磨削加工方法措施一、磨削加工概述

磨削加工是一種利用砂輪或其他磨具對工件表面進行切削的精密加工方法。它廣泛應用于機械制造、模具加工、航空航天等領域，主要用于提高工件的尺寸精度、形狀精度和表面質量。磨削加工具有以下特點：

（一）加工精度高

磨削加工可以達到微米級的加工精度，適用于高精度零件的加工。

（二）表面質量好

磨削加工可以獲得光潔度較高的表面，減少后續(xù)加工的需求。

（三）適用范圍廣

磨削加工可以加工各種硬度材料，包括金屬、非金屬材料。

（四）效率較高

與手工加工相比，磨削加工效率更高，尤其適用于大批量生產。

二、磨削加工方法

磨削加工方法主要分為外圓磨削、內圓磨削、平面磨削和成形磨削等。

（一）外圓磨削

外圓磨削是磨削加工中最常見的類型，適用于圓柱形或圓錐形工件。

1.**中心磨削**

-安裝工件：將工件裝夾在磨床卡盤上，確保工件同心度。

-調整參數(shù)：設定砂輪轉速、工件轉速和進給速度。

-加工步驟：

(1)開啟磨床，進行粗磨。

(2)精磨至目標尺寸。

(3)檢查尺寸和表面質量。

2.**無心磨削**

-安裝工件：將工件放置在導輪和托板上，依靠導輪帶動工件旋轉。

-調整參數(shù)：設定導輪轉速、砂輪轉速和進給量。

-加工步驟：

(1)開啟磨床，進行初步磨削。

(2)逐步增加進給量，直至達到目標尺寸。

(3)停止磨削，檢查工件。

（二）內圓磨削

內圓磨削適用于圓柱形或圓錐形孔的加工。

1.**中心內圓磨削**

-安裝工件：將工件裝夾在磨床主軸上，確保同心度。

-調整參數(shù)：設定砂輪轉速、主軸轉速和進給速度。

-加工步驟：

(1)開啟磨床，進行粗磨。

(2)精磨至目標尺寸。

(3)檢查尺寸和表面質量。

2.**無心內圓磨削**

-安裝工件：將工件放置在夾具中，依靠夾具帶動工件旋轉。

-調整參數(shù)：設定夾具轉速、砂輪轉速和進給量。

-加工步驟：

(1)開啟磨床，進行初步磨削。

(2)逐步增加進給量，直至達到目標尺寸。

(3)停止磨削，檢查工件。

（三）平面磨削

平面磨削適用于工件表面的磨削加工。

1.**縱向磨削**

-安裝工件：將工件固定在工作臺上，確保平整。

-調整參數(shù)：設定砂輪轉速、工作臺進給速度。

-加工步驟：

(1)開啟磨床，進行粗磨。

(2)精磨至目標平面度。

(3)檢查平面度和表面質量。

2.**橫向磨削**

-安裝工件：將工件固定在工作臺上，確保穩(wěn)定。

-調整參數(shù)：設定砂輪轉速、工作臺橫向進給量。

-加工步驟：

(1)開啟磨床，進行粗磨。

(2)精磨至目標平面度。

(3)檢查平面度和表面質量。

（四）成形磨削

成形磨削適用于復雜形狀工件的磨削加工。

1.**成形砂輪**

-設計砂輪：根據(jù)工件形狀設計專用砂輪。

-安裝工件：將工件固定在夾具中。

-加工步驟：

(1)開啟磨床，進行初步磨削。

(2)調整進給量，直至達到目標形狀。

(3)檢查形狀和表面質量。

2.**數(shù)控成形磨削**

-編程：根據(jù)工件形狀編寫數(shù)控程序。

-安裝工件：將工件固定在工作臺上。

-加工步驟：

(1)啟動數(shù)控程序，進行自動磨削。

(2)檢查形狀和表面質量。

三、磨削加工措施

（一）砂輪選擇

1.**材料選擇**：根據(jù)工件材料選擇合適的砂輪材料，如氧化鋁、碳化硅等。

2.**粒度選擇**：粗加工選擇粗粒度，精加工選擇細粒度。

3.**硬度選擇**：軟材料選擇軟砂輪，硬材料選擇硬砂輪。

（二）冷卻潤滑

1.**冷卻液**：使用切削液進行冷卻潤滑，提高加工效率和表面質量。

2.**噴射方式**：采用高壓冷卻液噴射，確保冷卻效果。

（三）加工參數(shù)

1.**砂輪轉速**：根據(jù)磨削需求設定砂輪轉速，一般范圍為1000-3000rpm。

2.**進給速度**：根據(jù)工件材料和精度要求設定進給速度，一般范圍為0.01-0.1mm/rev。

3.**切削深度**：粗加工切削深度為0.1-0.5mm，精加工切削深度為0.01-0.05mm。

（四）工件裝夾

1.**卡盤裝夾**：確保工件同心度，避免振動。

2.**夾具裝夾**：對于復雜形狀工件，使用專用夾具確保穩(wěn)定性。

（五）安全措施

1.**防護眼鏡**：操作時佩戴防護眼鏡，防止砂輪碎片傷眼。

2.**防護罩**：使用防護罩遮擋磨削區(qū)域，防止飛濺物傷人。

3.**定期檢查**：定期檢查砂輪磨損情況，及時更換。

四、磨削加工質量檢測

（一）尺寸檢測

1.**卡尺**：使用游標卡尺檢測工件尺寸，精度可達0.02mm。

2.**千分尺**：使用千分尺檢測精密尺寸，精度可達0.001mm。

（二）表面質量檢測

1.**表面粗糙度儀**：檢測工件表面粗糙度，Ra值可達0.01μm。

2.**輪廓儀**：檢測工件表面輪廓，確保形狀精度。

（三）形位公差檢測

1.**三坐標測量機**：檢測工件的形位公差，精度可達0.01mm。

2.**激光干涉儀**：檢測工件的直線度和圓度，精度可達0.001μm。

**一、磨削加工概述**

磨削加工是一種利用砂輪或其他磨具（如砂帶、油石等）的切削作用，對工件表面進行去除材料的高精度、高表面質量加工方法。它通過砂輪上磨粒的切削、刻劃和拋光作用，實現(xiàn)對工件的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度的精確控制。磨削加工在機械制造、模具制造、工具刃具、航空航天、醫(yī)療器械等眾多領域得到了廣泛應用，是現(xiàn)代精密加工中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。

磨削加工具有以下顯著特點：

（一）加工精度和表面質量高

磨削加工能夠達到很高的尺寸精度（通?？蛇_IT5-IT1等級）和形狀精度（圓度、圓柱度、平面度等），并且能夠獲得非常低的表面粗糙度值（Ra值可達0.02μm以下）。這是其他加工方法（如車削、銑削）難以比擬的，尤其適用于高精度、高表面質量要求的零件最終加工。

（二）加工范圍廣

磨削加工可以加工多種材料，包括各種金屬材料（鋼、鑄鐵、有色金屬及其合金）、硬質合金、陶瓷、玻璃、石材等。加工的幾何形狀也極為多樣，如外圓、內孔、平面、曲面、齒輪、螺紋以及復雜成形表面等。

（三）切削效率相對較高

雖然單次切削的切削厚度較小，但由于磨粒同時參與切削，且磨削速度通常較高（砂輪線速度可達30-60m/s甚至更高），因此對于高硬度材料或大批量生產，磨削的金屬去除率可以相當可觀。

