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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,*,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,*,第五节 磨削的工艺特点及其应用,磨床,按加工用途不同可分为,外圆磨床,、,内圆磨床,和,平面磨床,等。,用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为,磨削,。,常用的磨具,有,固结磨具,(,如砂轮、油石等,),和,涂附磨具,(,如砂带、砂布等,),。,一、砂轮的特征要素,砂轮,是由一定比例的硬度很高的粒状磨料和结合剂压制烧结而成的多孔物体。,砂轮的性能主要取决于,砂轮的磨料、粒度、结合剂、硬度、组织及形状尺寸,等因素。这些因素称为,砂轮的特征要素,。,常用磨料代号、特性及适用范围,系别,名称,代号,主要,成分,显微硬度,（,HV,）,颜色,特性,适用范围,氧化,物系,棕刚玉,A,Al,2,O,3,91,96%,2200,2280,棕褐色,硬度高，韧性好，,价格便宜,磨削碳钢、合金钢、可锻,铸铁、硬青铜,白刚玉,WA,Al,2,O,3,97,99%,2200,2300,白色,硬度高于棕刚玉，,磨粒锋利，韧性差,磨削淬硬的碳钢、高速钢,碳化,物系,黑碳,化硅,C,SiC,95%,2840,3320,黑色,带光泽,硬度高于刚玉，性,脆而锋利，有良好,的导热性和导电性,磨削铸铁、黄铜、铝及非,金属,绿碳,化硅,GC,SiC,99%,3280,3400,绿色,带光泽,硬度和脆性高于黑,碳化硅，有良好的,导热性和导电性,磨削硬质合金、宝石、,陶瓷、光学玻璃、不锈钢,高硬,磨料,立方,氮化硼,CBN,立方,氮化硼,8000,9000,黑色,硬度仅次于金刚石，,耐磨性和导电性好，,发热量小,磨削硬质合金、不锈钢、,高合金钢等难加工材料,人造,金刚石,MBD,碳结,晶体,10000,乳白色,硬度极高，韧性很,差，价格昂贵,磨削硬质合金、宝石、陶,瓷等高硬度材料,1.,磨料,砂轮的磨料应具有很高的硬度、耐热性，适当的韧度和强度及边刃。,2.,粒度,（,1,）,以磨粒所能通过的筛网上每英寸长度上的孔数,作为粒度。,粒度,表示磨粒的大小程度。,粒度号为,4,240,号，粒度号越大，则磨料的颗粒越细。,（,2,）粒度号比,240,号还要细的磨粒称为,微粉,。,微粉的粒度用实测的实际最大尺寸,，并在前冠以字母,“,W,”,来表示。,粒度号为,W63,W0.5,，例如,W7,，即表示此种微粉的最大尺寸为,7m,5m,，,粒度号越小，微粉颗粒越细。,粒度的表示方法有两种：,（,1,）一般来说，粒度号越大，则加工表面的粗糙度越小，生产率越低。,（,4,）微粉则用于精磨、超精磨等加工。,粒度的大小主要影响加工表面的粗糙度和生产率。,粗加工宜选粒度号小,(,颗粒较粗,),的砂轮。,（,2,）通常情况下，磨软的材料应选颗粒较粗的砂轮；磨削脆而硬材料时，则选用较细的磨粒。,精加工则选用粒度号大,(,颗粒较细,),的砂轮；,粗磨时，加工余量较大，要求有较高的效率，为避免过度发热而烧伤，应选取粗粒度的砂轮。,精磨时，为获得较好的表面粗糙度及廓形精度，宜选用细粒度的砂轮。,磨削软而粘的材料时，为避免砂轮堵塞宜选取粗粒度的砂轮。,（,3,）当砂轮速度较高，砂轮与工件接触面积较大时，宜选取粗粒度砂轮。,为减少参加磨削的磨粒数，以免发热而烧伤。,种类,代号,性 能,用 途,陶瓷,V,耐热性、耐腐蚀性好、气孔率,大、易保持轮廓、弹性差,应用最广,，适用于,35m/s,的各种成,形磨削、磨齿轮、磨螺纹等,树脂,B,强度高、弹性大、耐冲击、坚,固性和耐热性差、气孔率小,适用于,50m/s,的高速磨削,，可制成,薄片砂轮，用于磨槽、切割等,橡胶,R,强度和弹性更高、气孔率小、,耐热性差、磨粒易脱落,适用于无心磨的砂轮和导轮、开槽和切,割,的薄片砂轮、抛光砂轮等,金属,M,韧性和成形性好、强度大、但,自锐性差,可,制造各种金刚石磨具,3.,结合剂,结合剂,是把磨粒粘结在一起组成磨具的材料。