第三章磨床介绍

1、2020/7/5,1,第三章 磨床,目的和要求： 1、熟悉磨床功用、加工特点和类型； 2、掌握M1432B型万能外圆磨床的用途、运动； 3、了解M1432B型万能外圆磨床的机械传动系统和主要部 件的结构； 4、了解无心磨削的特点和磨削方法； 5、熟悉内圆磨削和平面磨削的方法及适用场合。,2020/7/5,2,主要教学内容： 第一节 磨床的功用和类型 第二节 M1432A型万能外圆磨床 一、机床的布局和用途 二、机床的运动 三、机床的机械传动系统 四、机床的主要结构 第三节 其它磨床简介 一、平面磨床 二、普通外圆磨床 三、无心外圆磨床 四、内圆磨床,2020/7/5,3,第三章 磨床,第一节

2、磨床的功用和类型 磨床用磨料磨具（砂轮、砂带、油石或研磨料等）作为工具对工件表面进行加工的机床。 磨削特点、用途： 磨削加工易得到高的加工精度和好的表面质量，所以磨床主要应用于零件精加工，尤其是淬硬钢件和高硬度特殊材料的精加工。 磨床用于磨削各种表面，如内、外圆柱面和圆锥面、平面、螺旋面、齿轮的轮齿表面以及各种成形面等，还可以刃磨刀具，应用范围非常广泛。 精加工精度IT7IT5级，Ra0.80.04um，也可粗加工，高速磨、强力磨；可磨普通材料，又可磨高硬度难加工材料；适应各种工件形状、表面及生产批量。,2020/7/5,4,第三章 磨床,磨床种类： （1）外圆磨床 普通、万能、无心外圆磨床

3、等。 （2）内圆磨床 普通、无心、行星式内圆磨床 等。 （3）平面磨床 卧轴(立轴)矩台(圆台)平面磨床 等。 （4）工具磨床 工具曲线磨床 、钻头沟槽磨床等。 （5）刀具刃磨床 万能工具磨床 、拉刀、滚刀磨床等。 （6）专门化磨床 曲轴、花键轴 、齿轮、螺纹磨床等。 （7）其它磨床 研磨机、珩磨机、抛光机等。,2020/7/5,5,第二节 M1432A型万能外圆磨床 一、机床的布局和用途 （一）机床的总布局（图3-1） 组成部分：床身1、头架2、砂轮架4、尾座5、滑鞍及横向进给机构6、工作台8。 （二）机床的用途（图3-2） 用途（普通精度级万能外圆磨床）：主要用于磨削IT6IT7级精度的圆

4、柱形或圆锥形的外圆和内孔，表面粗糙度在Ra1.250.08m之间。 特点：通用性较好，但生产率较低，适用于单件小批生产。,2020/7/5,6,2020/7/5,7,2020/7/5,8,二、机床的运动,（一）表面成型运动 1、纵向磨削法（图3-2a,b,d） （1）主运动：砂轮旋转 运动 (m/s) （2）工件旋转运动 （ 周向进给运动） （3）工件纵向往复运动 (轴向进给运动) 2、切入磨削法（图3-2c） （二）砂轮横向进给运动 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。,20

5、20/7/5,9,三、机床的机械传动系统,2. 砂轮的传动 外圆砂轮的传动 砂轮电机(1440 r/min)127/113砂轮旋转（一般取v砂35m/s） 内圆磨具的传动 磨具电机(2840 r/min)170/50或170/32磨具旋转(2种转速),3. 工作台的手动驱动 手轮A15/7218/72Z18/齿条工作台纵向移动 手轮A 转 1 转，工作台纵向移动量为： 115/72 18/72 18 26 mm 工作台手动驱动与液压驱动之间有互锁装置。,4. 砂轮架的横向进给运动 手轮B50/50（粗进给）或20/80（细进给）44/88横向 进给丝杠(t=4mm)砂轮架的横向移动 粗进给时,

