第二十五章磨削.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二十五章 磨削加工,一、磨具：,用结合剂或粘结剂将磨料按一定要求粘结而成的砂轮、油石、砂纸、砂带等，以及用油料水剂调合而成的研磨膏等用于磨削的工具统称为磨具。,按磨具的基本形态可分为：,固结磨具：,砂轮、砂瓦、磨头及油石等；,涂覆磨具：,砂纸、砂布、砂带等；,游离磨具,：研磨粉、研磨膏等。,第一节 砂轮,砂轮,：,砂轮是结合剂将将磨粒固结成一定形状的多孔体,。,包括磨粒、结合剂和气孔三要素组成。砂轮的切削性能取决于砂轮的特性。,砂轮的组成要素,包括磨料、粒度、结合剂、硬度和组织等。,1),磨料：,磨料是组成磨粒的材料，有天然磨料和人造磨料两大类。目前常采用人造磨料。磨料按其成分不同可分为有氧化物系、碳化物系和超硬磨料等。,氧化物系,（刚玉类）主要成分是,Al,2,O,3,，也称刚玉类，主要有棕刚玉（,A,），白刚玉（,WA,），铬刚玉（,PA,）。适宜磨削各种钢材；,碳化物系主,要成分是碳化硅、碳化硼，主要有绿色碳化硅（,GC,）和黑色碳化硅（,C,）。硬度比,Al,2,O,3,高，磨粒锋利，但韧性差，适于磨削脆性材料，如铸铁及硬质合金等。,超硬磨料,主要有人造金刚石（,MBD,）和立方氮化硼,CBN,及以此两者为主要成分的复合材料,适用范围见表,25-1.,2),粒度：,砂轮的粒度是指磨料颗粒的大小,.,粒度有两种表示方法。粒度的粗细影响磨削的生产率与表面粗糙度。,筛选法是以磨粒刚好能通过的筛网号来表示，以,#,加数字构成。这种方法用于区分制砂轮用的较大的磨粒。粒度号越大，表示砂轮磨粒的实际尺寸越小。如,46#.,当磨粒当直径小于,63um,时，用显微镜测量来区分，定义其直径为微粉号，以,W,加数字构成。如,W10,或,W40.,微粉号越大，则磨粒越粗。,磨粒：粗粒（,8#,至,24#,），中粒（,30#,至,46#,），细粒（,54#,至,100#,），微粒（,120#,至,240#,）,微粉：,W60,，,W40,，,W20,，,W7,，,W3.5,，,W0.5,等,3),结合剂：,结合剂的性能决定了砂轮的强度、耐冲击性、硬度及耐热等特性，对磨削质量和磨削温度也有一定影响。,陶瓷结合剂,V,：耐热、耐酸碱，脆性大,树脂结合剂,B,：强度高，耐热性差，不耐酸碱,橡胶结合剂,R,：强度高，弹性好，抛光作用好，耐热性差,5),硬度：,砂轮硬度是指砂轮工作时在外力作用下磨粒脱落的难易程度。,易脱落则砂轮硬度低；反之，砂轮硬度高。砂轮的硬度反映结合剂固结磨粒的牢固程度，影响切削质量和生产率。通常根据加工要求和工件材料选择砂轮的硬度。粗加工，硬材料选择软砂轮，精加工选择硬砂轮。,硬度等级：,D,、,E,、,F,、,G,、,H,、,J,、,K,、,L,、,M,、,N,、,P,、,Q,、,R,、,S,、,T,、,Y,，依次为超软，软，中软，中，中硬，硬，超硬。,4),组织：,表示砂轮中磨料、结合剂和气孔三者之间不同体积的比例关系，用磨料率或气孔率表示。磨粒率根据磨粒在砂轮中所占体积的百分比，气孔率指砂轮中气孔所占体积的多少；。砂轮可分为,0,至,14,组织号。组织号从小到大，磨料率从大到小，气孔率从小到大。组织号大小影响砂轮结构的松紧程度。组织号大，砂轮不易堵塞，磨削效率高，但不易保持形状。,二、砂轮的形状、尺寸与特性代号：,砂轮的代号印在砂轮的端面，其顺序是,形状、尺寸、磨料、粒度、硬度、组织、结合剂和允许的最高线速度。,砂轮,1-300*50*75 -A 60 L 5 V-35m/s,形状 参数 磨料（白刚玉）粒度 硬度 组织 结合剂 线速度,三、,SG,砂轮、人造金刚石和立方氮化硼砂轮,1,、,SG,砂轮：,SG,砂轮经特殊引晶凝胶系统烧结而成，带有革命性的新一代氧化铝磨料，具有硬度高，韧性好，锋利度强等优点。与普通刚玉磨料相比，,SG,具有磨耗比高，保形性强，工件表面加工质量好，砂轮修整量小，磨削效率高等优越性。因此磨除率高，磨削比大，成本高。,SG,砂轮特别适用于航空航天用合金、工具钢、淬火工件、硬铬、硬铸铁等 的磨削。