第章 磨削加工技术.ppt

第7章 磨削加工技术 7.1 概述 7.2 砂轮 7.3 磨削加工方法 7.4 先进磨削方法 7．1 概述 磨削加工是用磨料磨具（如砂轮、砂带、油石、研磨料等）为工具在磨床上进行切削的一种加工方法，是零件精加工的主要方法之一。它的应用范围很广，不仅能加工一般材料，如钢、铸铁等，还可加工一般刀具难以加工的材料，如淬火钢、硬质合金、玻璃及陶瓷等。 磨床加工的工艺范围很宽，可磨削内外圆柱面、圆锥面、平面、齿轮齿廓面、螺旋面及各种成形面等，还可刃磨刀具和切断等。随着磨料磨具的不断发展，机床结构和性能的不断改进，以及高速磨削、强力磨削等高效磨削工艺的采用，磨削已逐步扩大到粗加工领域。选用小切削余量的毛坯，以磨代车（或镗、铣、刨），既节省原料，又节省工时，为机械加工的方向之一。 7．2 砂轮 7.2.1 概述 砂轮是磨削加工的主要工具，它是由磨料和结合剂构成的疏松多孔物体 。磨粒、结合剂和空隙是构成砂轮的三要素。随着磨料、结合剂及砂轮制造工艺的不同，砂轮特性差别很大，对磨削加工的精度及生产率等有着重要的影响,必须根据具体情况选用。 1．砂轮的特性 砂轮的特性由磨料、粒度、结合剂、硬度及组织等五个方面的因素决定。 1)磨料 磨料是制造砂轮的主要原料，在磨削中担负主要的切削工作。磨料必须具备高硬度、高耐热性、耐磨性和一定的韧性。如表7-1。 7．2 砂轮 表7-1 常用磨料的性能与用途 7．2 砂轮 2)粒度 表示磨料颗粒的大小。粒度号以每英寸筛网长度上筛孔的数目来表示，粒度号愈大，表示颗粒愈细。微细磨粒（微粉）用实际尺寸表示粒度粗细（63μm ），如W40表示它的基本颗粒尺寸为40～28μm，“W”表示微粉。砂轮的粒度对磨削加工生产率和工件表面质量影响较大。 一般来说，粗磨时，应选用粗粒度的砂轮，以保证较高的生产率；精磨时，选用细粒度砂轮，以减低磨削表面的粗糙度值；磨软而粘的材料，应选用粗粒度的砂轮，以防工作表面堵塞；磨削脆、硬材料，则应选用细粒度砂轮。粒度的选用如表7-2所示。 表7-2 粒度的选用 7．2 砂轮 3)结合剂 用于黏合磨粒，制成各种不同形状和尺寸的砂轮。结合剂的性能决定了砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性、耐热性和使用寿命。常用的结合剂有陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡胶结合剂和金属结合剂等，其中以陶瓷结合剂（使用90%）应用最广。结合剂的性能与用途如表7-3。 表7-3 结合剂的性能与用途 7．2 砂轮 4)硬度 砂轮的硬度是指在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度。如磨粒容易脱落，表明砂轮硬度低，反之则表明砂轮硬度高。砂轮的硬度与磨粒的硬度是两个不同的概念，硬度相同的磨粒，可以制成不同硬度的砂轮。 砂轮硬度的选择，对磨削质量、磨削效率和砂轮损耗都有很大影响。一般来说，磨削较硬的材料，应选用较软的砂轮；磨削较软的材料，应选用较硬的砂轮。磨削有色金属时，应选用较软砂轮，以免切屑堵塞砂轮；在精磨和成形磨削时，应选用较硬砂轮。 7．2 砂轮 5) 组织 砂轮的总体积是由磨粒、结合剂和气孔构成的，这三部分体积的比例关系，在工程中常称为砂轮的组织。 分别起：切削、容屑和冷却、粘接作用。 2．砂轮的形状 常用砂轮的形状、代号及主要用途如表7-6所示。 3．砂轮的平衡、安装与修整 1)砂轮的安装 由于砂轮工作时的转速很高，而砂轮的质地又较脆，因此，必须正确地安装砂轮，以免砂轮碎裂飞出，造成严重的设备事故和人身伤害。安装砂轮时，应根据砂轮形状、尺寸的不同而采用不同的安装方法。（P258图7-2） 表7-6 常用砂轮的形状代号及主要用途 7．2 砂轮 砂轮安装前必须仔细检查砂轮的外形，不允许砂轮有裂纹和损伤。装拆砂轮时必须注意压紧螺母的螺旋方向。在磨床上，为了防止砂轮工作时压紧螺母在磨削力的作用下自动松开，对砂轮轴端的螺旋方向作如下规定：逆着砂轮旋转方向拧螺母是旋紧，顺着砂轮旋转方向转动螺母为松开。 2）砂轮的平衡 砂轮的重心与旋转中心不重合称为砂轮的不平衡。在高速旋转时，砂轮的不平衡会使主轴振动，从而影响加工质量，严重时甚至使砂轮碎裂，造成事故。所以砂轮安装后，首先需对砂轮进行平衡调整。平衡砂轮是通过调整砂轮法兰盘上环形槽内平衡块的位置来实现的。 7．2 砂轮 3)砂轮的修正 新砂轮或使用过一段时间后,磨粒逐渐变钝，砂轮工作表面空隙被磨屑堵塞，最后使砂轮丧失切削能力。所以，砂轮工作一段时间后必须进行修整，以便磨钝的磨粒脱落，恢复砂轮的切削能力和外形精度。修正砂轮的常用工具是金刚笔。修理砂轮时，金刚笔相对砂轮的位置 ，以避免笔尖扎入砂轮，同时也可保持笔尖的锋利。 金刚笔 7．3 磨削加工方法 7.3.1 磨削加工特