（四）工具（砂輪）相對經濟且易于修整

砂輪是一種消耗性工具，但其制造相對簡單，成本相對較低。更重要的是，砂輪可以根據(jù)加工需要設計制造，并且可以通過專用設備進行修整，方便調整磨削刃的形狀和密度，延長砂輪的使用壽命。

**二、磨削加工方法**

根據(jù)工件的形狀、精度要求和生產批量，磨削加工方法可以細分為多種類型。主要可分為外圓磨削、內圓磨削、平面磨削、無心磨削、成形磨削和特種磨削等。

（一）外圓磨削

外圓磨削是磨削加工中最基本和最常見的類型，主要用于圓柱形或圓錐形工件的表面加工。根據(jù)工件定位和進給方式的不同，主要分為中心磨削和無心磨削。

1.**中心磨削**

中心磨削是指工件的旋轉軸線由工件兩端的中心孔或頂尖支撐，磨削時主要依靠工件旋轉和砂輪沿工件軸線方向的進給來完成切削。中心磨削又可根據(jù)磨削時砂輪相對工件的位置分為縱磨和橫磨兩種方式。

（1）縱磨（縱向磨削）

縱磨是應用最廣泛的外圓磨削方式。其特點是在磨削過程中，砂輪沿著工件軸線方向作往復進給運動，同時工件作旋轉運動。砂輪則作高速旋轉的主運動。

***操作步驟：**

1.**工件裝夾與找正：**將工件裝夾在機床主軸的卡盤上。對于較長的工件或剛性較差的工件，為保證加工精度和防止振動，常使用中心架進行支撐。裝夾后，需檢查工件的旋轉精度（如徑向圓跳動、端面圓跳動），并通過千分表等工具檢查卡盤軸線與砂輪軸線的同軸度。

2.**砂輪修整：**根據(jù)工件材料和精度要求，選擇合適的砂輪。使用砂輪修整器對砂輪進行修整，以形成鋒利的磨削刃和要求的幾何形狀（如圓柱形）。修整后的砂輪需進行平衡。

3.**參數(shù)設定：**根據(jù)工件材料、硬度、磨削精度和表面質量要求，設定合理的磨削參數(shù)，包括：

*砂輪轉速（n）：通常根據(jù)機床說明書和砂輪材質選擇，一般在1000-3000rpm之間。

*工件轉速（nw）：需與砂輪轉速匹配，以保證最佳磨削效果和散熱。

*縱向進給量（fa）：指每次行程或每轉進給的距離，粗磨時取大值（如0.02-0.05mm/rev），精磨時取小值（如0.005-0.01mm/rev）。

*橫向進給量（fs）：指每次切入工件的深度，即磨削寬度，粗磨時取大值（如0.05-0.2mm），精磨時取小值（甚至為零，僅作光磨）。

*光磨行程次數(shù)：精磨后通常需要進行1-3次無橫向進給的光磨，以改善表面光潔度。

4.**冷卻潤滑：**開啟冷卻液系統(tǒng)，選擇合適的冷卻液種類（如乳化液、切削油）和噴射方式（內冷或外冷），確保磨削區(qū)域得到充分冷卻和潤滑，防止磨削區(qū)過熱，提高表面質量和延長砂輪壽命。

5.**啟動與磨削：**檢查確認所有參數(shù)和防護裝置到位后，啟動磨床。緩慢移動工作臺，使砂輪接觸工件，然后開始進給。觀察磨削情況，如聲音、溫度、表面狀況等，如有異常及時調整。

6.**測量與卸件：**磨削完成后，使用卡尺、千分尺、百分表等量具測量工件的尺寸、圓度和同軸度等精度指標。合格后，關閉機床，小心卸下工件。

（2）橫磨（橫向磨削）

橫磨的特點是砂輪不沿工件軸線進給，而是作往復短行程運動，同時工件作旋轉運動。每次行程末尾，砂輪沿工件軸線方向進給一個很小的距離（橫向進給量），如此反復，直至磨削到所需長度。橫磨效率較低，但能獲得較高的磨削精度和表面質量，常用于精磨、無心磨削前的預磨或加工短小工件。

***操作步驟：**與縱磨類似，主要區(qū)別在于縱向進給量的設定為零，主要通過多次橫向進給實現(xiàn)材料去除。砂輪修整要求更高，需保證砂輪寬度方向上的均勻性。冷卻潤滑同樣重要。

2.**無心磨削（無心外圓磨削）**

無心磨削是一種高效率、高精度的外圓磨削方法。其特點是不用中心孔或頂尖支撐工件，而是依靠工件本身的外圓表面作為定位基準，并依靠導輪和托板帶動工件旋轉和移動來進行磨削。

***工作原理與部件：**主要由砂輪、導輪（接觸工件外圓，提供圓周進給和旋轉動力）、托板（支撐工件端面，提供軸向進給）三個基本部分組成。工件放在砂輪和導輪之間，靠近砂輪的工件端面放在托板上。

***操作步驟：**

1.**工件放置與找正：**將工件輕輕放置在導輪和托板上，確保工件外圓與導輪軸線同心，且端面與導輪軸線垂直。工件的位置可以通過手動或自動調整托板的高度和導輪的壓力來實現(xiàn)。

2.**砂輪與導輪修整：**同中心磨削，根據(jù)要求修整砂輪和導輪。導輪通常需要修整成雙曲線形，以獲得最佳的圓度磨削效果。

3.**參數(shù)設定：**設定砂輪轉速、導輪轉速（導輪轉速通常低于砂輪轉速，兩者轉速比決定了工件的基本轉速）、導輪壓力、托板進給速度（軸向進給量）等。導輪壓力和托板進給速度是影響磨削精度和表面質量的關鍵參數(shù)。

4.**冷卻潤滑：**同中心磨削，確保磨削區(qū)充分冷卻潤滑。

5.**啟動與磨削：**啟動磨床，觀察工件在砂輪和導輪之間的運轉情況，如有卡滯或跳動應重新調整。開始托板的自動進給。無心磨削通常用于長徑比較大的工件，如軸承滾子、長軸等，尤其適合大批量生產。

6.**測量與卸件：**磨削完成后，測量工件尺寸和精度。停止進給，將工件從磨削區(qū)移出，卸下。

（二）內圓磨削

內圓磨削是指在工件內部進行的磨削加工，主要用于磨削圓柱孔、圓錐孔、臺階孔等。根據(jù)磨削時砂輪相對工件的位置和進給方式，可分為中心內圓磨削和無心內圓磨削。

1.**中心內圓磨削**

中心內圓磨削類似于中心外圓磨削，但加工空間受限，排屑和冷卻潤滑更為困難。

（1）**操作要點：**

***砂輪選擇：**由于孔的幾何限制，內圓磨削通常使用較窄的砂輪。砂輪的形狀（圓柱形、碗形、筒形）和直徑需根據(jù)孔的直徑和磨削方式選擇。砂輪的修整要求更高，以保證刃口鋒利和形狀準確。

***工件裝夾：**工件通常通過主軸上的卡盤或中心孔頂尖裝夾。對于長孔或剛性差的工件，可能需要使用專用夾具或中心架進行支撐，以減少變形和振動。

***參數(shù)設定：**砂輪轉速和工件轉速需根據(jù)機床和工件情況合理選擇。由于排屑困難，軸向進給量（縱向進給）通常比外圓磨削小，且不宜過大，以防堵塞。橫向進給量也需相應減小。冷卻潤滑至關重要，常采用內冷卻方式（通過主軸孔噴射冷卻液）。