6、手轮B 转 1 转,砂轮横移量为： 150/5044/88 4=2 mm 手轮圆周刻度为200格，转1格进给0.01mm；细进给时转1格进0.0025mm,2020/7/5,10,四、机床的主要结构 （一）砂轮架（图3-4） 功用：（）执行机床主运动砂轮旋转t （）完成砂轮横向进给运动r （）完成砂轮水平面内回转、调整 主要部件： 工作时特点：转速高、切入力小。 工作时要求：具有很高的回转精度、刚度、抗振性、耐磨性。 支承：（双） 前后径向支承为短三瓦调位动压滑动轴承用于承受径向力。 轴向支承使主轴平稳准确地运转，保证磨削加工精度和得到细的表面粗糙度。,2020/7/5,11,动压滑动轴承的工

7、作原理，图4。 轴瓦均布在主轴轴颈周围，背面支承在球头支承螺钉11#上，工作 时形成三个独立的油契，于是在轴颈周围产生三个独立的压力油膜， 使主轴悬浮在三个轴瓦中间。 该轴承工作特点： 回转精度高、高速时刚度大。 承载力大、抗振性好、无噪声、摩擦功耗小。 主轴能自动调位。 低速时无承载能力。 主轴轴向定位 左：2（主轴）-螺母、垫圈5#螺钉4#弹簧推力球轴承挡板止推滑动轴承盖3箱体 （由于传递元件中有弹性元件5，故向左无承载能力，5使得主轴始终靠向一面自动清除间隙 右：2主轴轴肩止推滑动轴承盖3箱体 间隙调整： 径向：球头螺钉6 轴向：工作时自动调整（靠5） 主轴箱密封： 工作时两主轴轴承全浸

8、在油中，用轴承端盖和橡胶密封圈密封。,2020/7/5,12,（二）内圆磨具及其刀架（图3） 特点：因砂轮直径较小，内圆磨具主轴应具有很高的转速。 要求：高速下运动平稳，并且有足够的刚度、寿命。 支承：4个级、角接触球轴承。 机构：自动补偿机构。 当轴承磨损产生间隙或主轴受热膨胀时，由弹簧自动补偿，从而保证主轴轴承刚度和稳定的预紧力。 弹簧自动补偿过程：套筒2用销子固定在壳体上，弹簧力通过4#将后轴承的外圈向右推紧，又通过滚子、内圈、主轴后螺母及主轴传到前端的轴肩，使前轴承内圈也向右拉紧。 前端莫氏锥孔：安装不同的内磨接长轴。,2020/7/5,13,（三）头架（图3-7） 功用：支承工件，并

9、使之完成周向进给运动a。 头架有三种工作方式： （1）工件支承在前后顶尖上，上拨杆G（安装在3上）拨动夹紧在工件上的鸡心夹头，带动工件运动，这时主轴和顶尖不转。 这种装夹方式有助于提高工件的旋转精度（避免顶尖旋转误差的影响）及主轴部件刚度。 （2）工件夹持在卡盘中，上螺钉D带动法兰6转动（与主轴一起转动） （3）自磨主轴顶尖，拨盘通过杆1带动头架主轴旋转。,2020/7/5,14,（四）尾架（图3-8） 安装在工作头架右面。 功用：同头架配合使用，用顶尖支承工件。 具有的运动： （）尾架整体沿工作台长度方向移动 （）尾架套筒1#的进退 （）尾架横向微量移动 特殊机构（自动补偿机构）：（补偿磨削

10、过程中工件的热胀） 作用：避免引起工件弯曲和顶尖过分磨损。 工件热胀伸长顶尖右移1#右移弹簧2#压缩调整,2020/7/5,15,（五）砂轮架的横向进给机构（图3-9） 功用：用于实现砂轮架的间隙或连续的横向进给a，调整和快移。 对该机构的要求：很高的定位精度、很高的进给精度，微量进给时，避免产生爬行。 （）工件直径尺寸的控制 定位：被加工工件直径至尺寸时，刻度盘上的固定销碰固定在床身上的定位块。 补偿：补偿磨削过程中砂轮直径减小，对工件直径的影响靠定位调整。,2020/7/5,16,（）快退、快进（由液压缸完成） 1# 左腔通入压力油，使活塞向右移动推动丝杠7#6#半螺母使滑鞍8#及砂轮架快