因,SG,磨料价格较贵，通常,SG,可以根据不同场合的磨削要求，以一定比例同白刚玉（或其它刚玉磨料）进行混合制成砂轮，以达到磨削效果和砂轮成本的最佳组合目前常用的是,SG,与刚玉的混合，如,SG1,SG2,SG3,SG5,SG,砂轮等,.,2,、人造金刚石砂轮：,由磨料层，过渡层和基体三部分组成。,砂轮中金刚石的含量用浓度表示。常用浓度有,150%,，,100%,，,75%,，,50%,和,25%,。用 于磨削超高硬度的脆性材料。结合剂有金属（,M,）、树脂，陶瓷三种。,3,、立方氮化硼砂轮：,立方氮化硼粘在普通砂轮的表面。寿命为刚玉砂轮的,100,倍。用于磨削超硬的、高韧性的难加工钢材。适合高速和超高速磨削。不能采用普通水溶液做切削液。,普通磨削可以加工内外回转表面、平面、成形表面及刃磨刀具。普通磨削可以分为粗磨和精磨，精磨外表面的精度可达,IT6-5,精磨内表面的精度为,IT7-6,，表面粗糙度为,Ra0.4-0.2um,。,磨削加工的主运动是砂轮的高速旋转运动，进给运动根据加工表面的不同可分为直线进给、径向进给，横向进给，圆周进给运动等。,第二节 磨削类型、磨削运动和磨削加工特点,一、磨削类型和磨削运动,-,切削刃（磨粒）形状不规则，,-,磨削过程是切削、刻划与抛光作用的综合。磨削尺寸精度可达,IT7-IT5,表面粗糙度能达,Ra0.8-0.1um,。,-,磨削速度高，切削变形大，切削温度高，必须使用以冷却作用为主的切削液。,-,磨削同时工作的磨粒多，又是以负前角工作，所以径向切削力大，是主切削力的,1.5,至,3,倍。,二、磨削的特点,磨削进给运动：,外圆磨削：,工件旋转进给,工件相对砂轮轴向进给,砂轮径向进给,平面磨削：,工件纵向进给,砂轮相对工件轴向进给,砂轮径向进给,第三节 外圆磨削加工工艺,一、万能外圆磨床,床身、头架、尾架、工作台、砂轮架内圆磨头,二 外圆磨削加工工艺特点,磨外圆,在普通外圆磨床和万能外圆磨床上进行，具体方法有纵磨法和横磨法两种。,1,、磨外圆柱面,纵磨法：,工件纵向往复进给。表面粗糙度小，效率低，磨削精度好，适合于精磨及磨削较长工件。,横磨法：,工件没有纵向进给。表面粗糙度小，效率高，磨削精度低于纵磨法，适合于刚性较好长度较短的工件，或两侧都有台阶的轴颈。,2,、磨台阶面：,一次安装中同时磨削外圆和端面。磨削台阶面是为了减少砂轮与工件的接触面积，减小台阶面的表面粗糙度，避免工件表面烧伤，可将砂轮修整成凹陷的表面。,3,、磨外圆锥面扳转磨床工作台：,采用纵磨法，适于磨削锥度小而锥体长的工件,;,扳转磨床头架：,工件用三爪卡盘安装，采用纵磨法，适合磨削锥度大而锥体短的工件；,扳转磨床砂轮架：,采用横磨法，适合磨削锥度大而锥体短的表面。,第四节、无心磨削加工工艺,无心磨削是一种高生产率、易于实现自动化的磨削方式，适于成批、大量生产。表面粗糙度,Ra,值为,0.1-0.025um,。,一、无心磨削工作原理：,在无心磨床上进行,.,工件不用顶尖支承，而是工件置于砂轮与导轮之间的托板上，工件 的等加工表面就是定位基准。靠摩擦力带动工件旋转并向前推进。,砂轮和导轮的旋转方向相同，但由于磨削砂轮的圆周速度很大，通过切磨削力带动工件旋转，但导轮则依靠磨擦力限制工件旋转，使工件的圆周线速度基本上等于导轮的线速度，从而在磨削轮和工件间形成很大的速度差，产生磨作用。改变导轮的转速，便可调节工件的圆周进给速度。,无心磨削时，工件的中心必须高于磨削轮和导轮的中心连线，这样便有使工件与磨削砂轮和导轮间的接,触点,不可能对称，于是工件上某些凸起的表面在多次转动中能逐渐磨圆。如果托扳的顶面是水平的，而且调整得件中心与磨削砂轮和导轮的中心处于同一高度，当工件上有一凸起的点与导轮接触时，则凸起点的对面就被磨成一凹坑。工件回转,180,度后，凸起的点与磨削砂轮接触，此时凹坑正好与导轮相接触，凸起的点无法被磨平，工件外圆表面为一个棱圆。所以，工件中心高于砂轮和导轮的连心线是工件磨圆的关键，但高出的跑离不能太大，否则导轮对工件的和上垂直分力有可有引起工件跳动，影响加工表面质量，一般,h=(0.15-0.25)d,d,为工件直径。