***操作步驟：**裝夾工件->修整砂輪->設定參數(shù)->開啟冷卻液->啟動磨床進行磨削（先粗磨后精磨）->測量與卸件。

***注意事項：**內圓磨削時，砂輪磨損較快，需頻繁修整。操作者需注意觀察排屑情況和磨削聲音，防止切屑堵塞導致磨削燒傷或損壞砂輪。對于深孔磨削，需采用特殊的深孔磨削工藝和設備。

2.**無心內圓磨削**

無心內圓磨削是高效率、高精度磨削內孔的方法，尤其適用于長孔和批量生產。其原理與無心外圓磨削類似，但將砂輪、導輪和托板的位置進行軸向錯開，分別用于磨削內孔、提供旋轉動力和軸向進給。

***操作步驟：**工件放置（外圓靠在導輪上定位并旋轉，端面靠托板支撐）->修整砂輪和導輪->設定參數(shù)（砂輪/導輪轉速、托板進給速度）->冷卻潤滑->啟動磨削->測量與卸件。

（三）平面磨削

平面磨削用于磨削工件的平面，根據(jù)砂輪的形狀和相對工件的運動方向，主要分為用砂輪圓周表面磨削的縱磨法和用砂輪端面磨削的橫磨法。

1.**縱磨法（用砂輪圓周表面磨削）**

砂輪高速旋轉為主運動，工件沿砂輪軸線方向作往復進給運動，同時砂輪沿工件表面作緩慢的縱向進給運動。

***操作要點：**

***工件裝夾：**工件通常用電磁吸盤吸附在機床工作臺上。對于磁性材料工件，這種方法效率高、方便。對于非磁性材料或薄小工件，需使用專用夾具（如V形塊、平口鉗）。

***參數(shù)設定：**砂輪轉速、工件縱向進給量、橫向進給量（單次切入深度）。

***冷卻潤滑：**通常采用澆注式冷卻潤滑，冷卻液從噴嘴中均勻噴灑在磨削區(qū)域。

***操作步驟：**工件裝夾->修整砂輪->設定參數(shù)->開啟冷卻液->啟動磨床進行磨削（粗磨、精磨、光磨）->測量與取件。

***優(yōu)點：**能獲得較高的平面度和表面質量，適用于各種尺寸和硬度的平面。

***缺點：**效率相對較低，特別是對于大面積平面的首次粗磨。

2.**橫磨法（用砂輪端面磨削）**

砂輪端面作主運動，工件沿砂輪軸線方向作緩慢的往復進給運動。每次行程末，砂輪沿工件橫向進給一個小的距離。這種方法效率高，尤其適用于大面積平面的首次粗磨，但獲得的平面度和表面質量通常不如縱磨法。

***操作要點：**與縱磨法類似，但主要依靠砂輪端面進行切削。砂輪修整要求保證端面平坦。橫向進給量是關鍵參數(shù)，需根據(jù)磨削深度分多次進行。

***操作步驟：**工件裝夾->修整砂輪->設定參數(shù)（主要調整橫向進給）->開啟冷卻液->啟動磨床進行磨削（分多次橫向進給，最后可光磨）->測量與取件。

（四）成形磨削

成形磨削是用于加工具有復雜成形表面的工件，如凸輪、齒輪齒面、樣板、模具型腔等。其關鍵在于砂輪本身的形狀和輪廓必須與工件的加工表面形狀相反。

1.**成形砂輪磨削**

***方法：**通過精確制造或修整出特定形狀的砂輪，使其輪廓與工件待加工表面形狀一致或成一定比例關系。砂輪在磨削時作高速旋轉的主運動，同時沿復雜軌跡作進給運動（手動或靠成形機構自動完成）。

***要點：**砂輪制造或修整精度要求極高。加工前需對砂輪形狀進行嚴格檢測。適用于單件小批量或形狀復雜、精度要求高的工件。

2.**數(shù)控成形磨削（CNCFormGrinding）**

***方法：**采用數(shù)控磨床，通過編程控制砂輪架（及砂輪）按照預定軌跡運動，從而實現(xiàn)對復雜成形表面的精確磨削。砂輪通常為可調節(jié)或可更換的成型砂輪。

***要點：**

***程序編制：**根據(jù)工件的加工圖紙，編寫包含砂輪運動軌跡、速度、進給量等信息的加工程序。需要精確計算砂輪相對工件的位置和姿態(tài)。

***機床精度：**數(shù)控成形磨床本身需要具備高精度和良好的動態(tài)特性。

***砂輪修整：**需配備在線或離線的砂輪修整裝置，以補償砂輪磨損或修正程序誤差。

***應用：**廣泛應用于高精度、高復雜度模具（如塑料模、沖壓模）和航空航天等領域的精密零件加工。

（五）特種磨削

特種磨削是指針對特定材料或特殊要求的磨削加工方法，主要包括：

1.**高精度磨削：**如坐標磨削，在普通磨床基礎上增加精密測量和定位系統(tǒng)，實現(xiàn)對工件幾何形狀和位置關系進行高精度磨削。

2.**超硬材料磨削：**如立方氮化硼（CBN）磨削和金剛石磨削，用于加工硬度極高的材料（如硬質合金、陶瓷、復合材料等）。需要使用特殊的磨料、砂輪修整技術和冷卻條件。

3.**珩磨：**利用細粒度砂條（或油石）對已加工表面進行精加工，以獲得極高的表面質量和微小的Ra值。常用于精密軸承滾道、液壓閥孔等。

4.**研磨：**使用研磨劑（磨料與研磨液混合）和研具對工件表面進行精密加工，主要去除少量余量，獲得極高的尺寸精度和表面光潔度。屬于光整加工范疇。

**三、磨削加工措施**

為了確保磨削加工的質量、效率和安全性，需要采取一系列具體的加工措施，涵蓋砂輪選擇、冷卻潤滑、參數(shù)設定、工件裝夾、安全防護等多個方面。

（一）砂輪選擇與準備

砂輪是磨削加工的核心工具，其性能直接影響加工效果。

1.**材料選擇：**根據(jù)工件材料、硬度、磨削要求和被加工表面特性選擇合適的磨料（如氧化鋁、碳化硅、剛玉、微晶剛玉、立方氮化硼、金剛石等）。一般原則是：磨削軟材料可選較軟的磨料，磨削硬材料可選較硬的磨料；磨削韌性材料可選韌性較好的磨料，磨削脆性材料可選硬度稍低的磨料。

2.**粒度選擇：**磨粒的尺寸（粒度）影響磨削刃的密度和切削能力。粗粒度（粒號大）磨削效率高，適用于粗磨和去除大量余量；細粒度（粒號?。┠ハ魅忻?，能獲得更好的表面質量，適用于精磨。選擇時需綜合考慮加工效率和精度要求。

3.**硬度選擇：**砂輪硬度指磨粒從砂輪上脫落的難易程度。軟砂輪易脫落，適用于磨削軟材料或進行粗磨；硬砂輪不易脫落，適用于磨削硬材料或進行精磨。通常選擇比工件材料軟一些的砂輪。

4.**結合劑選擇：**結合劑將磨粒粘結成砂輪形狀。常用結合劑有陶瓷、樹脂、電鍍、橡膠等。不同結合劑影響砂輪的強度、韌性、導熱性等，需根據(jù)具體應用選擇。

5.**形狀與尺寸選擇：**根據(jù)加工部位選擇合適的砂輪形狀（如平形、碗形、筒形、杯形、碟形、菱形等）和尺寸（直徑、寬度）。形狀影響磨削角度和范圍，尺寸需適應機床和工件。