11、速趋近工件。当丝杠7#碰螺钉10#，使砂轮架停止进给。 这个位置是磨削工件时周期径向切入运动的起始基准。10#调整它的位置。 （）消除丝杠螺母的间隙（图3-4） 影响进给精度、重复定位精度 功用：使丝杠、螺母始终一面接触，提高移动精度、重复定位精度 。 16#通入压力油15#14#右移，顶紧在13#上12#7#6#紧靠。 注：只能用于象砂轮架单向受力的场合。 （d）导轨采用V形和平面形组合的滚动导轨为了提高横向进给精度。图3-10。滚动导轨摩擦系数小，可以减少爬行，与滑动导轨相比能提高微量进给精度。但因滚柱与导轨是线接触，抗振性较差。,#,2020/7/5,17,第三节 其它磨床简介 一、平面

12、磨床 用途：主要用于磨削各种平面。 平面磨床磨削方式： 用砂轮的轮缘（圆周）磨削，砂轮主轴为水平（卧轴），图a、d，磨削精度较高，可得到较光洁的加工表面，但生产率较低。 用砂轮的端面磨削，砂轮主轴竖直（立轴），图b、c）。,工作台型式：矩形、圆形两种。前者适宜加工长工件（图a、b），但工作台作往复运动，较易发生振动；后者适宜加工短工件或圆工件的端面（图c），如磨轴承套圈的端面，工作台连续旋转，无往复冲击。 平面磨床分为四类：卧轴矩台式、立轴矩台式、立轴圆台式和卧轴圆台式。,2020/7/5,18,主运动：砂轮的旋转n砂； 进给运动：矩台的直线往复运动或圆台的回转f纵。 用轮缘磨削时（图a和d）

13、，砂轮宽度小于工件宽度，故卧轴磨床还有轴向进给运动f横。矩台的f横是间歇运动，在f纵的两端进行；圆台的f横是连续运动。 f切是周期切入运动。,2020/7/5,19,（1）卧轴矩台平面磨床,周磨法： 砂轮与工件接触面 小，散热、排屑条 件好，加工质量好。 但刚性小，磨削用 量较小，生产率低， 适于精磨。,2020/7/5,20,（2）立轴圆台平面磨床,端磨法： 砂轮轴伸出短，刚 性好，磨削用量较 大，生产率高。但 砂轮与工件接触面 大，散热、排屑条 件差，加工质量低。 适于粗磨或半精磨。,2020/7/5,21,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(见图): 端面磨削的砂轮直径比

14、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。,2020/7/5,22,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。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。 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，而矩台式有换向时间损失。,2020/7/5,23,二、普通外圆磨床 头架、砂轮架不能转位

15、，无内圆磨头，工艺范围窄，但刚度高，旋转精度好，适于中、大批量磨削外圆柱面、小锥度外圆锥面及阶梯轴轴肩。,三、无心外园磨床 无心外圆磨削是外圆磨削的一种特殊形式。 磨削时，工件不用顶尖来定心和支承，而是直接将工作放在砂轮、导轮之间，用托板支承着，工件被磨削的外圆面作定位面。 特点：在无心磨床上加工工件时，工件不须打中心孔，且装夹工件省时省力，可连续磨削，所以生产效率较高，适于大批量磨削无中心孔的轴、套、销等零件。,2020/7/5,24,磨削原理：导轮是用树脂或橡胶为粘结剂制成的刚玉砂轮，它与工件之间的摩擦系数较大，工件由导轮的摩擦力带动旋转。导轮的线速度一般在1050米/分左右，工件的线速度

16、基本上等于导轮线速度。砂轮就是一般的外圆磨削砂轮，它的线速度很高。所以，磨削砂轮与工件之间有很大的切削速度。 避免磨削出棱圆形工件的措施：工件的中心应高于磨削砂轮与导轮连心线。,工件中心高出的距离约为工件直径的1525。但是，高出的距离过大，导轮对工件的向上方向垂直分力也随着增大，磨削时易引起工件跳动，影响加工表面的粗糙度，所以，高出的距离不得过大。,2020/7/5,25,四、内圆磨床 用途：磨削圆柱形或圆锥形的通孔、盲孔、阶梯孔。 分类：普通内圆磨床（生产中应用最广的一种）、无心内圆磨床和行星运动内圆磨床。 (一)普通内圆磨床（图3-17） 用途：适用于形状规则，便于旋转的工件。 磨削方法

