内圆磨床.doc

3.3.2 内圆磨床

普通内圆磨床是生产中应用最广的一种内圆磨床。图1—29所示为普通内圆磨床的磨削方法。图1—29a、b为采用纵磨法或切人法磨削内孔。图1—29c、d为采用专门的端磨装置，可在工件一次装夹中磨削内孔和端面。

4.3.1插齿原理及所需的运动

插齿原理类似一对圆柱齿轮相啮合，其中一个是工件，另一个是具有齿轮形状的插齿刀。可见插齿机也是按展成法原理来加工圆柱齿轮的。如图所示。
插齿刀实质上是一个端面磨有前角，齿顶及齿侧均磨有后角的齿轮，它的模数和压力角与被加工齿轮相同。齿廓曲线渐开线是在插齿刀刀刃多次相继切削中，由刀刃各瞬时位置的包络线所形成。
插齿机除了两个成形运动外，还需要一个径向切入运动。此外，为了减少切削刃的磨损，机床上还需要有让刀运动。

4.1.1齿轮加工机床的加工原理
(1)成形法
    成形法加工齿轮所采用的刀具为成形刀具，属于成形法的有铣齿、拉齿、冲齿、压铸、成形磨齿等。这种方法的优点是不需要专门的齿轮加工机床，可在通用机床上进行加工。而在实际生产中，每一种模数通常只配有八把一套或十五把一套的成形铣刀。每把刀具适应一定的齿数范围，这样加工出来的渐开线齿廓是近似的，加工精度低。且加工过程中需要周期分度，生产率低。常用于单件小批生产和加工精度要求不高的修配行业中。在大批量生产中，也有采用多齿廓成形刀具加工齿轮的内齿轮，但刀具制造复杂且成本较高。
(2)展成法
    展成法加工齿轮是应用齿轮的啮合原理进行的.属于展成法的有滚齿、插齿、梳齿、剃齿、研齿、珩齿、展成法磨齿等。用展成法加工齿轮的优点是，只要模数和压力角相同，一把刀具可加工任意齿数的齿轮。这种方法的加工精度和生产率较高，因而在齿轮加工机床中应用最为广泛。

4.2.1 滚齿原理
滚齿加工是依照交错轴螺旋齿轮啮合原理进行的。用齿轮滚刀加工齿轮的过程，相当于一对螺旋齿轮啮合的过程，如图所示。将其中的一个齿轮的齿数减少到几个或一个，螺旋角增大到很大，成蜗杆状，再开槽并铲背，使其具有切削性能，就成了齿轮滚刀。机床使滚刀和工件保持一对螺旋齿轮副啮合关系作相对旋转运动时，就可在工件上滚切出具有渐开线齿廓的齿槽。

滚齿时，切出的齿廓是滚刀切削刃运动轨迹的包络线。所以，滚齿时齿廓的成形运动是滚刀旋转运动和工件旋转运动组成的复合运动。再加上滚刀沿工件轴线垂直方向的进给运动，就可切出整个齿长。