6.**砂輪修整：**新砂輪使用前和舊砂輪使用過程中都需要進行修整，以去除表面脫落的鈍化磨粒，暴露新的鋒利磨粒，并保持砂輪具有正確的幾何形狀（如外圓磨削用砂輪需修整成圓柱形）。修整質量直接影響磨削效果和效率。常用修整工具為金剛石滾輪。

7.**砂輪平衡：**高速旋轉的砂輪若不平衡，會產生劇烈振動，影響加工精度、表面質量，甚至損壞機床和砂輪。新砂輪和修整后的砂輪必須進行平衡檢驗，必要時進行動平衡。

（二）冷卻潤滑措施

冷卻潤滑是磨削加工中至關重要的一環(huán)，其作用包括：

1.**冷卻作用：**帶走磨削產生的熱量，防止工件磨削區(qū)過熱導致變形、燒傷、退火，防止砂輪因過熱而快速磨損或變質，延長砂輪和工件的使用壽命。

2.**潤滑作用：**減少磨削區(qū)的摩擦，降低磨削溫度，防止磨屑粘結在砂輪和工件表面，利于切屑排出，提高表面質量。

3.**沖刷作用：**將磨削產生的細小切屑和磨粒粉末沖走，避免劃傷已加工表面或堵塞砂輪。

4.**具體措施：**

***冷卻液種類選擇：**常用的冷卻液有乳化液（水基，冷卻效果好，成本低，但沖刷性稍差）、切削油（油基，潤滑性好，尤其適用于加工有色金屬和難加工材料，但成本高，不易清洗）。選擇時需考慮工件材料、磨削要求、環(huán)保要求和經濟性。

***冷卻液供給方式：**根據(jù)加工類型和機床結構選擇合適的供給方式。外圓、平面磨削常用澆注式（從噴嘴直接噴向磨削區(qū)）；內圓磨削常采用內冷卻（通過主軸孔或專用通道直接噴射到磨削區(qū)）；無心磨削有專門的導輪和托板冷卻裝置。確保冷卻液能夠充分、及時地到達磨削區(qū)域。

***冷卻液壓力與流量：**合理調整冷卻液的壓力和流量。通常，壓力和流量越大，冷卻潤滑效果越好，但也會增加能耗和機床負載。需根據(jù)實際情況優(yōu)化。

***冷卻液過濾與維護：**保持冷卻液清潔，定期過濾，及時更換，防止變質和污染。

（三）加工參數(shù)優(yōu)化

合理的加工參數(shù)是獲得高質量磨削效果的基礎。

1.**砂輪轉速（n）：**主要影響磨削區(qū)的切削速度。需根據(jù)機床性能、砂輪特性、工件材料等因素選擇，一般在1000-3500rpm之間。過高可能導致振動和燒傷，過低則效率低。

2.**工件轉速（nw）或線速度（vw）：**工件轉速與砂輪轉速匹配，影響實際切削速度和磨削溫度。需根據(jù)工件直徑、材料和磨削要求設定。對于外圓磨削，通常用工件直徑與砂輪直徑的比值來輔助確定。

3.**縱向進給量（fa）：**指工件每轉或每行程沿砂輪軸線方向移動的距離。是影響金屬去除率、表面粗糙度和磨削溫度的關鍵參數(shù)。粗磨時取大值，精磨時取小值，通常為0.01-0.1mm/rev。

4.**橫向進給量（fs）/切入深度：**指砂輪每次行程切入工件表面的深度。粗磨時取大值，精磨時取小值，甚至為零（光磨）。過大易導致振動、燒傷和砂輪快速磨損。

5.**光磨（光修）行程次數(shù)：**在精磨后，停止橫向進給，僅作縱向進給，進行1-3次光磨，有助于獲得更好的表面光潔度。光磨時通常不進給或進給量很小。

6.**參數(shù)優(yōu)化方法：**通常采用經驗公式、實驗法或基于模型的優(yōu)化方法來確定最佳參數(shù)組合。需要考慮效率、質量、成本和設備限制的綜合平衡。

