《机械制造工艺与设备》图文-第4章

4.1磨削加工概述4.2M1432A型万能外圆磨床4.3其他磨床简介4.4砂轮4.5砂带磨削目录4.1磨削加工概述4.1.1磨削加工的应用磨削加工是在磨床上用高速旋转的砂轮作为刀具对工件进行加工的一种切削加工方法。磨削加工应用非常广泛，可以加工各种表面，如内外圆柱面、内外圆锥面、平面、花键、渐开线齿面、螺旋面等，还可以刃磨刀具和进行切断。如图所示为几种常见的磨削加工。几种常见的磨削加工4.1.2磨削加工的特点模具加工方法磨削加工的特点1.加工精度高，表面粗糙度小。2.可对高硬度难加工材料进行加工。3.磨削的温度高。4.砂轮具有自锐性。磨削速度磨削速度vc是指砂轮的圆周速度，单位为m/s。工件圆周进给速度工件圆周进给速度vw是指工件磨削处外圆的线速度，单位为m/s。轴向进给量轴向进给量fa是指工件每转一转，沿其自身轴线方向相对于砂轮移动的距离，单位为mm/r。砂轮横向进给量砂轮横向进给量fr是指工作台每往复一次行程，砂轮相对于工件径向移动的距离，也称为磨削深度，单位为毫米/单行程或毫米/双行程。4.1.3磨削用量在磨削外圆加工中，磨削用量包括磨削速度、工件圆周进给速度、轴向进给量和砂轮横向进给量。为了适应磨削各种加工表面、工件形状及生产批量的要求，磨床的种类很多，主要有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床、刀具刃磨磨床和各种专门化磨床等，其中应用最多的是外圆磨床和平面磨床。4.2M1432A型万能外圆磨床模具加工方法在磨削外圆的加工中涉及的运动1.主运动。砂轮的高速旋转运动。2.工件圆周进给运动。工件的旋转运动。3.轴向进给运动。工作台带动工件所做的直线往复运动。4.横向进给运动。砂轮沿工件径向的移动。外圆磨削的基本磨削方法有纵向磨削法和横向磨削法两种，如图所示。外圆磨削的基本磨削方法1.纵向磨削法采用纵向磨削法磨削时，砂轮做旋转的主运动，工件做旋转的圆周进给运动，工作台带动工件做轴向进给运动。每单次行程或每往复行程终了时，砂轮做一次横向进给运动，从而逐渐磨出工件径向的磨削余量。磨削方法2.横向磨削法横向磨削法又称为径向磨削法或切入磨削法，是一种用宽砂轮进行横向切入磨削的方法。磨削时，工件不做纵向往复运动，只做旋转运动，砂轮在做旋转主运动的同时，以缓慢的速度连续或断续地做横向进给运动，直至磨去全部加工余量。4.2.1M1432A型万能外圆磨床的组成如图所示为M1432A型万能外圆磨床。M1432A型万能外圆磨床1—头架；2—砂轮；3—内圆磨装置；4—砂轮架；5—尾座；6—上工作台；7—下工作台；8—床身；9—横向进给手轮；10—脚踏操纵板；11—液压控制箱；12—纵向进给手轮；13—换向挡块M1432A型万能外圆磨床的传动系统4.2.2M1432A型万能外圆磨床的传动系统如图所示为M1432A型万能外圆磨床的传动系统。1.砂轮的传动链外圆磨削砂轮主轴的运动是由砂轮架电动机（4kW，1440

r/min）经四根V带直接传动的。2.工件头架拨盘（带动工件）的传动链工件头架拨盘传动链的传递路线表达式为：3.工作台的手动驱动传动链工作台还可由手轮A驱动。工作台的手动驱动传动链的传动路线表达式为：4.砂轮架的横向进给运动传动链砂轮架的横向进给运动是用操纵手柄B实现的，也可由进给液压缸实现周期性的自动进给。横向进给运动分粗进给和细进给。粗进给时，将手柄E向前推，转动手柄B经齿轮副50/50和44/88，此时丝杠使砂轮架做横向粗进给；细进给时，将手柄E拉到图中的位置，经齿轮副20/80和44/88啮合传动，此时丝杠使砂轮架做横向细进给。4.2.3M1432A型万能外圆磨床的主要结构1.头架头架由壳体、头架主轴及其轴承、工件传动装置与底座等组成。头架上的双速电动机经塔轮变速机构和三组带轮带动工件转动。壳体可绕底座转动，用于磨削短圆锥面。头架主轴和前顶尖根据不同的工作需要，可以转动或固定不动。2.砂轮架砂轮架由壳体、砂轮主轴及其轴承、传动装置与滑鞍等组成。壳体固定在滑鞍上，利用滑鞍下面的导轨与床身顶面后部的横导轨配合，通过横向进给机构使砂轮做横向进给运动或快速向前向后运动。3.内圆磨装置内圆磨装置的主轴应具有很高的转速，且应保证在高速下运动平稳，如图所示。