磨削加工課件

磨削加工教學目的:通過本節(jié)課的學習，掌握磨削的特點，了解磨床的主要類型及特點，能根據(jù)工件形狀、材料、精度等方面的要求，合理地選擇磨削方法及磨具。重點和難點：磨具的選用、常見磨削加工的類型和特點。磨削加工特點加工余量少，加工精度高。一般磨削可獲得

IT5～7級精度，表面粗糙度可達Ra0.2～1.6um。磨削加工范圍廣各種表面：內(nèi)外圓表面、圓錐面、平面、齒面、螺旋面各種材料：普通塑性材料、鑄件等脆材、淬硬鋼、硬質(zhì)合金、寶石等高硬度難切削材料。主要加工范圍及方法磨床概念：用磨料磨具（砂輪、砂帶、油石和研磨料等）為工具進行切削加工的機床，統(tǒng)稱為磨床。常用的磨床有：外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、無心磨床等。外圓磨床有：普通外圓磨床、萬能外圓磨床和無心磨床。平面磨床有：臥軸矩臺平面磨床、立軸矩臺平面磨床、臥軸圓臺平面磨床、立軸圓臺平面磨床。1、外圓磨床主要用于磨削內(nèi),外圓柱和圓錐表面,也能磨階梯軸的軸肩和端面,可獲得IT6-IT7及精度Ra在1.25--

0.08μm之間。外圓磨床的主要類型有：普通外圓磨床、萬能外圓磨床，無心外圓磨床、寬砂輪外圓磨床和端面外圓磨床等。主參數(shù):

最大磨削直徑的十分之一。外圓磨床床身橫向進給手柄腳踏操作板尾座橫向進給機構(gòu)砂輪架內(nèi)圓磨具工作臺頭架M1432B萬能外圓磨床縱向進給手柄滑鞍床身工作臺頭架砂輪架內(nèi)圓磨床平面磨床的磨削方法矩臺周磨矩臺端磨圓臺周磨圓臺端磨平面磨床立軸圓臺平面磨床立柱床身工作臺砂輪架無心磨床二、磨具的特性及其選用1、磨具的類型普通磨具：用剛玉類、碳化硅類、碳化硼類磨料制成的磨具。超硬磨具：用金剛石、立方氮化硼等高硬度磨料制成的磨具。固結(jié)磨具：砂輪、油石、砂瓦、磨頭、拋磨塊涂附磨具：砂布、砂紙、砂帶研磨膏：由磨料和研磨拋光液組成的拋光劑。二、磨具的特性及其選用2.砂輪的特性及選用砂輪由磨料、結(jié)合劑及氣孔組成。砂輪特性決定于磨料,粒度,結(jié)合劑,硬度,組織及形狀尺寸。主要起切削作用主要起容屑和冷卻作用主要起粘接作用系別名稱代號顏色性能適用范圍硬度較低,韌性磨削碳素鋼,合金剛,氧棕剛玉A棕褐色較好可鍛鑄鐵與青銅化白剛玉WA白色較A硬度高,磨磨削淬硬的高碳鋼,合物鉻剛玉PA玫瑰紅色粒鋒利,韌性差金鋼,高速鋼,磨削薄韌性比WA好壁零件,成形零件黑碳化碳

硅化

綠碳化物

硅碳化硼CGCBC黑色帶光澤綠色帶光澤比剛玉類硬度高,導熱性好,但韌性差熱性好,韌性較差磨削鑄鐵,黃銅,耐火材料及其它非金屬材料較

C

硬度高

,

導磨削硬質(zhì)合金,寶石,光學玻璃研磨硬質(zhì)合金超

人造金硬

剛石磨

立方氮料

化硅DCBN白,淡綠,黑色

棕黑色硬度最高,耐熱性較硬度僅次于D韌性較D好研磨硬質(zhì)合金

,

光學玻璃,寶石,陶瓷等高硬度材料磨削高性能高速鋼,不銹鋼,耐熱鋼及其它難加工材料砂輪特性及用途選擇—磨料202.