（四）工件裝夾措施

工件的裝夾方式直接影響磨削精度、表面質量、加工效率和安全性。

1.**裝夾原則：**

***定位準確：**確保工件在磨削過程中位置穩(wěn)定、準確，符合機床的定位基準要求。

***支撐穩(wěn)固：**提供足夠的支撐力，防止工件在磨削力作用下產生振動或位移。

***夾緊可靠：**夾緊力要適當，既要保證工件位置不變，又要避免因夾緊力過大導致工件變形或表面損傷。

***夾緊合理：**盡量在工件的加工基準或對稱位置施夾，減少夾緊變形。

2.**常用裝夾方式：**

***卡盤裝夾（外圓、平面）：**適用于軸類、盤類零件。使用主軸卡盤（電磁卡盤、液壓卡盤、機械卡盤）。需注意卡爪與工件之間的接觸良好，并檢查工件的同軸度。

***中心架/托架支撐（外圓）：**用于長軸或剛性較差的工件，在工件中間或兩端增加支撐，提高剛性，減少熱變形。

***電磁吸盤裝夾（平面）：**適用于磁性材料工件，裝卸方便，效率高。需使用墊塊或找正塊確保工件定位準確。

***專用夾具（各種形狀）：**對于形狀復雜、精度要求高的工件，使用專門設計的夾具（如V形塊、平口鉗、模具夾具等）進行裝夾，可以保證最佳的定位和夾緊效果。

***無心磨削的裝夾：**利用工件外圓自身定位，通過導輪和托板支撐，裝卸方便快捷。

***內圓磨削的裝夾：**通過主軸卡盤、專用內孔夾具或中心孔頂尖進行裝夾。

3.**裝夾注意事項：**

*裝夾前檢查工件是否有毛刺、銹蝕或損傷。

*裝夾時動作輕柔，避免敲擊工件。

*檢查夾緊后的工件位置是否正確。

*對于薄壁件或易變形件，采用合理的裝夾方案和夾緊力，防止變形。

（五）安全防護措施

磨削加工存在砂輪碎片飛濺、高速旋轉部件、高溫、噪音等風險，必須嚴格遵守安全操作規(guī)程。

1.**個人防護：**

***防護眼鏡/面罩：**必須佩戴符合標準的防護眼鏡或防護面罩，以防止砂輪碎片、磨屑飛濺傷及眼睛或面部。面罩提供更全面的防護。

***防護服/手套：**佩戴耐磨防護服，長發(fā)需束起。操作時不宜佩戴手套，以防卷入旋轉部件。

***耳塞/耳罩：**長時間操作應佩戴耳塞或耳罩，降低噪音危害。

2.**設備防護：**

***砂輪防護罩：**磨床必須配備合格的砂輪防護罩，能有效遮擋砂輪工作區(qū)域，防止碎片飛出傷人。防護罩應牢固安裝，開啟方便。

***吸塵裝置：**配備吸塵系統(tǒng)，及時清除磨削產生的粉塵，改善工作環(huán)境，減少粉塵危害。

***安全聯(lián)鎖裝置：**機床應配備安全防護門聯(lián)鎖裝置，確保操作時防護門關閉，主軸才能啟動。

3.**操作規(guī)程：**

***砂輪檢查：**使用前必須檢查砂輪是否有裂紋、破損、燒傷等缺陷。新砂輪和修整后的砂輪必須進行靜平衡和動平衡。

***開機檢查：**啟動前檢查機床各部件是否正常，冷卻液是否通暢，安全防護裝置是否到位。

***禁止事項：**禁止在砂輪轉動時進行裝夾、測量工件或調整參數(shù)。禁止用手直接傳遞或搬運砂輪。禁止在砂輪附近嬉戲打鬧。

***修整操作：**使用砂輪修整器時，必須戴防護眼鏡和手套，站在砂輪側面，并緩慢接觸砂輪。修整后及時清理碎屑。

***運行監(jiān)控：**操作時集中精力，注意聽聲音、觀察振動和溫升情況，發(fā)現(xiàn)異常立即停機檢查。

***下班整理：**工作結束后，關閉機床電源，清理工作區(qū)域，清潔設備，將砂輪修整到合適狀態(tài)。

**四、磨削加工質量檢測**

磨削加工完成后，需要對工件的尺寸精度、幾何形狀精度和表面質量進行檢測，以確保滿足設計要求。常用檢測方法和工具包括：

（一）尺寸精度檢測

1.**游標卡尺：**用于檢測工件的長度、寬度、內外徑等尺寸。適用于中等精度要求的工件檢測。精度一般為0.02mm。

2.**千分尺：**用于檢測工件的內外徑、厚度等尺寸。適用于較高精度要求的工件檢測。精度可達0.01mm。

3.**指示表（百分表/千分表）：**配合量塊或V形塊、平臺等，用于檢測工件的幾何形狀誤差（如平面度、圓度、圓柱度）和位置誤差（如同軸度、平行度、垂直度）。指示表的精度通常為0.01mm或0.005mm。

4.**測微儀：**用于精密測量工件的內徑、深度等。精度較高。

5.**三坐標測量機（CMM）：**可對工件的復雜三維尺寸、形狀和位置關系進行全面、高精度的檢測。適用于高精度、復雜形狀工件的檢測。

（二）表面質量檢測

1.**表面粗糙度儀：**通過觸針掃描工件表面，測量表面輪廓，計算得出表面粗糙度參數(shù)（Ra,Rz等）。是檢測磨削表面光潔度的主要工具?？蓽y量Ra值從0.01μm到數(shù)十μm。

2.**干涉顯微鏡：**主要用于測量極低粗糙度的表面（納米級）和表面波紋度。

3.**輪廓儀：**可測量工件表面的三維輪廓信息，不僅可得到粗糙度參數(shù)，還能觀察表面的微觀形貌。

4.**視覺檢測系統(tǒng)：**對于某些特定形狀或缺陷（如劃痕、凹坑），可采用非接觸式的視覺檢測系統(tǒng)進行評估。

（三）形位公差檢測

1.**平板/平臺：**配合指示表，用于檢測平面度、直線度、平行度、垂直度等。

2.**V形塊：**配合指示表，用于檢測圓度、圓柱度。

3.**專用檢具：**對于特定零件（如軸、孔），可設計專用檢具進行綜合檢測。

4.**三坐標測量機（CMM）：**可精確測量工件的各項形位公差，是高精度形位檢測的主要手段?？蓹z測的項目包括直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度、面輪廓度、平行度、垂直度、傾斜度、同軸度、對稱度、位置度、全跳動、徑向跳動、軸向跳動等。

檢測時，應根據(jù)工件的圖紙要求選擇合適的檢測方法和工具，并在規(guī)定的條件下（如溫度、濕度）進行，以確保檢測結果的準確性和可靠性。對于批量生產，常采用統(tǒng)計過程控制（SPC）等方法對磨削過程和產品質量進行監(jiān)控。

一、磨削加工概述

磨削加工是一種利用砂輪或其他磨具對工件表面進行切削的精密加工方法。它廣泛應用于機械制造、模具加工、航空航天等領域，主要用于提高工件的尺寸精度、形狀精度和表面質量。磨削加工具有以下特點：

（一）加工精度高

磨削加工可以達到微米級的加工精度，適用于高精度零件的加工。

（二）表面質量好

磨削加工可以獲得光潔度較高的表面，減少后續(xù)加工的需求。

（三）適用范圍廣

磨削加工可以加工各種硬度材料，包括金屬、非金屬材料。

（四）效率較高

與手工加工相比，磨削加工效率更高，尤其適用于大批量生產。

二、磨削加工方法

磨削加工方法主要分為外圓磨削、內圓磨削、平面磨削和成形磨削等。

（一）外圓磨削

外圓磨削是磨削加工中最常見的類型，適用于圓柱形或圓錐形工件。

1.**中心磨削**

-安裝工件：將工件裝夾在磨床卡盤上，確保工件同心度。

-調整參數(shù)：設定砂輪轉速、工件轉速和進給速度。

-加工步驟：

(1)開啟磨床，進行粗磨。

(2)精磨至目標尺寸。

(3)檢查尺寸和表面質量。

2.**無心磨削**

-安裝工件：將工件放置在導輪和托板上，依靠導輪帶動工件旋轉。

-調整參數(shù)：設定導輪轉速、砂輪轉速和進給量。

-加工步驟：

(1)開啟磨床，進行初步磨削。

(2)逐步增加進給量，直至達到目標尺寸。

(3)停止磨削，檢查工件。

（二）內圓磨削

內圓磨削適用于圓柱形或圓錐形孔的加工。

1.**中心內圓磨削**

-安裝工件：將工件裝夾在磨床主軸上，確保同心度。

-調整參數(shù)：設定砂輪轉速、主軸轉速和進給速度。

-加工步驟：

(1)開啟磨床，進行粗磨。

(2)精磨至目標尺寸。

(3)檢查尺寸和表面質量。

2.**無心內圓磨削**

-安裝工件：將工件放置在夾具中，依靠夾具帶動工件旋轉。

-調整參數(shù)：設定夾具轉速、砂輪轉速和進給量。

-加工步驟：

(1)開啟磨床，進行初步磨削。

(2)逐步增加進給量，直至達到目標尺寸。

(3)停止磨削，檢查工件。

（三）平面磨削

平面磨削適用于工件表面的磨削加工。

1.**縱向磨削**

-安裝工件：將工件固定在工作臺上，確保平整。

-調整參數(shù)：設定砂輪轉速、工作臺進給速度。

-加工步驟：

(1)開啟磨床，進行粗磨。

(2)精磨至目標平面度。

(3)檢查平面度和表面質量。

2.**橫向磨削**

-安裝工件：將工件固定在工作臺上，確保穩(wěn)定。

-調整參數(shù)：設定砂輪轉速、工作臺橫向進給量。

-加工步驟：

(1)開啟磨床，進行粗磨。

(2)精磨至目標平面度。

(3)檢查平面度和表面質量。

（四）成形磨削

成形磨削適用于復雜形狀工件的磨削加工。

1.**成形砂輪**

-設計砂輪：根據(jù)工件形狀設計專用砂輪。

-安裝工件：將工件固定在夾具中。

-加工步驟：

(1)開啟磨床，進行初步磨削。

(2)調整進給量，直至達到目標形狀。

(3)檢查形狀和表面質量。

2.**數(shù)控成形磨削**

-編程：根據(jù)工件形狀編寫數(shù)控程序。

-安裝工件：將工件固定在工作臺上。

-加工步驟：

(1)啟動數(shù)控程序，進行自動磨削。

(2)檢查形狀和表面質量。

三、磨削加工措施

（一）砂輪選擇

1.**材料選擇**：根據(jù)工件材料選擇合適的砂輪材料，如氧化鋁、碳化硅等。

2.**粒度選擇**：粗加工選擇粗粒度，精加工選擇細粒度。

3.**硬度選擇**：軟材料選擇軟砂輪，硬材料選擇硬砂輪。

（二）冷卻潤滑

1.**冷卻液**：使用切削液進行冷卻潤滑，提高加工效率和表面質量。

2.**噴射方式**：采用高壓冷卻液噴射，確保冷卻效果。

（三）加工參數(shù)

