第8章磨削加工目錄工件的裝夾及磨削方法磨削實(shí)訓(xùn)概述磨床01概述1.磨削是一種用砂輪對(duì)工件表面進(jìn)行加工的精加工方法，在現(xiàn)代制造業(yè)中扮演著關(guān)鍵角色。2.其應(yīng)用范圍極為廣泛，涵蓋了平面、內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、溝槽、成形面（如復(fù)雜的花鍵、螺紋、齒輪等）的加工，以及各種刀具的刃磨，在機(jī)械制造、汽車、航空航天等行業(yè)都不可或缺。3.磨削加工精度可達(dá)IT6-IT5，能滿足高精度零件的制造需求；表面粗糙度Ra值可達(dá)0.8-0.1μm，可實(shí)現(xiàn)工件表面的高質(zhì)量光潔度。4.典型的磨削表面包括磨外圓、磨內(nèi)圓、磨平面、磨螺紋、磨齒輪齒形、磨花鍵等，每種加工都有其獨(dú)特的工藝要求和應(yīng)用場(chǎng)景。5.磨削運(yùn)動(dòng)形式豐富，砂輪高速旋轉(zhuǎn)作為主運(yùn)動(dòng)，提供切削動(dòng)力；工件繞自身軸線旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工件沿自身軸線往復(fù)完成縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，砂輪徑向切入工件完成橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)相互配合實(shí)現(xiàn)精確加工。磨削加工適用范圍1.磨削速度（m/s）是砂輪外圓的線速度，它直接影響磨削效率和加工質(zhì)量，較高的磨削速度能提高加工效率，但也對(duì)砂輪和設(shè)備性能提出更高要求。2.工件轉(zhuǎn)速（m/s），又稱圓周進(jìn)給量，是工件外圓的線速度，它與磨削速度相互匹配，共同決定加工的切削效果。3.縱向進(jìn)給量（mm/r）指工件每轉(zhuǎn)一周沿本身軸線方向移動(dòng)的距離，合理控制縱向進(jìn)給量能保證加工的均勻性和表面質(zhì)量。4.橫向進(jìn)給量（mm/dst）是工作臺(tái)每雙行程內(nèi)砂輪相對(duì)于工件橫向移動(dòng)的距離，也被稱為磨削深度，它對(duì)加工精度和效率有重要影響，過(guò)大的橫向進(jìn)給量可能導(dǎo)致加工質(zhì)量下降。01磨削要素1.砂輪由細(xì)小極硬磨粒用黏結(jié)劑黏結(jié)而成，形成多刀多刃的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)超高速切削，能夠?qū)Ω鞣N材料進(jìn)行高效加工。2.由于磨削速度高、切削力集中，會(huì)產(chǎn)生大量熱量，切削溫度高，因此需使用大量冷卻液來(lái)降低溫度，防止工件變形和燒傷，保證加工質(zhì)量。3.磨削不僅可加工一般金屬材料，還能加工硬度很高的材料，如淬火鋼、硬質(zhì)合金等，拓寬了加工材料的范圍。4.磨削能達(dá)到較高的加工精度和較低的表面粗糙度，加工表面質(zhì)量高，滿足對(duì)零件表面質(zhì)量要求苛刻的應(yīng)用場(chǎng)景。磨削的特點(diǎn)1.砂輪由磨粒、黏結(jié)劑、空隙三要素構(gòu)成，磨粒提供切削作用，黏結(jié)劑將磨粒黏結(jié)在一起，空隙則用于容屑和散熱。2.砂輪特性與磨料及粒度、黏結(jié)劑、組織、硬度等因素密切相關(guān)，這些因素的合理選擇決定了砂輪的性能和適用范圍。3.磨粒要求鋒利、堅(jiān)韌，剛玉（Al?O?）適于磨削鋼料及一般刀具，利用其硬度和韌性有效切削鋼材；碳化硅（SiC）適于磨削鑄鐵、青銅等脆性材料及硬質(zhì)合金刀具，能應(yīng)對(duì)脆性材料的加工挑戰(zhàn)。4.粒度表示磨粒大小，粒度號(hào)數(shù)愈大，顆粒愈小。粗顆粒用于粗加工和磨軟料，能快速去除大量材料；細(xì)顆粒用于精加工，實(shí)現(xiàn)高精度表面加工。5.