磨具切削成形方法

1、关于磨具切削成形方法第一张，PPT共五十八页，创作于2022年6月磨床加工应用磨床上可磨削内外圆柱面、圆锥面、内孔、平面、齿轮齿廓面、螺旋面、各种成形面、刃磨刀具或切断等。第二张，PPT共五十八页，创作于2022年6月基本知识 磨外圆时，主运动是砂轮的高速旋转运动，进给运动是工件的缓慢圆周运动。磨平面时，主运动是砂轮的高速旋转运动，进给运动是工件的往复直线运动和砂轮的沿轴线横向移动。第三张，PPT共五十八页，创作于2022年6月一、磨削加工的特点与工艺范围（一）磨削加工的特点1切削刃不规则 2背吃刀量小、加工质量高3磨削速度快、温度高 4磨削加工的适应性强5砂轮具有自锐性 6径向磨削分力大（二

2、）磨削加工的工艺范围 磨削加工的应用范围非常广泛，可以加工内外圆柱面、内外圆锥面、平面、成形面和组合面等，如图9-1所示。目前磨削主要用于对工件进行精加工，经过淬火的工件及其它高硬度的特殊材料，几乎只能用磨削来进行加工。另外，磨削也可以用于粗加工。 第四张，PPT共五十八页，创作于2022年6月 磨削加工的应用范围非常广泛，可以加工内外圆柱面、内外圆锥面、平面、成形面和组合面等，如图9-1所示。目前磨削主要用于对工件进行精加工，经过淬火的工件及其它高硬度的特殊材料，几乎只能用磨削来进行加工。另外，磨削也可以用于粗加工。 第五张，PPT共五十八页，创作于2022年6月 磨削过程 比较凸出的和比较

3、锋利的磨粒起切削作用 凸出高度较小或较钝的磨粒起刻划作用 磨钝的或比较凹下的磨粒与工件表面产生滑擦，起摩擦抛光作用 比较锋利且凸出的单个磨粒，其切削过程大致也可分为三个阶段 第六张，PPT共五十八页，创作于2022年6月 磨粒上的切削刃小，刃口的圆弧半径rn更小，能切下很小的切屑。例如： 车刀的rn0.0120.032mm， 磨粒的rn0.0060.012mm。磨床自身的制造精度高。 所以磨削加工的工件尺寸精度高(IT7IT6)，形状精度高，特别是能提高加工表面位置精度。 磨削过程中，在工件被加工的单位面积内参加三、磨削的工艺特点1. 精度高、表面粗糙度小。第七张，PPT共五十八页，创作于20

4、22年6月切削的刀刃多，使得工件的残留面积高度小。因此加工的表面粗糙度小（Ra0.20.8）。2. 砂轮具有自锐性 磨削过程中，当磨粒磨钝后会出现两种情况：磨粒破碎和磨粒脱落，形成新的锋利的磨粒，使磨削能够正常进行，这种特性就是砂轮的自锐性。 砂轮的自锐性，并不能长时间保持，因为磨削是一种封闭式切削，切屑和碎磨粒会堵塞砂轮的孔隙，使砂轮是去切削力。第八张，PPT共五十八页，创作于2022年6月所以磨削一定的时间后砂轮需要修整。一般采用金刚石笔修整。3. 磨削速度高、磨削温度高。 因此，磨削时可能造成工件表面烧伤、产生表面裂纹；不易加工低熔点金属（铝合金）。磨削一般应加冷却润滑液。4. 磨削能加

5、工高硬度的工件。 磨削是目前加工高硬度工件和高硬材料的主要方法。外圆磨削速度：一般 3035m/s，高速50s/m；切削区内的温度：8001000第九张，PPT共五十八页，创作于2022年6月5. 磨削的背向磨削力Fp较大 Fp较大容易引起工件的变形。如下图所示，磨削轴类零件。 所以在磨削时对刚性差、易变形的工件要采用一定的工艺措施，减小或消除变形。 6. 磨削的适应性强，可加工各种类型的零件表面。第十张，PPT共五十八页，创作于2022年6月 一、磨料与磨具 磨削(grinding)是用带有磨粒的工具(砂轮、砂带、油石等)对工件进行加工的方法第15章 磨具切削成形方法第十一张，PPT共五十八

