外圆表面的磨削加工.课件

1、外圆表面的磨削加工 外圆表面的磨削加工用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削。 磨削加工是一种多刀多刃的高速切削方法，它适用于零件精加工和硬表面的加工。磨削的工艺范围很广，可以划分为粗磨、精磨、细磨及镜面磨。 （1）砂轮的特性与选择砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。砂轮是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和培烧而制成的多孔体。由于磨料、结合剂及制造工艺等不同，砂轮的特性差别很大，因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定的。1）磨料 常用磨料代号、特点及应用范围见下表。常用磨料代号、特性及适用范围 系别名

2、称代号主要成分显微硬度（HV）颜色特性适用范围氧化物系棕刚玉AAl2O3 9196%22002280棕褐色硬度高，韧性好，价格便宜磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜白刚玉WAAl2O39799%22002300白色硬度高于棕刚玉，磨粒锋利，韧性差磨削淬硬的碳钢、高速钢碳化物系黑碳化硅CSiC95%28403320黑色带光泽硬度高于刚玉，性脆而锋利，有良好的导热性和导电性磨削铸铁、黄铜、铝及非金属绿碳化硅GCSiC99%32803400绿色带光泽硬度和脆性高于黑碳化硅，有良好的导热性和导电性磨削硬质合金、宝石、陶瓷、光学玻璃、不锈钢高硬磨料立方氮化硼CBN立方氮化硼80009000黑色硬度仅次于

3、金刚石，耐磨性和导电性好，发热量小磨削硬质合金、不锈钢、高合金钢等难加工材料人造金刚石MBD碳结晶体10000乳白色硬度极高，韧性很差，价格昂贵磨削硬质合金、宝石、陶瓷等高硬度材料2）粒度 粒度是指磨料颗粒尺寸的大小。粒度分为磨粒和微粉两类。砂轮的粒度对磨削表面的粗糙度和磨削效率影响很大。磨粒粗，磨削深度大，生产率高，但表面粗糙度值大。反之，则磨削深度均匀，表面粗糙度值小。所以粗磨时，一般选粗粒度，精磨时选细粒度。磨软金属时，多选用粗磨粒，磨削脆而硬材料时，则选用较细的磨粒。粒度的选用见下表。 粒度号颗粒尺寸范围m适用范围粒度号颗粒尺寸范围m适用范围123620001600 500400粗磨、

4、荒磨、切断钢坯、打磨毛刺W40W204028 2014精磨 、超精磨 、螺纹磨、珩磨4680400315 200160粗磨、半精磨、精磨W14W101410 107精磨、精细磨、超精磨、镜面磨100280165125 5040精磨、成形磨、刀具刃磨、珩磨W7W3.575 3.52.5超精磨、镜面磨、制作研磨剂等3）结合剂 结合剂是把磨粒粘结在一起组成磨具的材料。砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及耐腐蚀性，主要取决于结合剂的种类和性质。常用结合剂的种类、性能及适用范围见下表。 种类代号性 能用 途陶瓷V耐热性、耐腐蚀性好、气孔率大、易保持轮廓、弹性差应用最广，适用于35m/s的各种成形磨削、磨齿轮、

5、磨螺纹等树脂B强度高、弹性大、耐冲击、坚固性和耐热性差、气孔率小适用于50m/s的高速磨削，可制成薄片砂轮，用于磨槽、切割等橡胶R强度和弹性更高、气孔率小、耐热性差、磨粒易脱落适用于无心磨的砂轮和导轮、开槽和切割的薄片砂轮、抛光砂轮等金属M韧性和成形性好、强度大、但自锐性差可制造各种金刚石磨具4）硬度 砂轮硬度是指砂轮工作时，磨粒在外力作用下脱落的难易程度。砂轮的硬度等级见下表。 硬度等级大级超软软中软中中硬硬超硬小级 超软软1软2软3中软1中软2中1中2中硬1中硬2中硬3硬1硬2超硬代号DEFGHJKLMNPQRSTY砂轮的硬度与磨料的硬度是两个完全不同的概念。硬度相同的磨料可以制硬度成不同