黏結(jié)劑的作用是將磨粒黏結(jié)成各種形狀和尺寸，以適應(yīng)不同表面形狀和尺寸的加工，確保砂輪在不同加工場(chǎng)景下的有效性。6.砂輪硬度是指砂輪表面上的磨粒在外力作用下脫落的難易程度，磨粒黏結(jié)愈牢，砂輪硬度愈高，注意它與磨粒本身硬度是不同概念，合理選擇砂輪硬度對(duì)加工至關(guān)重要。7.砂輪特性代號(hào)包含形狀（如平面砂輪）、外徑×厚度×孔徑（mm）、磨料、粒度號(hào)、硬度、組織號(hào)、黏結(jié)劑、允許的磨削速度（如P400×40×127A60L5V35），這些信息完整描述了砂輪的特性，方便使用者選擇合適的砂輪。8.常用砂輪形狀有平面形、單面凹形、薄片形、簡(jiǎn)形、碗形、碟形、雙斜邊形等，每種形狀都針對(duì)特定的加工需求設(shè)計(jì)。9.砂輪使用前需檢查是否有裂紋，避免高速旋轉(zhuǎn)時(shí)破裂造成危險(xiǎn)；進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)，保證砂輪工作平穩(wěn)，提高加工精度。10.砂輪安裝時(shí)，將砂輪不緊不松套在軸上，在砂輪與法蘭盤(pán)間墊1-2mm厚彈性墊板，確保安裝牢固且能緩沖振動(dòng)。11.工作一段時(shí)間后，砂輪需用金剛石修整，恢復(fù)切削能力和正確幾何形狀，以保證持續(xù)穩(wěn)定的加工效果。砂輪02磨床1.外圓磨床分為普通外圓磨床和萬(wàn)能外圓磨床，普通外圓磨床主要用于磨削外圓柱面、外圓錐面；萬(wàn)能外圓磨床功能更強(qiáng)大，可磨削外圓柱面、外圓錐面、內(nèi)圓柱面、內(nèi)圓錐面及端面，通用性好，能滿足多種加工需求。2.M1420萬(wàn)能外圓磨床，M表示機(jī)床類代號(hào)，即磨床；1是組別代號(hào)，代表外圓磨床；4為系別代號(hào)，指萬(wàn)能磨床；20表示最大磨削直徑為200mm，通過(guò)編號(hào)可快速了解機(jī)床的基本信息和加工能力。3.該磨床由多個(gè)重要部件組成，床身是基礎(chǔ)支承件，承載砂輪架、工作臺(tái)、頭架、尾座及橫向滑鞍等，內(nèi)部為液壓油油池，為機(jī)床運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力和潤(rùn)滑；頭架用于安裝及夾持工件，帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，還能在水平面內(nèi)可逆時(shí)針轉(zhuǎn)90°，以適應(yīng)不同加工角度需求；內(nèi)圓磨頭架支承磨內(nèi)孔的砂輪主軸，主軸由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)孔磨削的獨(dú)立動(dòng)力供應(yīng)；砂輪架支承并傳動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)的砂輪主軸，裝在滑鞍上，可在水平面內(nèi)調(diào)整角度（±30°），用于磨削短圓錐面；尾座與頭架前頂尖一起支承工件，保證工件在加工過(guò)程中的穩(wěn)定性；工作臺(tái)分上下兩層，上工作臺(tái)可繞下工作臺(tái)在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)（±10°），用于磨削錐度不大的長(zhǎng)圓錐面，上工作臺(tái)裝頭架和尾座，隨工作臺(tái)沿床身導(dǎo)軌縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工件的進(jìn)給。4.外圓磨床多采用液壓傳動(dòng)，操作簡(jiǎn)單，工人能輕松掌握操作流程；傳動(dòng)平穩(wěn)，減少加工過(guò)程中的振動(dòng)，提高加工精度；可在較大范圍實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，滿足不同加工工藝對(duì)速度的要求。