《机械加工技术》-第5章

5.1磨工实训的目的与要求①了解磨削加工的工艺特点及加工范围。②了解磨床的种类及用途，掌握外圆磨床和平面磨床的操作方法。③了解砂轮的特性、砂轮的选择和使用方法。④掌握在外圆磨床及平面磨床上正确装夹工件的方法，完成磨外圆和磨平面的加工。返回5.2磨工安全操作规程①遵守本岗位安全技术操作规程，调换砂轮时，要按砂轮机安全操作进行。②磨削前，应仔细检查工件的装夹是否正确、可靠。③磨削时，先将纵向挡块调整紧固好，使其往复灵敏。人不准站在正面，应站在砂轮的侧面。④进给时，不准将砂轮一下就接触工件，要留有空隙，缓慢地进给，以防砂轮突然受力后爆裂而发生事故。⑤多人共用一台磨床时，只能一人操作，并注意他人安全。⑥砂轮未退离工件时，不得中途停止运转。装卸工件、测量精度均应停车，将砂轮退到安全位置以防磨伤手。下一页返回5.2磨工安全操作规程⑦干磨的工件，不准突然转为湿磨，以防止砂轮碎裂。湿磨工作时如冷却液中断，要立即停磨。⑧平面磨床一次磨多件时，加工件要靠紧、垫妥，防止工件飞出或砂轮爆裂伤人。⑨外圆磨用两顶针加工的工件，应注意顶针是否良好。用卡盘加工的工件要夹紧。内圆磨床磨削内孔时，用塞规或仪表测量，应将砂轮退到安全位上。⑩工具磨床在磨削各种刀具、花键、键槽、扁身等有断续表面工件时，不能使用自动进给，进刀量不宜过大。上一页返回5.3刨床基础知识５.３.１磨削加工概述用砂轮对工件表面进行切削加工的方法称为磨削加工。它是零件精加工，加工精度可达ＩＴ５～ＩＴ６，加工表面粗糙度一般为０.８～１.０μｍ。由于磨削的速度很高，产生大量的切削热，其温度高达８００～１０００℃。在这样的高温下，会使工件材料的性能改变而影响质量。为了减小摩擦和散热，降低磨削温度，及时冲走磨屑，保证工件的表面质量，在磨削时常使用大量的切削液。砂轮磨料的硬度很高，除了可以加工一般的金属材料，如碳钢、铸铁外，还可以加工一般刀具难以切削的硬度很高的材料，如淬火钢、硬质合金等。下一页返回5.3刨床基础知识磨削主要用于对零件的内外圆柱面、内外圆锥面、平面和成形表面（如螺纹、齿形、花键等）的精加工（图５－１）。从本质上来说，磨削加工是一种切削加工。和通常的车削、铣削、刨削等相比，磨削加工有以下特点。１.磨削属多刃、微刃切削２.加工精度高３.磨削速度大４.加工范围广５.３.２磨床磨床的种类很多，常用的有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床等。上一页返回5.4砂轮及其安装、平衡、修正１.砂轮的组成砂轮是由磨料和黏结剂经压坯、干燥、烧结而成的疏松体，由磨粒、黏结剂和气孔三部分组成。图５－８所示为砂轮局部放大示意图。砂轮磨粒暴露在表面部分的尖角即为切削刃。黏结剂的作用是将众多磨粒黏结在一起，使砂轮具有一定的形状和强度，气孔在磨削中主要起容纳切屑和磨削液以及散发磨削液的作用。２.砂轮特性决定砂轮特性的５大要素分别是：磨料、粒度、黏结剂、硬度和组织。下一页返回5.4砂轮及其安装、平衡、修正３.砂轮的形状与代号常用砂轮形状、代号及用途，见表５－７。４.砂轮的检查、装夹、平衡和修整因为砂轮是在高速下工作的，所以装夹前必须经过外观检查，不应有裂纹。砂轮装夹要求将砂轮不松不紧地套在轴上。在砂轮和法兰盘之间垫上１～２ｍｍ厚的弹性垫板（皮革或橡胶），如图５－９所示。为了使砂轮平稳工作，砂轮必须静平衡，如图５－１０所示。砂轮平衡的过程：将砂轮装在心轴上，放在平衡架轨道的刀口上。如不平衡，较重的部分总是转在下面，这时可移动法兰盘端面环槽内的平衡铁进行平衡，然后再检查。上一页下一页返回5.4砂轮及其安装、平衡、修正这样反复进行，直到砂轮可以在刀口上任意位置都能静止，就说明砂轮各部分重量均匀。这种方法叫作静平衡。一般直径大于１２５ｍｍ的砂轮都应该进行静平衡。砂轮工作一定时间以后，磨料逐渐变钝，砂轮工作表面空隙被堵塞，这时需要进行修整。使已磨钝的磨粒脱落，以恢复砂轮的切削能力和外形精度。砂轮常用金刚石进行修整，如图５－１１所示。修整时要用大量冷却液，以避免金刚石因温度剧升而破裂。