M1432A型万能外圆磨床内圆磨装置1—接长轴；2、4—套筒；3—弹簧4.3.1平面磨床1.平面磨床的组成如图所示为M7120A型平面磨床。M7120A型平面磨床1—床身；2—工作台；3—纵向手轮；4—磨头；5—滑座；6—升降手轮；7—砂轮修整器；8—立柱；9—撞块；10—横向手轮4.3其他磨床简介2.平面磨削方法平面磨削方法根据砂轮工作表面不同，可分为圆周磨削和端面磨削两类。1）圆周磨削2）端面磨削普通平面磨床的分类4.3.2内圆磨床内圆磨床用于磨削各种圆柱孔（通孔、盲孔、阶梯孔和断续表面的孔等）和圆锥孔，其主要类型有普通内圆磨床、无心内圆磨床和行星式内圆磨床等。1.普通内圆磨床普通内圆磨床的两种磨削方法如图所示。普通内圆磨床的磨削方法2.无心内圆磨床如图所示，采用无心内圆磨床磨削时，工件3支承在导轮4和滚轮1上，压紧轮2使工件3紧靠导轮4，工件3由导轮4带动旋转，以实现圆周进给运动。砂轮除了完成主运动外，还做纵向进给运动和周期性的横向进给运动。加工结束时，压紧轮2沿箭头A的方向松开，以便装卸工件。无心内圆磨床适用于在大批量生产中加工那些外圆表面已经精加工过且又不宜用卡盘装夹的薄壁工件，以及内外同轴度要求较高的工件，如轴承套圈等。无心内圆磨削1—滚轮；2—压紧轮；3—工件；4—导轮图3.行星式内圆磨床如图所示，采用行星式内圆磨床磨削时，工件固定，砂轮除了绕其自身轴线高速旋转实现主运动外，同时还要绕被磨内孔的轴线做公转运动以完成圆周进给运动。此外，砂轮还做纵向进给运动及周期性的横向进给运动。行星式内圆磨削4.4砂轮砂轮是磨削的切削工具，它是利用结合剂把磨粒黏结在一起经压制焙烧而成的具有一定几何形状的多孔体。砂轮表面放大图如图所示。砂轮表面放大图磨料是砂轮的主要组成成分，直接参加磨削工作。常用的磨料有三类，即氧化物系磨料、碳化物系磨料和高硬系磨料。粒度粒度是指磨料颗粒的大小程度，常用粒度号表示，粒度号的数字越大，磨料的颗粒越小。结合剂结合剂是将磨粒黏合成砂轮的结合物质。硬度砂轮的硬度是指砂轮工作时，磨料自砂轮上脱落的难易程度。4.4.1砂轮特性的组成要素砂轮的切削性能取决于磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等基本要素，它将直接影响工件的加工精度、表面粗糙度和生产率。5.组织组织是砂轮结构的松紧程度，即磨粒、结合剂和气孔三者所占体积的比例关系。6.形状和尺寸常用砂轮的形状、代码及用途见表4-1。4.4.2砂轮的标志方法为了便于识别砂轮的全部特性，在砂轮的端面一般都有标志，按GB/T2484—2006规定，砂轮标志的书写顺序如下：砂轮形状、尺寸、磨料、粒度、硬度、组织号、结合剂和允许的最高工作线速度。例如，某砂轮上标志为1-400×40×60-A60L5B-35，则砂轮为1—砂轮的形状为平行砂轮，400—外圆直径为400mm，40—厚度为40mm，60—孔径为60mm，A—磨料为棕刚玉，60—粒度为60号，L—硬度为中软2，5—组织为5号，B—树脂结合剂，35—最高工作线速度为35m/s。4.4.3砂轮的修整砂轮工作一段时间后会出现磨粒磨损，尽管砂轮本身具有一定的自锐性，但这种自锐性是有限的，因此，砂轮磨损后应及时修整，否则在磨削过程中会引起振动、噪音、磨削质量和生产效率降低等问题。修整砂轮时通常用单颗粒金刚石刀进行。砂轮修整除用于磨损后的砂轮外，还应用于砂轮表面空隙堵塞、砂轮几何形状失真、部分工件材料黏结在磨粒、精密磨削中的砂轮精细修整等场合。4.5砂带磨削4.5.1平面的砂带磨削如图所示为平面的砂带磨削。砂带磨床由传送带、砂带、张紧轮、压轮和支承板组成。砂带3安装在张紧轮4和压轮5上，并在压轮5的带动下高速旋转，这是砂带磨削的主运动。工件2由传送带1向前输送实现进给运动。砂带3的旋转方向必须和工件2的进给方向相反。平面的砂带磨削1—传送带；2—工件；3—砂带；4—张紧轮；5—压轮；6—支承板砂带是砂带磨削的主体。它由磨粒、结合剂、基体材料三要素组成，是一种特殊形态的多刀、多刃切削工具。其切削功能主要由用结合剂黏合在基体上的磨粒来完成。磨粒采用静电植砂法均匀直立于基体上，锋口向上、定向整齐排列，等高性好，容屑间隙大，接触面小，具有较好的切削性能。砂带结构如图所示。砂带结构1—表层结合剂；2—磨粒；