其工作臺(tái)縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)液壓傳動(dòng)原理圖包含溢流閥、換向手柄、擋塊、頭架、砂輪架、尾座、工作臺(tái)、床身、油缸、活塞、換向閥、油泵、轉(zhuǎn)閥、節(jié)流閥等部件，各部件協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動(dòng)控制。外圓磨床1.內(nèi)圓磨床主要用于磨削內(nèi)圓柱面、內(nèi)圓錐面及端面等，在機(jī)械制造中對(duì)于各類孔的加工起著關(guān)鍵作用。2.M2120內(nèi)圓磨床在生產(chǎn)中應(yīng)用最廣，M代表機(jī)床類代號(hào)（磨床），2是組別代號(hào)（內(nèi)圓磨床），1為系別代號(hào)（內(nèi)圓磨床），20表示最大磨削直徑為200mm，明確了機(jī)床的類型和加工能力。3.它由床身、工作臺(tái)、頭架、砂輪架、砂輪修整器、砂輪架溜板等組成。頭架裝在工作臺(tái)上，帶工作臺(tái)沿床身導(dǎo)軌縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工件的縱向進(jìn)給；頭架主軸由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)作圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，為磨削提供圓周方向的動(dòng)力；砂輪架裝磨削內(nèi)孔的砂輪主軸，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)磨削主運(yùn)動(dòng)；砂輪架沿滑鞍導(dǎo)軌作周期性橫向進(jìn)給（液壓或手動(dòng)），控制磨削深度。內(nèi)圓磨床1.平面磨床用于磨削工件上的平面，是平面加工的重要設(shè)備。2.以相關(guān)型號(hào)為例，M表示機(jī)床類代號(hào)（磨床），7是組別代號(hào)（平面及端面磨床），3為系別代號(hào)（臥軸矩臺(tái)平面磨床），30表示工作臺(tái)寬度的1/10，即300mm，通過(guò)編號(hào)可了解機(jī)床的基本類型和工作臺(tái)尺寸。3.M7130平面磨床由多個(gè)部件協(xié)同工作，床身支撐和連接磨床各部件，承載工作臺(tái)，內(nèi)部裝液壓手動(dòng)裝置；工作臺(tái)裝在床身導(dǎo)軌上，由液壓傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，行程由兩個(gè)撞塊控制，可用升降手輪調(diào)整，還可裝電磁吸盤(pán)或其他夾具裝夾工件，必要時(shí)工件可直接裝夾；磨頭裝砂輪，砂輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（主運(yùn)動(dòng)）由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，上部有燕尾導(dǎo)軌，與滑鞍水平燕尾導(dǎo)軌配合，由液壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)橫向間隙進(jìn)給（磨削用）或連續(xù)移動(dòng)（修整砂輪或調(diào)整位置用），橫向手輪用于手動(dòng)調(diào)整磨頭前后位置或?qū)崿F(xiàn)上述運(yùn)動(dòng)；滑鞍沿立柱導(dǎo)軌垂直運(yùn)動(dòng)，調(diào)整磨頭高低位置或?qū)崿F(xiàn)垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，可轉(zhuǎn)動(dòng)手輪實(shí)現(xiàn)；立柱與工作臺(tái)面垂直，上有兩條導(dǎo)軌，為磨頭和滑鞍的運(yùn)動(dòng)提供導(dǎo)向。平面磨床03工件的裝夾及磨削方法工件的裝夾1.