,砂轮的,强度,、,抗冲击性,、,耐热性,及,耐腐蚀性,，,主要取决于结合剂的种类和性质,。,4.,硬度,砂轮硬度,是指砂轮工作时，磨粒在外力作用下脱落的难易程度。（即结合剂对磨料黏结能力的大小。）,在同样的条件和一定外力作用下，,若磨粒很容易从砂轮上脱落，砂轮的硬度就比较低,(,或称为软,),；反之，砂轮的硬度就比较高,(,或称为硬,),。,砂轮的“自锐性”,砂轮的硬度,与,磨料的硬度,是两个完全不同的概念。,硬度相同的磨料可以制成硬度不同的砂轮，,砂轮的硬度主要决定于结合剂性质、数量和砂轮的制造工艺（即取决于结合剂的黏结强度）。,例如，结合剂与磨粒粘固程度越高，砂轮硬度越高。,砂轮上的磨粒钝化后，使作用于磨粒上的磨削力增大，从而促使砂轮表层磨粒自动脱落，里层新磨粒锋利的切削刃则投入切削，砂轮又恢复了原有的切削性能。砂轮的此种能力称为,“自锐性”,。,精磨、成形磨削时，应选用硬一些砂轮,，以保持砂轮的必要形状精度。,砂轮硬度的选用原则：,工件材料硬，应选用软砂轮,，,以便砂轮磨钝磨粒及时脱落，露出锋利的新磨粒继续正常磨削；,工件材料软,，,因易于磨削，磨粒不易磨钝，,砂轮应选硬一些。,粗磨时，应选用较软砂轮；,但对于,有色金属、橡胶、树脂等软材料磨削时,，,由于切屑容易堵塞砂轮，,应选用较软砂轮。,硬度,等级,大级,超软,软,中软,中,中硬,硬,超硬,小级,超软,软,1,软,2,软,3,中,软,1,中,软,2,中,1,中,2,中,硬,1,中,硬,2,中,硬,3,硬,1,硬,2,超,硬,代号,D,E,F,G,H,J,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,Y,砂轮的硬度等级及其代号,机械加工中常用砂轮硬度等级为,H,至,N,（软,2-,中,2,）。,砂轮的组织,是指砂轮中磨料、结合剂和气孔三者体积的比例关系。,磨料在砂轮总体积上所占的比例越大，则砂轮的组织越紧密,；反之，则组织越疏松。,砂轮的组织分为,紧密、中等、疏松,3,大类，细分,0,14,共,15,个组织号。组织号为,0,者，组织最紧密,，组织号为,14,者，组织最疏松。,砂轮组织的选择：,砂轮组织疏松,，有利于排屑、冷却，但容易磨损和失去正确的廓形。,组织紧密,，则情况与之相反，并且可以获得较小的表面粗糙度。,一般情况下采用,中等组织的砂轮,。精磨和成形磨用,组织紧密的砂轮,。磨削接触面积大和薄壁零件时，用,组织疏松的砂轮,。,5.,组织,常用砂轮形状、代号和用途,砂轮名称,代号,简图,主要用途,平行砂轮,1,外圆磨、内圆磨、平面磨、,无心磨、工具磨,薄片砂轮,41,切断及切槽,筒形砂轮,2,端磨平面,碗形砂轮,11,刃磨刀具、磨导轨,蝶形,1,号砂轮,12a,磨铣刀、铰刀、拉刀、磨齿轮,双斜边砂轮,4,磨齿轮及螺纹,杯形砂轮,6,磨平面、磨内圆、刃磨刀具,砂轮的形状和尺寸,是根据磨床类型、加工方法及工件的加工要求来确定的。,6.,砂轮的形状及尺寸,砂轮的特性均标记在砂轮的端面（侧面）上，其顺序是：,例如：,外径,300mm,，厚度,50mm,，孔径,75mm,，磨料为棕刚玉（,A,），粒度号为,60,，硬度为,L,（中软,2,），组织号为,5,，结合剂为陶瓷（,V,），最高工作线速度,35,m/s,的平行砂轮（,1,为平行砂轮）。,形状代号、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、线速度,7.,砂轮的特性要素及规格尺寸标志,其标记为：,砂轮,1-3005075-A60L5V-35m/s,（,GB2484-94,）。,二、磨削工艺的特点,1.,精度高、表面粗糙度小。,磨削时，砂轮表面有,极多的切削刃，并且刃囗圆弧半径较小,。,磨削所用的,磨床，比一般切削加工机床精度高，刚度及稳定性较好,，并且,具有微量进给机构,，可以进行微量切削，从而保证了精密加工的实现。,磨削时，,切削速度很高。