6、的砂轮，砂轮的硬度主要决定于结合剂性质、数量和砂轮的制造工艺。例如，结合剂与磨粒粘固程度越高，砂轮硬度越高。 砂轮硬度的选用原则是：工件材料硬，砂轮硬度应选用软一些，以便砂轮磨钝磨粒及时脱落，露出锋利的新磨粒继续正常磨削；工件材料软，因易于磨削，磨粒不易磨钝，砂轮应选硬一些。但对于有色金属、橡胶、树脂等软材料磨削时，由于切屑容易堵塞砂轮，应选用较软砂轮。粗磨时，应选用较软砂轮；而精磨、成形磨削时，应选用硬一些砂轮，以保持砂轮的必要形状精度。 机械加工中常用砂轮硬度等级为H至N（软2-中2）。5）组织 砂轮的组织是指组成砂轮的磨粒、结合剂、气孔三部分体积的比例关系。通常以磨粒所占砂轮体积的百分比

7、来分级。砂轮有三种组织状态：紧密、中等、疏松；细分成014中间，共15级。组织号越小，磨粒所占比例越大，砂轮越紧密；反之，组织号越大，磨粒比例越小。砂轮越疏松。组织号01234567891011121314磨粒率/%626058565452504846444240383634类别紧密中等梳松应用精磨、成形磨淬火工件、刀具韧性大和硬度低的金属常用砂轮形状、代号和用途砂轮名称代号简图主要用途平行砂轮1外圆磨、内圆磨、平面磨、无心磨、工具薄片砂轮41切断及切槽筒形砂轮2端磨平面碗形砂轮11刃磨刀具、磨导轨蝶形1号砂轮12a磨铣刀、铰刀、拉刀、磨齿轮双斜边砂轮4磨齿轮及螺纹杯形砂轮6磨平面、内圆、刃磨

8、刀具6）形状与尺寸 砂轮的形状和尺寸是根据磨床类型、加工方法及工件的加工要求来确定的。砂轮的特性均标记在砂轮的侧面上，其顺序是：例如：外径300mm，厚度50mm，孔径75mm，棕刚玉，粒度60，硬度L，5号组织，陶瓷结合剂，最高工作线速度35 m/s的平行砂轮，其标记为：砂轮1-3005575-A60L5V-35m/s （GB2484-94）。形状代号、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、线速度（2）外圆磨床的磨削方法 外圆表面磨削一般在外圆磨床或无心外圆磨床上进行，也可采用砂带磨床磨削。在外圆磨床上磨削工件外圆时，轴类零件常用顶尖装夹，其方法与车削时基本相同，但磨床所用顶尖不随工件一

9、起转动。这样，主轴与轴承的制造误差、轴承间隙、顶尖的同轴度误差等就不会反映到工件上，可提高加工精度。盘套类工件则用心轴和顶尖装夹，所用心轴和车削心轴基本相同，只是形状和位置精度以及表面粗糙度要求较严格。磨削短又无中心孔的轴类工件时，可用三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘装夹。1）纵磨法 砂轮高速旋转起切削作用，工件旋转作圆周进给运动，并和工作台一起作纵向往复直线进给运动。工作台每往复一次，砂轮沿磨削深度方向完成一次横向进给，每次进给（吃刀深度）都很小，全部磨削余量是在多次往复行程中完成的。当工件磨削接近最终尺寸时（尚有余量0.0050.01mm），应无横向进给光磨几次，直到火花消失为止。纵磨法加工精

10、度和表面质量较高，适应性强，用同一砂轮可磨削直径和长度不同的工件，但生产率低。在单件、小批量生产及精磨中，应用广泛，特别适用于磨削细长轴等刚性差的工件。2）横磨法（切入法） 磨削时，工件不作纵向往复运动，砂轮以缓慢的速度连续或间断地向工件作横向进给运动，直到磨去全部余量。横磨时，工件与砂轮的接触面积大，磨削力大，发热量大而集中，所以易发生工件变形、烧刀和退火。 横磨法生产效率高，适用于成批或大量生产中，磨削长度短、刚性好、精度低的外圆表面及两侧都有台肩的轴颈。若将砂轮修整成形，也可直接磨削成形面。3）综合磨法 先用横磨法将工件分段进行粗磨，相邻之间有515mm的搭接，每段上留有0.010.03mm的精磨余量，精磨时采用纵磨法。 这种磨削方法综合了纵磨和横磨法的优点，适用于磨削余量较大（余量0.70.6mm）的工件。4）深磨法 磨削时，采用较小的纵向进给量（12mm/r）和较大的吃刀深度（0.20.6mm）在一次走刀中磨去全部余量。为避免切削负荷集中和砂轮外圆棱角迅速磨钝，应将砂轮修整成锥形或台阶形，外径小的台阶起粗磨作用，可修粗些；外径大的起精磨作用，修细些。 深磨法可获得较高精度和生产率，表面粗糙