砂輪的特性及選用2）砂輪硬度由結(jié)合劑的強度和數(shù)量決定指砂輪工作時在磨削力作用下磨粒脫落的難易程度。取決于結(jié)合劑的結(jié)合能力及所占比例，與磨料硬度無關。硬度高，磨料不易脫落；硬度低，自銳性好。硬度分7大級(超軟、軟、中軟、中、中硬、硬、超硬)，16小級。選擇原則：工件材料軟——硬砂輪（磨有色金屬除外）工件材料硬——軟砂輪2.

砂輪的特性及選用2）砂輪硬度砂輪硬度選擇原則：磨削硬材，選軟砂輪；磨削軟材，選硬砂輪；磨導熱性差的材料，不易散熱，選軟砂輪以免工件燒傷；磨有色金屬，選較軟的砂輪；砂輪與工件接觸面積大時，選較軟的砂輪；成形磨精磨時，選硬砂輪；粗磨時選較軟的砂輪。2.

砂輪的特性及選用3）磨料粒度取決于加工表面的粗糙度微粉<63μm磨料磨粒粒度號越大越細，微粉粒度號越小越細。以剛能通過的那一號篩網(wǎng)的網(wǎng)號來表示磨料的粒度。微粉的粒度號：磨粒的直徑＜63um時，用磨粒最大尺寸表示。如W20表示磨粒的直徑在20～14um。粗磨用粗粒度,精磨用細粒度;當工件材料軟，塑性大,磨削面積大時，采用粗粒度，以免堵塞砂輪燒傷工件。磨粒2.

砂輪的特性及選擇3）磨料粒度取決于加工表面的粗糙度的要求選擇原則：加工表面粗糙度值越大

→選用越粗的磨料加工表面粗糙度值越小

→選用越細的磨料砂輪速度高或與工件接觸面大時用粗磨料磨軟材料用粗磨料，磨硬材料用細磨料2.

砂輪的特性及選用結(jié)合劑4）砂輪的結(jié)合劑陶瓷結(jié)合劑樹脂結(jié)合劑橡膠結(jié)合劑取決于磨削速度價格便宜，耐酸、耐堿，用的最多，使用

90%以上VC>35m/s高速磨削或磨槽砂輪特性及用途選擇—結(jié)合劑名稱 代號特

性適用范圍陶瓷V強度較高,較脆耐熱,耐油和耐酸,堿的侵蝕,除薄片砂輪外,能制成各種砂輪樹脂強度高,富有彈性,具有一定B

拋光作用,耐熱性差,不耐酸堿荒磨砂輪,磨窄槽,切斷用砂輪,高速砂輪,鏡面磨砂輪橡膠堵塞強度高,彈性更好,拋光作用

磨削軸承溝道砂輪,無心磨導輪R

好,耐熱性差,不耐油和酸,易,切割薄片砂輪,拋光砂輪28組織反映砂輪中磨料、結(jié)合劑和氣孔三者體積的比例關系，即砂輪結(jié)構(gòu)的疏密程度，分緊密、中等、疏松三類13級。緊密組織

成形性好，加工質(zhì)量高，適于成形磨、精密磨削和強力磨削。中等組織適于一般磨削工作，如淬火鋼、刀具刃磨等。疏松組織不易堵塞砂輪，適于粗磨、磨軟材、磨平面、內(nèi)圓等接觸面積較大時，磨削熱敏感性強的材料或薄件。2.

砂輪的特性及選用5）砂輪的組織取決于容屑空間組織號01234567891011121314磨粒率(%)626058565452504846444240383634分類緊密類中等疏松類用途成型磨削,精密磨削磨削淬火鋼,刀具刃磨磨削韌性大而硬度不高材料磨削熱敏性大的材料砂輪特性及用途選擇5—砂輪的組織31常用砂輪的形狀、代號及用途舉例砂輪種類形狀代號斷面形狀主要用途平形砂輪P磨外圓、內(nèi)圓，無心磨，刃磨刀具等雙斜邊砂輪OSX磨齒輪及螺紋雙面凹砂輪PSA磨外圓，刃磨刀具，無心磨切斷砂輪(薄片砂輪)PB切斷及切槽筒形砂輪N端磨平面杯形砂輪B磨平面、內(nèi)圓，刃磨刀具碗形砂輪BW刃磨刀具，磨導軌碟形砂輪D磨齒輪，刃磨銑刀、拉刀、鉸刀323.