6、页，创作于2022年6月 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）。第十二张，PPT共五十八页，创作于2022年6月 常用磨料

7、的性能及适用范围高强度 人造金刚石 氮化硼 绿碳化硅 黑碳化硅 白刚玉 棕钢玉 硬质合金、宝石 700石墨化 乳白色 碳结晶体 D 硬质合金、高速钢 1300稳定 高硬度黑色 立方氮化硼 CBN 高硬磨料类 硬质合金等 绿色 SiC99% GC 铸铁、黄铜、非金属材料 1500氧化 黑色 SiC95% C 碳化硅类 淬火钢、高速钢 白色 Al2O399% WA 碳钢、合金钢、铸铁 2100熔融 韧性好硬度大 褐色 Al2O395% TiO22%3% A 钢玉类适用磨削范围热稳定性 力学性能 颜色 主要成分 代号 材料名称 第十三张，PPT共五十八页，创作于2022年6月（2）粒度 以刚能通过的

8、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。 砂轮安装第十四张，PPT共五十八页，创作于2022年6月 常用磨粒的粒度、尺寸及应用范围研磨、超精加工、镜面磨削 107 53.5 W10W5 研磨、超精磨削 2014 1410 W20W14 珩磨、研

9、磨 4028 2820 W40W28 微粉 半精磨、精磨、珩磨 160125 5040 100280 粗磨半精磨、精磨 400315 200160 4680 荒磨、打毛刺 20001600 500400 1236 磨粒 应用范围 颗粒尺寸（m） 粒度号 类别 第十五张，PPT共五十八页，创作于2022年6月适用于金刚石砂轮 强度最高，导电性好，磨耗少，自锐性差 M 金属 适用于切断、开槽 强度较B高，更富有弹性，气孔率小，耐热性差 R 橡胶 适用于高速磨削、切断、开槽等 强度较V高，弹性好，耐热性差 B 树脂 最常用，适用于各类磨削加工耐热、耐蚀，气孔率大，易保持廓形，弹性差 V 陶瓷 适用范

10、围 性能 代号 结合剂 常用结合剂的名称、代号、性能和适用范围第十六张，PPT共五十八页，创作于2022年6月 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。砂轮结构第十七张，PPT共五十八页，创作于2022年6月 砂轮

11、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。 第十八张，PPT共五十八页，创作于2022年6月 砂轮硬度的选用原则是：

12、 工件材料越硬，应选用越软的砂轮。这是因为硬材料使磨粒磨损，需用较软的砂轮以 使磨钝的磨粒及时脱落。工件材料越软，砂轮的硬度应越硬，以使磨粒脱落慢些，发挥其 磨削作用。但在磨削有色金属、橡胶、树脂等软材料时，要用较软的砂轮，以便使堵塞处 的磨粒较易脱落，露出锋锐的新磨粒。 半精磨与粗磨相比，需用较软的砂轮；但精磨和成形磨削时，为了较长时间保持砂轮 轮廓，需用较硬的砂轮。大级名称 超软 软 中软中 中硬 硬 超硬 小级名称 超软1超软2 超软3 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 D E F G H J K L MN P Q R S T Y 砂轮

13、的硬度等级及代号第十九张，PPT共五十八页，创作于2022年6月有色金属及塑料、橡胶等非金属以及热敏合金粗磨及磨削韧性大、硬度低的工件，适合磨削薄壁、细长工件，或砂轮与工件接触面大以及平面磨削等 外圆、内圆、无心磨及工具磨，淬硬工件及刀具刃磨等 重负载、成形、精密磨削，加工脆硬材料 适用 范围 大气孔疏松 中等 紧密 疏密程度 34 36 38 40 42 44 46 4850 52 54 56586062磨粒率/(%) 14131211109876543210组织号砂轮的组织号第二十张，PPT共五十八页，创作于2022年6月6）砂轮的标志方法 按GB248484规定，标志顺序如下：磨具形状、