1.**砂輪轉速**：根據(jù)磨削需求設定砂輪轉速，一般范圍為1000-3000rpm。

2.**進給速度**：根據(jù)工件材料和精度要求設定進給速度，一般范圍為0.01-0.1mm/rev。

3.**切削深度**：粗加工切削深度為0.1-0.5mm，精加工切削深度為0.01-0.05mm。

（四）工件裝夾

1.**卡盤裝夾**：確保工件同心度，避免振動。

2.**夾具裝夾**：對于復雜形狀工件，使用專用夾具確保穩(wěn)定性。

（五）安全措施

1.**防護眼鏡**：操作時佩戴防護眼鏡，防止砂輪碎片傷眼。

2.**防護罩**：使用防護罩遮擋磨削區(qū)域，防止飛濺物傷人。

3.**定期檢查**：定期檢查砂輪磨損情況，及時更換。

四、磨削加工質量檢測

（一）尺寸檢測

1.**卡尺**：使用游標卡尺檢測工件尺寸，精度可達0.02mm。

2.**千分尺**：使用千分尺檢測精密尺寸，精度可達0.001mm。

（二）表面質量檢測

1.**表面粗糙度儀**：檢測工件表面粗糙度，Ra值可達0.01μm。

2.**輪廓儀**：檢測工件表面輪廓，確保形狀精度。

（三）形位公差檢測

1.**三坐標測量機**：檢測工件的形位公差，精度可達0.01mm。

2.**激光干涉儀**：檢測工件的直線度和圓度，精度可達0.001μm。

**一、磨削加工概述**

磨削加工是一種利用砂輪或其他磨具（如砂帶、油石等）的切削作用，對工件表面進行去除材料的高精度、高表面質量加工方法。它通過砂輪上磨粒的切削、刻劃和拋光作用，實現(xiàn)對工件的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度的精確控制。磨削加工在機械制造、模具制造、工具刃具、航空航天、醫(yī)療器械等眾多領域得到了廣泛應用，是現(xiàn)代精密加工中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。

磨削加工具有以下顯著特點：

（一）加工精度和表面質量高

磨削加工能夠達到很高的尺寸精度（通?？蛇_IT5-IT1等級）和形狀精度（圓度、圓柱度、平面度等），并且能夠獲得非常低的表面粗糙度值（Ra值可達0.02μm以下）。這是其他加工方法（如車削、銑削）難以比擬的，尤其適用于高精度、高表面質量要求的零件最終加工。

（二）加工范圍廣

磨削加工可以加工多種材料，包括各種金屬材料（鋼、鑄鐵、有色金屬及其合金）、硬質合金、陶瓷、玻璃、石材等。加工的幾何形狀也極為多樣，如外圓、內孔、平面、曲面、齒輪、螺紋以及復雜成形表面等。

（三）切削效率相對較高

雖然單次切削的切削厚度較小，但由于磨粒同時參與切削，且磨削速度通常較高（砂輪線速度可達30-60m/s甚至更高），因此對于高硬度材料或大批量生產，磨削的金屬去除率可以相當可觀。

（四）工具（砂輪）相對經濟且易于修整

砂輪是一種消耗性工具，但其制造相對簡單，成本相對較低。更重要的是，砂輪可以根據(jù)加工需要設計制造，并且可以通過專用設備進行修整，方便調整磨削刃的形狀和密度，延長砂輪的使用壽命。

**二、磨削加工方法**

根據(jù)工件的形狀、精度要求和生產批量，磨削加工方法可以細分為多種類型。主要可分為外圓磨削、內圓磨削、平面磨削、無心磨削、成形磨削和特種磨削等。

（一）外圓磨削

外圓磨削是磨削加工中最基本和最常見的類型，主要用于圓柱形或圓錐形工件的表面加工。根據(jù)工件定位和進給方式的不同，主要分為中心磨削和無心磨削。

1.**中心磨削**

中心磨削是指工件的旋轉軸線由工件兩端的中心孔或頂尖支撐，磨削時主要依靠工件旋轉和砂輪沿工件軸線方向的進給來完成切削。中心磨削又可根據(jù)磨削時砂輪相對工件的位置分為縱磨和橫磨兩種方式。

（1）縱磨（縱向磨削）

縱磨是應用最廣泛的外圓磨削方式。其特點是在磨削過程中，砂輪沿著工件軸線方向作往復進給運動，同時工件作旋轉運動。砂輪則作高速旋轉的主運動。

***操作步驟：**

1.**工件裝夾與找正：**將工件裝夾在機床主軸的卡盤上。對于較長的工件或剛性較差的工件，為保證加工精度和防止振動，常使用中心架進行支撐。裝夾后，需檢查工件的旋轉精度（如徑向圓跳動、端面圓跳動），并通過千分表等工具檢查卡盤軸線與砂輪軸線的同軸度。

2.**砂輪修整：**根據(jù)工件材料和精度要求，選擇合適的砂輪。使用砂輪修整器對砂輪進行修整，以形成鋒利的磨削刃和要求的幾何形狀（如圓柱形）。修整后的砂輪需進行平衡。

3.**參數(shù)設定：**根據(jù)工件材料、硬度、磨削精度和表面質量要求，設定合理的磨削參數(shù)，包括：

*砂輪轉速（n）：通常根據(jù)機床說明書和砂輪材質選擇，一般在1000-3000rpm之間。

*工件轉速（nw）：需與砂輪轉速匹配，以保證最佳磨削效果和散熱。

*縱向進給量（fa）：指每次行程或每轉進給的距離，粗磨時取大值（如0.02-0.05mm/rev），精磨時取小值（如0.005-0.01mm/rev）。

*橫向進給量（fs）：指每次切入工件的深度，即磨削寬度，粗磨時取大值（如0.05-0.2mm），精磨時取小值（甚至為零，僅作光磨）。

*光磨行程次數(shù)：精磨后通常需要進行1-3次無橫向進給的光磨，以改善表面光潔度。

4.**冷卻潤滑：**開啟冷卻液系統(tǒng)，選擇合適的冷卻液種類（如乳化液、切削油）和噴射方式（內冷或外冷），確保磨削區(qū)域得到充分冷卻和潤滑，防止磨削區(qū)過熱，提高表面質量和延長砂輪壽命。

5.**啟動與磨削：**檢查確認所有參數(shù)和防護裝置到位后，啟動磨床。緩慢移動工作臺，使砂輪接觸工件，然后開始進給。觀察磨削情況，如聲音、溫度、表面狀況等，如有異常及時調整。

6.**測量與卸件：**磨削完成后，使用卡尺、千分尺、百分表等量具測量工件的尺寸、圓度和同軸度等精度指標。合格后，關閉機床，小心卸下工件。

（2）橫磨（橫向磨削）

橫磨的特點是砂輪不沿工件軸線進給，而是作往復短行程運動，同時工件作旋轉運動。每次行程末尾，砂輪沿工件軸線方向進給一個很小的距離（橫向進給量），如此反復，直至磨削到所需長度。橫磨效率較低，但能獲得較高的磨削精度和表面質量，常用于精磨、無心磨削前的預磨或加工短小工件。