前言：
用磨料磨具（砂轮、砂带、油石和研磨料）作为工具对工件进行磨削加工的机床统称为磨床。随着现代机械对零件质量要求的不断提高，各种高硬度材料的应用日益增多，而精度较高的毛坯可不经加工而直接由磨床加工成成品，因此磨床在金属切削加工机床中的比重不断上升。
一、       磨削加工及其分类
用磨料来切除工件多余的材料，使其在形状、精度和表面粗糙度等方面都合乎预定要求的加工方法，称为磨削加工。它是一种高速、多刃、微量的切削加工过程，涉及多种复杂因素。随着工业的发展，磨削加工正不断向自动化方向发展。
1、按磨削工具的类型分类，分为固定磨粒加工和游离磨粒加工两大种。通常所谓“磨削”，主要是指砂轮进行磨削，砂轮磨削是应用广泛、高质量和高生产率的加工方法。按加工对象的不同分为外圆、内圆、平面及成形磨削等。
2、按常用的砂轮磨削方式，旋转表面（内、外圆）按夹紧和驱动工件方法，可分为中心磨削和无心磨削；按进给方向相对于加工表面的关系，可分为纵向进给和横向进给磨削，按砂轮工作表面类型来分，分为周边磨、端面磨和周边一端磨，考虑磨削行程之后砂轮相对工件的位置又分为通磨和定程磨。
一、       磨削加工的特点
1、磨削效率高，砂轮相对工件做高速旋转一般砂轮线速度达到35米/秒（M/S），约为普通刀具的20倍以上，可获得较高的金属切除率。随着磨削新工艺的开发，磨削加工的效率进一步提高，在某些工序已取代了车、铣、刨削，直接从毛坯加工成形。
2、能获得很高的加工精度和很细的表面粗糙度，每粒磨粒切去切屑层很薄，一般只有几微米，因此表面可获得高的精度和低的表面粗糙度。
3、切削功率大和消耗能量多，砂轮是由许许多多的磨粒组成的，磨粒在砂轮中的分布是杂乱无章、参差不齐的，切削时多呈负前角，并且尖端有一定的圆弧半径，因此切削功率大，消耗能量多。
4、加工范围广，砂轮磨粒硬度高，热稳定性好，不但可以加工未淬火钢，铸铁和有色金属等材料，还可以加工淬火钢、各种切削刀具以及硬质合金等硬度很高的材料。
三、磨具的结构
所谓磨具，即用不同的结合剂，将磨料粘成一定的几何形状或膏状，用于磨削、抛光、研磨的工具。
磨具的结构一般是由磨料、结合剂、气孔三要素组成。磨料是构成磨具的主体，是磨具产生切削作用的根本因素，它是用来粘结磨粒的材料，能使磨具具有一定几何形状和强度。磨粒和结合剂之间的空隙，称为磨具的气孔。根据切削过程的需要，控制气孔的大小、多小及均匀性，能改善磨具的切削性，同时在磨削过程中气孔起到容屑、排屑和散热作用。
四、冷却液的作用
冷却液主要作用是降低磨削温度，改善加工表面质量，提高磨削效率，延长砂轮使用寿命。从提高磨削效果来看，冷却液应满足以下要求：
1、冷却作用
通过冷却液的热传导，能降低磨削区的温度，从而避免工件烧伤、变形、使测量工件的尺寸准确。
2．润滑作用
冷却液能渗入到磨粒与工件的接触面之间，并粘附在金属表面上形成润滑膜。减少和金属表面的直接接触，减轻摩擦和粘结现象，有利于提高工件表面的粗糙度和砂轮的寿命。
3、清洗排屑作用
可将磨屑和脱落的磨粒冲洗掉，避免工件表面烧伤。
4、防锈作用
在冷却液中加入防锈添加剂，能在金属表面形成保护膜，使工件、机床免受氧化，起到防锈作用。
除以上作用外，还要求冷却液无毒、无臭，不刺激皮肤，化学稳定好，不易变质，不产生泡沫、废液，易处理与再生，避免污染环境等。
五、磨削加工要点
1、采用成型砂轮磨削零件时，砂轮与零件的相对位置应有一定要求：砂轮需要随时修整，以保持形状正确
2、砂轮在修整和磨削时，横向位置不应改变。安装工具的位置与零件的位置相适应：以保持先后磨出的零件一致性。
3、整任何形状的砂轮（角度、圆弧或复杂型面），在使用金刚笔之前，均需用碳化硅砂条或实心碳精棒粗修。否则金刚笔耗太大，并由此而影响到修整圆弧的精度。修整时，进刀量要小，而且金刚笔的移动必须缓慢且均匀。
4、不采用单一的砂轮来进行各种形状的磨削。应使每一个砂轮固定在一种形状内使用，这样，可节省砂轮及金刚笔的损耗。
5、磨削时，应经常对砂轮进行不断地修整，以保证磨削心尺寸精度及形状。
七、加工过程的安全
（1）禁止戴手套操作机床。
（2）操作机床一定要戴好防护眼镜，以防尘屑可能造成的危险。
（3）工件和砂轮必须装夹牢固可靠，不可过量磨削。
（4）根据被加工材料选择合理进给量。
（5）清理机床和磁盘的尘屑要使用油扫。
（6）禁止使用风枪清理磨床。
（7）离开机床时应该即时关机。
六、量具的基本知识
在机器制造业中，为了保证产品的质量，要求在制造零件的过程中，严格按图纸上所规定的形状、尺寸的其它的技校术要求进行生产，生产的零件是否合格还必须进行测量检查。用来测量零件长度的角度的工具叫量具。具有传动机构的放大机构的测量工具叫做量仪，企业一般把量具和量仪统称为量具，根据量具的用途可分为以下三种基本类型。
1、标准量具：这类量具只代表某一固定尺寸，通常用来校对和调整其它量具、量仪或作为标准来与被测件比较，如量块、标准环规、角度规等都属于标准量具。
2、专用量具：这类量具不能测量零件和产品的实际尺寸，只能用来决定零件或产品的尺寸和形状是否合格，如塞规、卡板、圆弧样板等。
3、万能量具和量仪：这类量具、量仪一般都有刻度，它们的测量范围内，可以测量任何尺寸的零件或产品，测量的结果能直接得到具体的数值，如游标卡尺、百分尺，百分表等。
磨削加工中常用的量具有游标卡尺、百分尺，百分表、厚度规、高度尺等，还有用于批量生产的专用量具，如塞规、卡板等。