14、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： 第二十一张，PPT共五十八页，创作于2022年6月第二十二张，PPT共五十八页，创作于2022年6月第二十三张，PPT共五十八页，创作于2022年6月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)

15、,修整时应使用充足的切削液。第二十四张，PPT共五十八页，创作于2022年6月端面磨轮砂轮平衡第二十五张，PPT共五十八页，创作于2022年6月 二 磨床 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。第二十六张，PPT共五十八页，创作于2022年6月第二十七张，PPT共五十八页，创作于2022

16、年6月 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。

17、 第二十八张，PPT共五十八页，创作于2022年6月第二十九张，PPT共五十八页，创作于2022年6月液压传动概念第三十张，PPT共五十八页，创作于2022年6月液压传动原理 工作原理：油泵经滤油器将油从邮箱中吸出，变为高压油，经转阀、节流阀，输入油缸的右腔，推动活塞、活塞杆及工作台向左移动。油缸左腔的油经换向流入邮箱。当工作台移动至行程终点时固定在工作台前侧面的右行程挡块，自右向左推动换向手柄，并连同换向阀的活塞杆和活塞一起向左移至虚线位置。于是高压油则流入油杠的左腔，使工作台返回。油杠右腔的油也经换向阀流回邮箱。如此反复循环，从而实现了工作台的纵向往复运动。第三十一张，PPT共五十八页，创

18、作于2022年6月 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。

19、第三十二张，PPT共五十八页，创作于2022年6月第三十三张，PPT共五十八页，创作于2022年6月第三十四张，PPT共五十八页，创作于2022年6月无心外圆磨削示意图1工件 2磨削轮 3托板 4导论 无心外圆磨床上磨削第三十五张，PPT共五十八页，创作于2022年6月 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。内圆磨床第三十六张，PPT共五十八页，创作于2022年6月 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

20、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。第三十七张，PPT共五十八页，创作于2022年6月内圆磨床砂轮架安装在工作台上

21、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。 第三十八张，PPT共五十八页，创作于2022年6月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。 第三十九张，PPT共五十八页，创作于2022年6月 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)

22、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 。第四十张，PPT共五十八页，创作于2022年6月第四十一张，PPT共五十八页，创作于202

23、2年6月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。第四十

24、二张，PPT共五十八页，创作于2022年6月 一、外圆面的加工外圆面的磨削 磨削(grinding)是外圆面精加工的主要方法，多作为半精车外圆后的精加工工序。 (1)外圆磨床上磨削磨削加工基本作业在外圆磨床上磨外圆a）纵磨法 b）横磨法 c）混合磨法 d）深磨法第四十三张，PPT共五十八页，创作于2022年6月万能外圆磨床的几种典型加工方式图第四十四张，PPT共五十八页，创作于2022年6月纵磨法：加工精度高，Ra值较小，生产率低， 广泛用于各种类型的 生产中；横磨法：加工精度低，Ra值较大，生产率高， 只适用于大批量生产中磨削刚度较好、精度较低、长度较 短的轴类零件上的外圆表面和成形面。第四十五张，PPT共五十八页，创作于2022年6月磨孔(hole grinding) 磨孔时，砂轮旋转为主运动，工件低速旋转为圆周进给运动，砂轮直线往返为轴向进给运动，切深运动为砂轮周期性的径向进给运动 第四十六张，PPT共五十八页，创作于2022年6月 磨内圆（包括内锥面）（1）机床：内圆磨床、万能外圆磨床（2）特点：由于磨内圆砂轮受孔径限制，