頂尖裝夾是軸類零件常用的裝夾方式，磨床頂尖不隨工件轉(zhuǎn)動(dòng)，靠彈簧推力頂緊工件，能自動(dòng)控制松緊程度，保證工件在加工過(guò)程中的穩(wěn)定性和同軸度。2.磨削短工件外圓時(shí)，常用三爪或四爪卡盤(pán)裝夾，三爪卡盤(pán)能自動(dòng)定心，適用于圓形工件；四爪卡盤(pán)可單獨(dú)調(diào)整卡爪位置，適用于不規(guī)則形狀工件。3.盤(pán)、圈、套類空心工件常以內(nèi)孔定位磨削外圓時(shí)，采用心軸裝夾，心軸與工件內(nèi)孔緊密配合，保證外圓加工的精度和同軸度。磨削方法1.縱磨法操作時(shí)，工件轉(zhuǎn)動(dòng)并與工作臺(tái)一起直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，每一縱向行程或往復(fù)行程終了，砂輪按規(guī)定吃刀深度作一次橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；工件接近最終尺寸時(shí)，無(wú)橫向進(jìn)給再磨削幾次至火花消失。這種方法可用同一砂輪磨削長(zhǎng)度不同的工件，加工質(zhì)量好，但磨削效率低，適用于單件、小批量生產(chǎn)及精度要求高的工件。2.橫磨法（徑向磨削法、切入磨削法）操作時(shí)，工件無(wú)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，砂輪慢速連續(xù)或斷續(xù)向工件作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，直至消除磨削余量。該方法生產(chǎn)效率高，但精度較低，表面粗糙度較高，適用于短外圓表面及兩側(cè)有臺(tái)階的軸頸加工，能快速完成加工任務(wù)。外圓磨削工件的裝夾1.內(nèi)圓磨削多以外圓或端面為定位基準(zhǔn)，確保工件在磨削過(guò)程中的位置精度。2.常用的夾具包括三爪卡盤(pán)、四爪卡盤(pán)、花盤(pán)及彎板等，根據(jù)工件的形狀和加工要求選擇合適的夾具，保證裝夾的穩(wěn)定性和可靠性。磨削方法1.內(nèi)圓磨削方法分為縱磨法和橫磨法，操作方法和特點(diǎn)與外圓磨削相似?？v磨法加工質(zhì)量好，適用于高精度內(nèi)孔加工；橫磨法效率高，適用于批量生產(chǎn)中的內(nèi)孔加工。2.加工設(shè)備可選用內(nèi)圓磨床或萬(wàn)能外圓磨床，根據(jù)具體加工需求和設(shè)備條件進(jìn)行選擇。3.內(nèi)圓磨床上采用后接觸方式，砂輪與工件的接觸位置有利于內(nèi)孔的磨削加工；萬(wàn)能外圓磨床上采用前接觸方式，適應(yīng)不同的加工工藝要求。4.由于砂輪軸和砂輪直徑較小，易導(dǎo)致剛性差、生產(chǎn)率低、表面加工質(zhì)量不好，因此砂輪和砂輪軸盡可能選較大直徑，砂輪軸伸出長(zhǎng)度盡可能縮短，以提高加工精度和效率。內(nèi)圓磨削工件裝夾圓錐面磨削的裝夾方法同外圓、內(nèi)圓磨削，可根據(jù)工件的形狀、尺寸和加工要求選擇頂尖裝夾、卡盤(pán)裝夾或心軸裝夾等方式，確保工件在磨削過(guò)程中的穩(wěn)定性和位置精度。磨削方法1.轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)法操作時(shí)，上工作臺(tái)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)工件圓錐半角，使工件側(cè)母線與縱向往復(fù)方向一致，適用于磨削錐度較小、錐面較長(zhǎng)的工件，能通過(guò)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)精確的圓錐面加工。2.轉(zhuǎn)動(dòng)頭架法操作時(shí)，頭架轉(zhuǎn)動(dòng)工件圓錐半角，使工件側(cè)母線與縱向往復(fù)方向一致；角轉(zhuǎn)至90°時(shí)為端面磨削，適用于磨削錐度較大、錐面較短的工件，通過(guò)頭架的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)不同角度的圓錐面加工。