上一页返回5.5零件的安装及磨床附件在磨床上安装零件的附件主要有顶尖、卡盘、花盘和心轴等。１.外圆磨削中零件的安装在外圆磨床上磨削外圆，零件常用顶尖安装、卡盘安装和心轴安装三种方式。２.内圆磨削中零件的安装磨削零件内圆，大多以其外圆和端面作为定位基准，通常采用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、花盘及弯板等安装零件。３.平面磨削中零件的安装在平面磨床上磨削平面时，零件安装常采用电磁吸盘和精密虎钳两种方式。下一页返回5.5零件的安装及磨床附件１）电磁吸盘安装磨削平面通常以一个平面为基准磨削另一个平面。若两平面都需要磨削且要求相互平行，则可互为基准，反复磨削。磨削中、小型零件的平面，常采用电磁吸盘工作台吸住零件。电磁吸盘工作台有长方形和圆形两种，分别用于矩台平面磨床和圆台平面磨床。当磨削键、垫圈、薄壁套等尺寸小而壁较薄的零件时，因零件与工作台接触面积小、吸力弱，易被磨削力弹出造成事故。因此安装这类零件时，需要在其四周或左右两端用挡铁围住，以避免零件走动，如图５－１４所示。２）精密虎钳安装电磁吸盘只能安装钢、铸铁等磁性材料的零件，对于铜、铜合金、铝等非磁性材料制成的零件，可以在电磁吸盘上用精密虎钳安装零件。精密虎钳与普通虎钳相似，但精度很高。上一页返回5.6磨削工艺由于磨削的加工精度高，表面粗糙度值很小，能磨高硬脆的材料，因此应用十分广泛。现仅就内外圆柱面、内外圆锥面及平面的磨削工艺进行介绍。１.外圆磨削（１）工件的安装磨削轴类零件时常用顶尖安装［图５－１５（ａ）］。但磨床所用的顶尖是不随工件一起转动的，这样可以提高加工精度，避免顶尖转动带来的误差。磨削短工件的外圆时，可用三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘装夹工件。用四爪单动卡盘安装工件时，要用百分表找正。盘套类空心工件常安装在心轴上磨削外圆，如图５－１５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）所示。下一页返回5.6磨削工艺（２）磨削方法磨削外圆常用的方法有纵磨法和横磨法两种。２.内圆磨削１）工件的安装磨削内圆时，通常采用三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘等夹具安装工件。２）磨削方法内圆磨削时，因为砂轮的直径受到工件孔径的限制，一般较小，故砂轮磨损较快，须经常修整和更换。砂轮轴直径较小，而悬伸长度又较大，刚度很差，故磨削深度不能太大，这就降低了内圆磨削的生产率。上一页下一页返回5.6磨削工艺３.圆锥面的磨削磨削圆锥面有以下几种方法：①转动工作台法（图５－１８）适于磨削锥度较小、锥面较长的工件。②转动头架法（图５－１９）适于磨削锥度较大但长度较短的工件，在万能外圆磨床上用转动砂轮架的方法，还可以磨削短的外圆锥面（图５－２０）。４.平面磨削平面磨削的方法有两种：一种是用砂轮的周边进行磨削，叫周磨法，如图５－２１（ａ）、（ｂ）所示；另一种是用砂轮的端面进行磨削，叫端磨法，如图５－２１（ｃ）、（ｄ）所示。上一页下一页返回5.6磨削工艺用周磨法磨削平面时，砂轮与工件的接触面积小，排屑和冷却条件好，工件发热变形小，因此能获得较高的加工质量，但磨削效率较低，适用于精密加工。端磨法的特点与周磨法相反。端磨时，由于砂轮轴伸出较短，刚度较好，能采用较大的磨削用量，故磨削效率较高；但磨削精度较低，适用于粗磨。上一页返回5.7磨削综合工艺举例图５－２２所示为套类零件，零件材料为３８ＣｒＭＯＡｌ，要求热处理到硬度为９００ＨＶ，时效处理。该零件的特点是要求内、外圆表面的同轴度。因此，拟订加工步骤时，应尽量采用一次安装中加工，以保证上述要求。如不能在一次安装中完成全部表面加工，则应先加工孔，然后以孔定位，用心轴安装，再加工外圆表面。其加工步骤见表５－８。

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