***操作步驟：**與縱磨類似，主要區(qū)別在于縱向進給量的設定為零，主要通過多次橫向進給實現(xiàn)材料去除。砂輪修整要求更高，需保證砂輪寬度方向上的均勻性。冷卻潤滑同樣重要。

2.**無心磨削（無心外圓磨削）**

無心磨削是一種高效率、高精度的外圓磨削方法。其特點是不用中心孔或頂尖支撐工件，而是依靠工件本身的外圓表面作為定位基準，并依靠導輪和托板帶動工件旋轉和移動來進行磨削。

***工作原理與部件：**主要由砂輪、導輪（接觸工件外圓，提供圓周進給和旋轉動力）、托板（支撐工件端面，提供軸向進給）三個基本部分組成。工件放在砂輪和導輪之間，靠近砂輪的工件端面放在托板上。

***操作步驟：**

1.**工件放置與找正：**將工件輕輕放置在導輪和托板上，確保工件外圓與導輪軸線同心，且端面與導輪軸線垂直。工件的位置可以通過手動或自動調整托板的高度和導輪的壓力來實現(xiàn)。

2.**砂輪與導輪修整：**同中心磨削，根據(jù)要求修整砂輪和導輪。導輪通常需要修整成雙曲線形，以獲得最佳的圓度磨削效果。

3.**參數(shù)設定：**設定砂輪轉速、導輪轉速（導輪轉速通常低于砂輪轉速，兩者轉速比決定了工件的基本轉速）、導輪壓力、托板進給速度（軸向進給量）等。導輪壓力和托板進給速度是影響磨削精度和表面質量的關鍵參數(shù)。

4.**冷卻潤滑：**同中心磨削，確保磨削區(qū)充分冷卻潤滑。

5.**啟動與磨削：**啟動磨床，觀察工件在砂輪和導輪之間的運轉情況，如有卡滯或跳動應重新調整。開始托板的自動進給。無心磨削通常用于長徑比較大的工件，如軸承滾子、長軸等，尤其適合大批量生產。

6.**測量與卸件：**磨削完成后，測量工件尺寸和精度。停止進給，將工件從磨削區(qū)移出，卸下。

（二）內圓磨削

內圓磨削是指在工件內部進行的磨削加工，主要用于磨削圓柱孔、圓錐孔、臺階孔等。根據(jù)磨削時砂輪相對工件的位置和進給方式，可分為中心內圓磨削和無心內圓磨削。

1.**中心內圓磨削**

中心內圓磨削類似于中心外圓磨削，但加工空間受限，排屑和冷卻潤滑更為困難。

（1）**操作要點：**

***砂輪選擇：**由于孔的幾何限制，內圓磨削通常使用較窄的砂輪。砂輪的形狀（圓柱形、碗形、筒形）和直徑需根據(jù)孔的直徑和磨削方式選擇。砂輪的修整要求更高，以保證刃口鋒利和形狀準確。

***工件裝夾：**工件通常通過主軸上的卡盤或中心孔頂尖裝夾。對于長孔或剛性差的工件，可能需要使用專用夾具或中心架進行支撐，以減少變形和振動。

***參數(shù)設定：**砂輪轉速和工件轉速需根據(jù)機床和工件情況合理選擇。由于排屑困難，軸向進給量（縱向進給）通常比外圓磨削小，且不宜過大，以防堵塞。橫向進給量也需相應減小。冷卻潤滑至關重要，常采用內冷卻方式（通過主軸孔噴射冷卻液）。

***操作步驟：**裝夾工件->修整砂輪->設定參數(shù)->開啟冷卻液->啟動磨床進行磨削（先粗磨后精磨）->測量與卸件。

***注意事項：**內圓磨削時，砂輪磨損較快，需頻繁修整。操作者需注意觀察排屑情況和磨削聲音，防止切屑堵塞導致磨削燒傷或損壞砂輪。對于深孔磨削，需采用特殊的深孔磨削工藝和設備。

2.**無心內圓磨削**

無心內圓磨削是高效率、高精度磨削內孔的方法，尤其適用于長孔和批量生產。其原理與無心外圓磨削類似，但將砂輪、導輪和托板的位置進行軸向錯開，分別用于磨削內孔、提供旋轉動力和軸向進給。

***操作步驟：**工件放置（外圓靠在導輪上定位并旋轉，端面靠托板支撐）->修整砂輪和導輪->設定參數(shù)（砂輪/導輪轉速、托板進給速度）->冷卻潤滑->啟動磨削->測量與卸件。

（三）平面磨削

平面磨削用于磨削工件的平面，根據(jù)砂輪的形狀和相對工件的運動方向，主要分為用砂輪圓周表面磨削的縱磨法和用砂輪端面磨削的橫磨法。

1.**縱磨法（用砂輪圓周表面磨削）**

砂輪高速旋轉為主運動，工件沿砂輪軸線方向作往復進給運動，同時砂輪沿工件表面作緩慢的縱向進給運動。

***操作要點：**

***工件裝夾：**工件通常用電磁吸盤吸附在機床工作臺上。對于磁性材料工件，這種方法效率高、方便。對于非磁性材料或薄小工件，需使用專用夾具（如V形塊、平口鉗）。

***參數(shù)設定：**砂輪轉速、工件縱向進給量、橫向進給量（單次切入深度）。

***冷卻潤滑：**通常采用澆注式冷卻潤滑，冷卻液從噴嘴中均勻噴灑在磨削區(qū)域。

***操作步驟：**工件裝夾->修整砂輪->設定參數(shù)->開啟冷卻液->啟動磨床進行磨削（粗磨、精磨、光磨）->測量與取件。

***優(yōu)點：**能獲得較高的平面度和表面質量，適用于各種尺寸和硬度的平面。

***缺點：**效率相對較低，特別是對于大面積平面的首次粗磨。

2.**橫磨法（用砂輪端面磨削）**

砂輪端面作主運動，工件沿砂輪軸線方向作緩慢的往復進給運動。每次行程末，砂輪沿工件橫向進給一個小的距離。這種方法效率高，尤其適用于大面積平面的首次粗磨，但獲得的平面度和表面質量通常不如縱磨法。