砂輪的型號、代號、標記和尺寸形狀—尺寸—磨料—粒度號—硬度—組織號—結(jié)合劑—最高線速度例：

P300×30×75WA60L6V35外徑×厚度×內(nèi)徑形狀 白剛玉硬度結(jié)合劑粒度號組織號最高線速度砂輪的修整磨損表現(xiàn)為磨耗磨損和破碎磨損。自銳性有限，應及時修整，保證砂輪有合理使用壽命，否則引起振動、Ra值增大、表面燒傷或裂紋等。砂輪修整除用于磨損砂輪外，還用于以下場合：①砂輪被切屑堵塞；②部分工材粘結(jié)在磨粒上；③砂輪廓形失真；④精密磨中的精細修整等。常用修整工具是單顆粒金剛石。三、磨削過程1.砂輪工作表面的形貌特征1）磨粒在砂輪工作表面上是隨機分布的；

2）每一顆磨粒的形狀和大小都是不規(guī)則的。三、磨削過程1.砂輪工作表面的形貌特征三、磨削過程2.

磨屑的形成過程單個磨粒的磨削過程分為三個階段：1）滑擦階段磨粒只是在工件表面滑擦而過，并未切削工件，工件僅產(chǎn)生彈

性變形。這一階段由于摩擦作

用產(chǎn)生大量的熱能使工件溫度

升高。三、磨削過程耕犁階段（刻劃階段）磨粒切入工件，在工件上耕犁出溝槽，工件產(chǎn)生塑性變形，表層產(chǎn)生變形強化。切削階段磨粒切入工件，使被擠壓金屬產(chǎn)生剪切滑移形成切屑。這一階段以切削為主，也有表層變形強化。3、磨削的三個階段：初磨階段:由于工藝系統(tǒng)彈性變形，實際磨削深度小于進給量。穩(wěn)磨階段：實際磨削深度等于進給量。光磨階段：進給停止，由于工藝系統(tǒng)彈性恢復，實際磨削深度并不為零，增加磨削次數(shù)，磨削深度逐漸趨于零，工件的精度和表面質(zhì)量逐漸提高。磨削規(guī)律的應用在開始磨削時，采用較大的徑向進給量，壓縮初磨和穩(wěn)定階段，以提高生產(chǎn)效率；適當增長光磨時間，可更好地提高工件的表面質(zhì)量。4.

磨削力和磨削溫度1）磨削力的主要特征切向力Fc徑向力Fp軸向力Fa

★其中徑向力最大，直接影響工藝系統(tǒng)變形和加工精度。4.

磨削力和磨削溫度2）磨削熱磨削產(chǎn)生的高溫是產(chǎn)生磨削表面燒傷、殘余應力和表面裂紋的原因。表面燒傷：指磨削過程中磨削表面層金屬在高溫下產(chǎn)生相變，從而其硬度與塑性發(fā)生變化的現(xiàn)象。避免燒傷的措施：①合理選用砂輪（可選硬度較軟，組織疏松的砂輪）②合理選擇磨削用量（提高圓周進給速度和軸向進給量，減少工件與砂輪接觸時間。）③采用良好的冷卻措施（加大冷卻液流量）四、磨削加工類型與運動常用的磨削方法：外圓磨削平面磨削內(nèi)圓磨削成型磨削無心外圓磨削四、磨削加工類型與運動縱磨法磨外圓周邊磨削平面磨削的主運動m