,无心磨削加工工艺特点,无心磨削的方法有贯穿法（纵磨法）和切入法（横磨法）。,贯穿法：,工件一个一个依次通过，磨削是连续进行的，生产效率较高，易于实现上料自动化。,切入法：,磨削时工件不穿过磨削区域。切入法除磨削外圆，还磨削带肩轴、外锥体和成形旋转体。,磨内圆,在内圆磨床和万能外圆磨床上进行。与磨外圆相比，磨内圆比磨外圆生产率低，加工精度和表面质量也较差。,第五节 内圆磨削工艺,磨孔方法：一般采用纵磨法，只有磨削长度较短，孔径较大的内圆时才采用横磨法。,纵磨时，,要求砂轮加长杆的刚性要好，磨削时超越工件口距离为砂轮宽度的,1/31/2,，否则会出现加工误差。越程太小，孔两端磨削的时间太短，磨出的孔径两端小，中间大。越程太长，则会造成喇叭口形状。,（,a,）,超越距离太短 （,b,）,超越距离太长,内圆磨削加工工艺特点,砂轮轴长，刚性差，易变形、振动，加工质量差,磨削内孔精度,IT8IT6,，,Ra0.80.4m,砂轮直径小，线速度低，磨削效率低,砂轮直径小，磨料切削次数多，磨损快,切削温度较高，冷却条件差,排屑困难，易堵塞砂轮,适应性好，可以加工硬材料，盲孔、阶梯孔等,一、平面磨削的形式：,在平面磨床上进行，有以下四种方式：,在矩形卧轴平面磨床磨平面,在圆台卧轴平面磨床磨平面,在矩形立轴平面磨床磨平面,在圆台立轴平面磨床磨平面,第六节 平面磨削工艺,目前应用比较广泛的是卧轴矩台和立轴圆台磨 床。,二、周磨和端磨,周磨：卧轴矩台，精度高,IT7IT6,，,表面质量好,Ra1.60.4m,，,用于精加工。,端磨：立轴圆台，加工精度低，表面质量差，但效率高，用于粗加工代替铣、刨。,l,三、平面磨削加工工艺特点,当磨削钢、铸铁等磁性材料时，使用磁性工作台安装，易保证平行度要求,;,当磨削非磁性材料时，工件装在平口钳中，平口钳安装在磁性工作台上；,当用磁性工作台磨削小件、薄壁件时，要将工件件跨在磁性工作台的绝磁层上，并在工件周围用面积较大的铁条围住。,用磁性工作台磨削垂直平面时，可分别采用导磁角铁、导磁,V,型铁和导磁角座装平工件。,第七 节 磨削新技术,磨削新技术包括高速磨削，深切缓进给磨削、镜面磨削和砂带磨削等。,一、高速磨削：,砂轮线速度提高到,45m/s,以上时则称为高速磨削。高速磨削可获得明显的技术经济效果，生产率一般可以提高,30%-100%,，砂轮耐用度提高,0.7-1,倍，工件表面粗糙度,Ra,值可以稳定地达到,0.8-0.4um,。目前实用的高速磨削速度在,80150m/s,之间,.,高速磨削的特点是：效率可大大提高,;,砂轮寿命高，径向力小，工件质量好。,高速磨削的条件：高速砂轮,;,高速磨床；自动上料，自动检测装置等。,二、深切缓进给深磨削：又称蠕动磨削。,切削深度约为普通磨削的,100-1000,倍，可达,3-30mm,，工件进给速度为,10,到,100mm/min,是普通磨削的千分之一到百分之一，是一种强力磨削方法。这种方法现在已经成功用于丝杠、齿轮、转子槽等沟槽齿槽，实现以磨,代铣。,特点：生产率高；砂轮轮廓易保持；磨削力大。,条件：采用顺磨；选用超软、组组织号大的砂轮；对磨床要求高。,三、镜面磨削,磨削表面粗糙度,Rz,达到,0.05,微米以下，表面呈镜面的磨削方法，称为镜面磨削。,条件：,要采用高精度的磨床，磨床要恒温，隔离安装；,使用铬刚玉、白刚玉、碳化硅混合磨料，粒度,W40,到,W7,，硬度,E,，,F,的弹性砂轮；,对前道工序的尺寸、形状、位置精度及表面粗糙度要求高。,磨削用量：,四、砂带磨削,:,利用砂带，根据加工要求以相应的接触方式对工件进行加工的方法称为砂带磨削,。,砂带由基体、结合剂和磨粒组成。,砂带磨削的主要特点：,设备简单；,效率高；,加工质量好；,除磨削外圆、内孔和平面外，还可磨削复杂成形面，不能磨削小直径深孔，盲孔、柱坑孔、阶梯外圆和齿轮待。；,五,.,宽砂轮与多砂轮磨削：,宽砂轮磨削和多砂轮磨削是用增大磨削宽度来提高磨削效率的。主要用于大批量生产中,尺寸精度可达,IT6,，,Ra,值可达,0.4um,。,小结：,砂轮的组成要素和代号,磨削加工类型和运动,常用磨法工艺及特点,了解磨削新技术,作业：,25-2,，,25-6,