,磨削可以达到高的精度和低的粗糙度：,一般,磨削精度,可达,IT7,IT6,，,表面粗糙度,R,a,值为,0.8m,0.2m,，当采用,小粗糙度磨削时，粗糙度,Ra,值可达,0.1m,0.008m,。,2.,砂轮有自锐作用,3.,背向磨削力,F,y,较大,砂轮由于本身的自锐性，,使得磨粒能够以较锋利的刃囗对零件进行切削，而无需换刀或重磨。,F,总磨削力，,F,z,磨削力，,F,y,背向磨削力，,F,x,进给磨削力。,在磨削时，背向磨削力,F,y,大于磨削力,F,z,。一般情况下,Fy,(1.5,3),Fz,，零件材料的塑性越小，,F,y,/,F,z,之值越大。,背向磨削力,F,y,不消耗功率，但它作用在工艺系统,(,机床,夹具,零件,刀具所组成的加工系统,),刚度较差的方向上，容易使工艺系统产生变形，影响零件的加工精度。,4.,磨削温度高,（,1,）磨削时的,切削速度高,，为一般切削加工的,10,20,倍。,（,2,）磨粒多为,负前角切削,，挤压和摩擦较严重，磨削时各阶段所消耗的能量绝大部分转化为热量。,高的磨削温度的不良影响：,（,1,）,容易烧伤零件表面,，使淬火钢件表面退火，硬度降低，,降低零件的表面质量和使用寿命。,原因：,（,2,）高温下，,零件材料将变软而容易堵塞砂轮,，这不仅影响砂轮的耐用度，也影响零件的表面质量。,（,3,）,砂轮本身的传热性很差,，大量的磨削热在短时间内传散不出去，在磨削区形成瞬时高温。,（,2,）冲洗砂轮的作用。,磨削时采用切削液的作用：,（,1,）冷却和润滑作用。,磨削时采用切削液的种类：,（,1,）,磨削钢件,时，广泛应用的切削液是,苏打水或乳化液,。,（,2,）,磨削铸铁、青铜等脆性材料时,，,一般,不加切削液，而用吸尘器清除尘屑,。,5.,表面变形强化和残余应力严重,及时修整砂轮，施加充足的切削液，增加光磨次数,，都可在一定程度上减少表面变形强化和残余应力。,三、磨削的应用,磨削可以加工的零件材料范围很广。,磨削可以加工,外圆面、内孔、平面、成形面、螺纹和齿轮齿形等各种各样的表面,，还常用于各种,刀具的刃磨,。,（,1,）既可以加工铸铁、碳钢、合金钢等,一般结构材料。,（,2,）也能够加工高硬度的淬硬钢、硬质合金、陶瓷和玻璃等,难切削的材料,。,（,3,）但是，磨削,不宜精加工塑性较大的有色金属零件。,（一）外圆磨削,外圆磨削一般在,普通外圆磨床,或,万能外圆磨床,上进行。,粗磨,外圆的尺寸精度可达,公差等级,IT8,IT7,，,表面粗糙度值,Ra,为,1.6m,0.8m,；,精磨,外圆的尺寸精度可达,公差等级,IT6,，,表面粗糙度值,Ra,为,0.4m,0.2m,。,（,1,）纵磨法,每次进给（吃刀深度）都很小，,全部磨削余量是在多次往复行程中完成的。,砂轮高速旋转,主运动,工件旋转,圆周进给运动,工件随工作台的往复直线运动,纵向进给运动,工作台每往复一次，砂轮沿磨削深度方向完成一次横向进给。,横向进给运动,1,、在外圆磨床上磨外圆,当,工件磨削接近最终尺寸时，应无横向进给光磨几次，,直到火花消失为止。,（,1,）,加工精度和表面质量较高，适应性强,，用同一砂轮可磨削直径和长度不同的工件。,纵磨法磨外圆的特点：,（,2,）,生产率低。,广泛用于单件、小批量生产及精磨，特别适用于磨削细长轴等刚性差的工件。,（,2,）横磨法（切入磨法）,砂轮高速旋转,主运动,工件旋转,圆周进给运动,砂轮作慢速连续的横向运动,横向进给运动,磨削时，工件不作纵向往复运动，砂轮作慢速连续地向工件作横向进给运动，直到磨去全部余量。,（,1,）,生产率高，,但由于砂轮与零件接触面积大，磨削力较大，发热量多，磨削温度高，,零件易发生变形和烧伤。,横磨法磨外圆的特点：,（,2,）,砂轮的修正精度以及磨钝情况，均直接影响到零件的尺寸精度和形状精度。,（,3,）,横磨法适用于成批及大量生产中，加工精度较低、刚性较好的零件。尤其是零件上的成形表面,，只要将砂轮修整成形，就可直接磨出，较为简便。,（,3,）深磨法,用较小的进给量，较大的背吃刀量，在一次行程中磨去全部余量
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