头架精度对加工精度的

10、影响头架精度主要是指头架主轴的回转精度。(3)头架、尾座的中心连线对加工精度的影响头架和尾座的中心连线对工作台移动方向在垂直平面内的平行度误差，会使装夹在两顶尖第三节磨削加工精度的分析上的工件倾斜一个角度，在磨外圆时会产生两头大中间小的细腰形；磨端面时会形成凸面。(4)液压系统精度对加工精度的影响1)振动和噪声。2)液压夹紧。3)液压泄漏。4)爬行。液压系统与同等复杂的机械结构或电气系统相比，发生故障的概率较低，但是其系统精度不容易直接观察，又不太方便测量，具有隐蔽性、难判断性和可变性，只能要根据具体情况和它对加工精度的影响程度认真加以排除。第三节磨削加工精度的分析三、其他影响因素(1)磨削用

11、量磨削用量太大会引起工件弯曲，同时会造成阶台轴各外圆有径向圆跳动误差。(2)砂轮特性砂轮硬度偏高、粒度太细或砂轮修得过细不锋利等，都会造成工件表面出现直波形、螺旋形、烧伤和圆度误差。(3)定位精度如中心孔的圆度误差大约以120的比例传递给工件外圆，同时中心孔的同轴度误差对磨削精度影响也很长，会使工件轴线产生漂移。(4)磨削中的变形磨削过程中切削液不充分或供应不及时，工艺系统刚性太差，都会造成工件表面烧伤，圆度误差、端面圆跳动误差及径向圆跳动误差。第三节磨削加工精度的分析一、单件时间定额的组成(1)基本时间基本时间是直接用于改变工件尺寸、形状和表面质量所需要的时间，包括砂轮的切入、磨削和切出等时

12、间。(2)辅助时间辅助时间是指各种辅助动作所消耗的时间，如装卸工件、启动和开停机床、改变磨削用量以及测量时间等。(3)工作地点服务时间工作地点服务时间是指工人在工作时间内照管工作地点和为了保证自己正常工作所消耗的时间，它包括修整砂轮、擦拭机床等工作时间。(4)休息和自然需要时间是指在工作时间内所允许的必要的休息和自然需要的时间。(5)准备终结时间是指加工一批工件开始时熟悉工艺文件、领料、第四节提高劳动生产率的方法安装砂轮和夹具、调整机床以及归还工艺装备、发送成品等所消耗的时间。二、缩短基本时间的方法在不影响磨削精度的情况下，增大砂轮线速度或横向进给量都可以缩短基本时间。纵向磨削的进给运动所消耗

13、的基本时间较多，故生产效率较低。用几个砂轮架同时对工件的几个表面进行磨削(图84)，可使原需要的若干个工步合并为一个复合工步。第四节提高劳动生产率的方法1.提高磨削用量3.合并工步2.减少磨削行程长度图8-4双砂轮架第四节提高劳动生产率的方法在立轴或卧轴平面磨削上，按一定顺序排列装夹的工件，可以同时磨削、切入和切出，使工件的基本时间完全重合。三、缩短辅助时间的方法通常是采用自动、气动、液压等先进高效的夹具，直接缩减工件的装卸时间。第四节提高劳动生产率的方法4.采用多件磨削1.直接缩短辅助时间图8-5自动夹紧装置1偏心套2滚柱第四节提高劳动生产率的方法方法是使辅助时间与基本时间部分地重叠起来，有

14、以下两种方案。1)使装卸工件的辅助时间与基本时间相重叠，如使用多根心轴装夹工件，即可在磨削时间内对待加工工件进行装夹。2)在加工过程中检验工件，并根据检验结果操纵机床，通常称这种方法为主动测量。第四节提高劳动生产率的方法2.间接缩短辅助时间图8-6主动测量装置第四节提高劳动生产率的方法四、先进高效的磨削方法通常，自动或半自动磨削是采用电气和液压来完成磨削循环。图8-7上料装置第四节提高劳动生产率的方法1.自动或半自动磨削图8-8用气动量仪控制加工尺寸1气动量仪2挡块第四节提高劳动生产率的方法砂轮圆周速度高于45m/s的磨削称为高速磨削，例如MS1332型高速外圆磨床，具有极高的金属切削率。1)

15、提高生产率。2)提高砂轮寿命。3)提高加工精度和减细表面粗糙度。4)须增大机床电动机功率，并对磨床的刚度、砂轮的强度、冷却装置以及安全防护方面有特殊的要求。强力磨削的特点有：第四节提高劳动生产率的方法2.高速磨削3.强力磨削1)强力磨削是采用深切缓进方式进行的，即采用极大的吃刀量(10mm左右)和较低的进给速度(30mm/min至50mm/min)进行成形平面磨削(图8-9)。图8-9强力磨削加工的零件第四节提高劳动生产率的方法2)以磨削代替铣削，加工耐热合金，如叶片榫齿(图8-10)，可降低生产成本。3)具有极高的金属切削率。4)工件的尺寸精度可控制到5m左右，表面粗糙度达到Ra0.4m。图

16、8-10叶片榫齿简图第四节提高劳动生产率的方法一、轴类零件磨削工艺分析(1)光滑轴的磨削光滑轴的外圆一般要分两次装夹，调头接刀磨削。1)中心孔和顶尖的形状要正确，表面粗糙度值要小。2)头架与尾座顶尖的中心要对准。3)分粗磨和精磨，一般精磨余量取0.020.04mm为宜。4)磨削前，尾座顶尖要锁紧。5)采用较小的磨削用量。6)接刀长度应小于砂轮宽度。7)消除工作台锥度，但一般可将工作台调整至微小锥度，使接刀处尺寸略大约0.002mm左右，则可使接刀更加平整。(2)阶台轴的磨削第五节典型零件的工艺分析1)要尽量减少安装次数，同轴度要求高的轴颈，尽可能在一次装夹中精磨完毕。2)要注意磨削力引起的弯曲变形，合理安排磨削顺序。3)中心孔与顶尖间应有较好的接触面。例如为磨床砂轮主轴，材料为9Mn2V，热处理淬火6062HRC。二、车床主轴工艺分析实例第五节典型零件的工艺分析1.分析零件图第五节典型零件的工艺分析1)支承轴颈的112锥面的圆度和径向圆跳动公差0.005mm，锥面接触面70%。2)主轴Morse No6锥孔对两支承轴的112锥面的圆跳动公差0.005mm。3)外短锥C对两支承轴颈的径向圆跳动公差0.008mm。4)淬火硬