17、：纵磨法或切入磨法，图-16a,。图c,d为采用专用的端磨装置，可在工件一次装夹中磨削内孔和端面。易于保证孔和端面的垂直度，而且生产率高。 工作原理：头架主轴作圆周进给运动。砂轮架4上装有磨削内孔的砂轮主轴，由电机经带传动。砂轮架沿滑鞍5的导轨作周期性的横向进给运动。 头架可绕竖直轴调整一定的角度，以磨削锥孔。,2020/7/5,26,(二)无心内圆磨床（图3-18） 用途： 适用于加工外圆表面已经精加工过的薄壁零件。通常是那些不宜用卡盘夹紧的薄壁，而其内外同心度要求又较高的工件。 如轴承环类型的零件。 工作原理： 工件4支承在滚轮1和导轮3上，压紧轮2使工件紧靠导轮，并由导轮带动旋转，实现周

18、向进给运动（f1）。磨削砂轮除完成旋转主运动（v）外，还作纵向进给运动（f2）和周期的横向进给运动（f3）。加工结束时，压紧轮沿箭头A方向摆开。 (三)行星内圆磨床（图3-19） 用途：由于工件固定不动，适用于大型或形状不对称，不便于旋转的工件。 工作原理：工件不动，砂轮除了绕自身轴线高速旋转外完成主运动（n）外，还绕着工件孔中心作公转，实现周向进给运动（f公）。,2020/7/5,27,(四)内圆磨具（图3-20） 砂轮主轴部件是内圆磨床中的关键部分。 特点：磨削内孔时，砂轮直径因受被磨孔径的限制，尺寸较小，为了达到合理的磨削速度，砂轮转速必须很高。 应用较普遍的中型内圆磨床砂主轴，转速一般

19、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。 一般采用纵磨法。因砂轮直径小，线速度较低1525m/s, 砂轮轴细长，刚性差，进给量小，冷却、排屑条件差，生产率低，适于单件小批生产磨削淬硬零件上的孔。,#,2020/7/5,28,习题,3-1 万能外圆磨床上磨削圆锥面有哪几种方法

20、? 各适用于什么场合？ 3-2 无心外圆磨床工件托板的顶面为什么做成倾斜的? 工件中心为什么必须高于砂轮与导轮的中心连线? 3-3 内圆磨削的方法有哪几种? 各适用于什么场合？ 3-4 试分析卧轴矩台平面磨床与立轴圆台平面磨床在磨削方法、加工质量以及生产率等方面有何不同? 它们的适用范围有何区别?,2020/7/5,29,2.万能外圆磨床上磨削圆锥面有哪几种方法？各适用于什么场合？ 答:万能外圆磨床上磨削圆锥面有两种方法:纵磨法和切入磨法。纵磨时，砂轮旋转作主运动，进给运动有:工件旋转作圆周进给运动，工件沿其轴线往复移动作纵向进给运动，在工件每一纵向行程或往复行程终了时，砂轮周期地作一次横向进

21、给运动，全部余量在多次往复行程中逐步磨去。切入磨时，工件只作圆周进给，而无纵向进给运动，砂轮则连续地作横向进给运动，直到磨去全部余量达到所要求的尺寸为止。,2020/7/5,30,6.如磨床头架和尾座的锥孔中心线在垂直平面内不等高，磨削的工件将产生什么误差，如何解决？如两者在水平面内不同轴，磨削的工件又将产生什么误差，如何解决？ 答: 磨床头架和尾座的锥孔中心线在垂直平面内不等高，磨削的工件将产生旋转(圆柱度)误差，调整使磨床头架和尾座的锥孔中心线在垂直平面内等高，可消除此误差；两者在水平面内不同轴，磨削的工件将产生平面度误差，使砂轮端面与工作台台面平行或倾斜一极小的角度，可消除此误差。,2020/7/5,31,9.内圆磨削的方法有几种？各适用于什么场合？ 答:其磨削方法有三种:(1)普通内圆磨削,这种方法适用于形状规则,便于旋转的工件；(2)无心内圆磨削， 这种方法适用于大批大量生产中，加工外圆表面已经精加工过的薄壁工件；(3)行星内圆磨削，这种方法适用于磨削大型或形状不对称，不便于旋转的工件。 10.试分析卧轴矩台平面磨床在磨削方法、加工质量、生产效率等方面有何不同？它们的适用范围有何不同？ 答:卧轴矩台平面磨床可以方便地磨削各种零件，包括直径小于矩台宽度的环行