3.轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪架法操作時(shí)，砂輪架轉(zhuǎn)動(dòng)工件圓錐半角，用砂輪橫向進(jìn)給加工，該方法精度不高，表面粗糙度值較大，較少使用，適用于磨削較長(zhǎng)工件上錐度較大且錐面較短的外錐面，在特定情況下發(fā)揮作用。檢驗(yàn)工具1.圓錐塞規(guī)用于檢驗(yàn)內(nèi)錐孔，通過(guò)將圓錐塞規(guī)插入內(nèi)錐孔，檢查其接觸情況和配合精度，判斷內(nèi)錐孔的加工質(zhì)量。2.圓錐環(huán)規(guī)用于檢驗(yàn)外錐體，將外錐體插入圓錐環(huán)規(guī)，檢查兩者的配合情況，確保外錐體的尺寸和形狀精度符合要求。圓錐面的磨削0102工件的裝夾1.常用方式是利用電磁吸盤(pán)工作臺(tái)吸住工件，操作簡(jiǎn)便，能快速裝夾工件，提高生產(chǎn)效率。2.對(duì)于鍵、薄壁套等尺寸小且壁薄工件，在工件四周或左右兩端用擋鐵圍住，避免磨削力作用彈出；裝夾前需擦凈電磁吸盤(pán)工作臺(tái)和工件，保證裝夾的可靠性和加工精度。磨削方法1.周磨法操作時(shí)，用砂輪周邊在臥軸矩形工作臺(tái)或臥軸圓形工作臺(tái)平面磨床上磨削，加工質(zhì)量好，效率低，適用于精磨，能實(shí)現(xiàn)高精度的平面加工。2.端磨法操作時(shí)，用砂輪端面在立軸矩形工作臺(tái)或立軸圓形工作臺(tái)平面磨床上磨削，磨削效率高，但磨削精度較低，適用于粗磨，能快速去除大量材料。平面磨削04磨削實(shí)訓(xùn)基本技能要求1.熟練掌握M1420和M7130磨床基本操作，包括開(kāi)車、停車、對(duì)刀等關(guān)鍵步驟，確保能夠安全、準(zhǔn)確地操作磨床。2.熟練掌握工件裝夾，根據(jù)工件的形狀和尺寸選擇合適的裝夾方式，保證裝夾牢固；掌握擋塊位置調(diào)整，精確控制工作臺(tái)的行程；正確使用量具測(cè)量尺寸，確保加工精度符合要求。3.熟練掌握磨削平面和外圓的基本操作方法，能夠根據(jù)加工要求選擇合適的磨削參數(shù)，保證加工質(zhì)量。4.按圖紙質(zhì)量要求，獨(dú)立操作磨床完成工件加工，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，解決實(shí)際加工中的問(wèn)題，提高實(shí)踐能力。磨削實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與要求開(kāi)車前準(zhǔn)備1.做好個(gè)人防護(hù)，整理工作服，確保穿著合適，不妨礙操作；戴防護(hù)眼鏡，保護(hù)眼睛免受磨削過(guò)程中飛濺的碎屑傷害；長(zhǎng)發(fā)盤(pán)入帽中，防止頭發(fā)卷入設(shè)備。2.檢查砂輪罩、行程擋塊是否完好緊固，確保設(shè)備的安全防護(hù)裝置正常工作；各操作手柄位置是否正確，避免誤操作；砂輪與工件保持一定距離，防止啟動(dòng)時(shí)碰撞；檢查油路系統(tǒng)是否正常，主軸等轉(zhuǎn)動(dòng)件潤(rùn)滑是否良好，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。3.工件安裝正確，夾持牢固，避免在加工過(guò)程中出現(xiàn)松動(dòng)，影響加工質(zhì)量和安全。1.操作者或其他人員不得站在砂輪可能飛出的方向，防止砂輪破裂時(shí)造成人員傷害。2.不能測(cè)量旋轉(zhuǎn)的工件尺寸，避免量具與工件碰撞，損壞量具和工件，同時(shí)保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。3.不能用手觸摸旋轉(zhuǎn)的工件和砂輪，防止手部受傷；不能用手清除磨屑，需用專用工具，避免手部被磨屑劃傷。4.砂輪啟動(dòng)進(jìn)給