/

s工件的切向進給運動VW

m/s

或m/min工件軸向進給運動fa

mm/r

或mm/st徑向進給量fr

mm1、外圓磨削主運動——砂輪旋轉(zhuǎn)進給運動——工件旋轉(zhuǎn)、移動吃刀運動——砂輪、工件的相對徑向移動工藝范圍：圓柱面、圓錐面、軸肩端面、球面、特殊形狀回轉(zhuǎn)面磨外圓視頻1、外圓磨削外圓磨削按不同的進給方向分為縱磨海參和橫磨法?？v磨法：磨外圓時，工件同時作圓周進給和沿軸向作縱向進給，每單行程或往復行程終了，砂輪作周期的橫向進給。（磨削力小，散熱條件好，運用廣泛）橫磨法：磨外圓時，工件不作縱向進給，砂輪以緩慢的速度連續(xù)或斷續(xù)地沿工件徑向作橫向進給。（砂輪寬度大于磨削寬度，適于成形磨削，一次行程完

成磨削加工全過程，效率高。磨削力大，磨削熱集中。）2、內(nèi)圓磨削主運動——砂輪旋轉(zhuǎn)進給運動——工件旋轉(zhuǎn)作圓周進給，工件或砂輪縱向往復移動和橫向進給運動。工藝范圍：通孔、盲孔、孔口端面磨內(nèi)孔視頻內(nèi)圓磨削特點：1、砂輪直徑小，容易磨鈍，需經(jīng)常修整和更換。2、為保證磨削速度，砂輪轉(zhuǎn)速要求高。3、砂輪軸細小，懸伸長度大，剛性差，磨削時易彎曲和振動，加工精度和表面粗糙度難于控制。2、內(nèi)圓磨削3、平面磨削周邊磨削：砂輪周邊為磨削工作面，接觸面小，發(fā)熱小，排屑及冷卻條件好，工件受熱變形小，砂輪磨損均勻，加工精度高，生產(chǎn)效率低。端面磨削：砂輪端面為磨削工作面，接觸面大，發(fā)熱多，排屑及冷卻條件差，工件受熱變形大，砂輪磨損不均勻，加工精度差，生產(chǎn)效率高。磨平面視頻4、無心磨削無心磨削是工件不定中心的磨削，有無心外圓磨削和無心內(nèi)圓磨削兩種。（1）工作原理工件放在砂輪和導輪之間，以被磨削表面為基準，支承在托板上。砂輪通過摩擦力帶動工件轉(zhuǎn)動，導

輪靠摩擦力旋轉(zhuǎn)，砂輪與工件間有很大的速度差而

產(chǎn)生磨削作用。工件中心須高出砂輪與導輪中心連

線，這樣工件與砂輪和導輪的接觸點不對稱，從而

使工件上的凸點在多次轉(zhuǎn)動中逐漸磨圓。無心外圓磨削1、砂輪；2、托板；3、導輪；4、工件；5、擋塊（2）磨削方式無心外圓磨有兩種方式：貫穿磨削法（縱磨法）和切入磨削法（橫磨法）。貫穿磨削：導輪軸線在垂直平面內(nèi)傾斜一個角度，工件從前面推入兩砂輪之間，在導輪與工件間的水平摩擦力的作用下，沿軸向移動，完成縱向進給。（適用于不帶凸臺的圓柱形工件，磨削長可大于或小于磨輪寬度，效率高。）切入磨削：將工件放在托板和導輪之間，使磨削砂

輪橫向切入進給，來磨削工件表面。導輪中心線需

偏轉(zhuǎn)一個很小的角度（約定30′）使工件在微小軸

向摩擦力的作用下緊靠擋塊，得到可靠的軸向定位。外圓無心磨削方法特點：工件不需打中心孔，支承剛性好，磨削余量小而均勻，生產(chǎn)率高，易實現(xiàn)自動化，適合成批生產(chǎn)；加工精度高，其中尺寸精度可達IT5-IT6，形狀精度也比較好，表面粗糙度Ra1.25-0.16μm

；不能加工斷續(xù)表面，如花鍵、單鍵槽表面。只能加工尺寸較小形狀簡單的零件。5.7