***操作要點：**與縱磨法類似，但主要依靠砂輪端面進行切削。砂輪修整要求保證端面平坦。橫向進給量是關鍵參數(shù)，需根據(jù)磨削深度分多次進行。

***操作步驟：**工件裝夾->修整砂輪->設定參數(shù)（主要調整橫向進給）->開啟冷卻液->啟動磨床進行磨削（分多次橫向進給，最后可光磨）->測量與取件。

（四）成形磨削

成形磨削是用于加工具有復雜成形表面的工件，如凸輪、齒輪齒面、樣板、模具型腔等。其關鍵在于砂輪本身的形狀和輪廓必須與工件的加工表面形狀相反。

1.**成形砂輪磨削**

***方法：**通過精確制造或修整出特定形狀的砂輪，使其輪廓與工件待加工表面形狀一致或成一定比例關系。砂輪在磨削時作高速旋轉的主運動，同時沿復雜軌跡作進給運動（手動或靠成形機構自動完成）。

***要點：**砂輪制造或修整精度要求極高。加工前需對砂輪形狀進行嚴格檢測。適用于單件小批量或形狀復雜、精度要求高的工件。

2.**數(shù)控成形磨削（CNCFormGrinding）**

***方法：**采用數(shù)控磨床，通過編程控制砂輪架（及砂輪）按照預定軌跡運動，從而實現(xiàn)對復雜成形表面的精確磨削。砂輪通常為可調節(jié)或可更換的成型砂輪。

***要點：**

***程序編制：**根據(jù)工件的加工圖紙，編寫包含砂輪運動軌跡、速度、進給量等信息的加工程序。需要精確計算砂輪相對工件的位置和姿態(tài)。

***機床精度：**數(shù)控成形磨床本身需要具備高精度和良好的動態(tài)特性。

***砂輪修整：**需配備在線或離線的砂輪修整裝置，以補償砂輪磨損或修正程序誤差。

***應用：**廣泛應用于高精度、高復雜度模具（如塑料模、沖壓模）和航空航天等領域的精密零件加工。

（五）特種磨削

特種磨削是指針對特定材料或特殊要求的磨削加工方法，主要包括：

1.**高精度磨削：**如坐標磨削，在普通磨床基礎上增加精密測量和定位系統(tǒng)，實現(xiàn)對工件幾何形狀和位置關系進行高精度磨削。

2.**超硬材料磨削：**如立方氮化硼（CBN）磨削和金剛石磨削，用于加工硬度極高的材料（如硬質合金、陶瓷、復合材料等）。需要使用特殊的磨料、砂輪修整技術和冷卻條件。

3.**珩磨：**利用細粒度砂條（或油石）對已加工表面進行精加工，以獲得極高的表面質量和微小的Ra值。常用于精密軸承滾道、液壓閥孔等。

4.**研磨：**使用研磨劑（磨料與研磨液混合）和研具對工件表面進行精密加工，主要去除少量余量，獲得極高的尺寸精度和表面光潔度。屬于光整加工范疇。

**三、磨削加工措施**

為了確保磨削加工的質量、效率和安全性，需要采取一系列具體的加工措施，涵蓋砂輪選擇、冷卻潤滑、參數(shù)設定、工件裝夾、安全防護等多個方面。

（一）砂輪選擇與準備

砂輪是磨削加工的核心工具，其性能直接影響加工效果。

1.**材料選擇：**根據(jù)工件材料、硬度、磨削要求和被加工表面特性選擇合適的磨料（如氧化鋁、碳化硅、剛玉、微晶剛玉、立方氮化硼、金剛石等）。一般原則是：磨削軟材料可選較軟的磨料，磨削硬材料可選較硬的磨料；磨削韌性材料可選韌性較好的磨料，磨削脆性材料可選硬度稍低的磨料。

2.**粒度選擇：**磨粒的尺寸（粒度）影響磨削刃的密度和切削能力。粗粒度（粒號大）磨削效率高，適用于粗磨和去除大量余量；細粒度（粒號?。┠ハ魅忻埽塬@得更好的表面質量，適用于精磨。選擇時需綜合考慮加工效率和精度要求。

3.**硬度選擇：**砂輪硬度指磨粒從砂輪上脫落的難易程度。軟砂輪易脫落，適用于磨削軟材料或進行粗磨；硬砂輪不易脫落，適用于磨削硬材料或進行精磨。通常選擇比工件材料軟一些的砂輪。

4.**結合劑選擇：**結合劑將磨粒粘結成砂輪形狀。常用結合劑有陶瓷、樹脂、電鍍、橡膠等。不同結合劑影響砂輪的強度、韌性、導熱性等，需根據(jù)具體應用選擇。

5.**形狀與尺寸選擇：**根據(jù)加工部位選擇合適的砂輪形狀（如平形、碗形、筒形、杯形、碟形、菱形等）和尺寸（直徑、寬度）。形狀影響磨削角度和范圍，尺寸需適應機床和工件。

6.**砂輪修整：**新砂輪使用前和舊砂輪使用過程中都需要進行修整，以去除表面脫落的鈍化磨粒，暴露新的鋒利磨粒，并保持砂輪具有正確的幾何形狀（如外圓磨削用砂輪需修整成圓柱形）。修整質量直接影響磨削效果和效率。常用修整工具為金剛石滾輪。

7.**砂輪平衡：**高速旋轉的砂輪若不平衡，會產生劇烈振動，影響加工精度、表面質量，甚至損壞機床和砂輪。新砂輪和修整后的砂輪必須進行平衡檢驗，必要時進行動平衡。

（二）冷卻潤滑措施

冷卻潤滑是磨削加工中至關重要的一環(huán)，其作用包括：

1.**冷卻作用：**帶走磨削產生的熱量，防止工件磨削區(qū)過熱導致變形、燒傷、退火，防止砂輪因過熱而快速磨損或變質，延長砂輪和工件的使用壽命。

2.**潤滑作用：**減少磨削區(qū)的摩擦，降低磨削溫度，防止磨屑粘結在砂輪和工件表面，利于切屑排出，提高表面質量。

3.**沖刷作用：**將磨削產生的細小切屑和磨粒粉末沖走，避免劃傷已加工表面或堵塞砂輪。

4.**具體措施：**

***冷卻液種類選擇：**常用的冷卻液有乳化液（水基，冷卻效果好，成本低，但沖刷性稍差）、切削油（油基，潤滑性好，尤其適用于加工有色金屬和難加工材料，但成本高，不易清洗）。選擇時需考慮工件材料、磨削要求、環(huán)保要求和經濟性。

***冷卻液供給方式：**根據(jù)加工類型和機床結構選擇合適的供給方式。外圓、平面磨削常用澆注式（從噴嘴直接噴向磨削區(qū)）；內圓磨削常采用內冷卻（通過主軸孔或專用通道直接噴射到磨削區(qū)）；無心磨削有專門的導輪和托板冷卻裝置。確保冷卻液能夠充分、及時地到達磨削區(qū)域。

***冷卻液壓力與流量：**合理調整冷卻液的壓力和流量。通常，壓力和流量越大，冷卻潤滑效果越好，但也會增加能耗和機床負載。需根據(jù)實際情況優(yōu)化。

***冷卻液過濾與維護：**保持冷卻液清潔，定期過濾，及時更換，防止變質和污染。

（三）加工參數(shù)優(yōu)化

合理的加工參數(shù)是獲得高質量磨削效果的基礎。

1.**砂輪轉速（n）：**主要影響磨削區(qū)的切削速度。需根據(jù)機床性能、砂輪特性、工件材料等因素選擇，一般在1000-3500rpm之間。過高可能導致振動和燒傷，過低則效率低。

2.**工件轉速（nw）或線速度（vw）：**工件轉速與砂輪轉速匹配，影響實際切削速度和磨削溫度。需根據(jù)工件直徑、材料和磨削要求設定。對于外圓磨削，通常用工件直徑與砂輪直徑的比值來輔助確定。

3.**縱向進給量（fa）：**指工件每轉或每行程沿砂輪軸線方向移動的距離。是影響金屬去除率、表面粗糙度和磨削溫度的關鍵參數(shù)。粗磨時取大值，精磨時取小值，通常為0.01-0.1mm/rev。

4.**橫向進給量（fs）/切入深度：**指砂輪每次行程切入工件表面的深度。粗磨時取大值，精磨時取小值，甚至為零（光磨）。過大易導致振動、燒傷和砂輪快速磨損。

5.**光磨（光修）行程次數(shù)：**在精磨后，停止橫向進給，僅作縱向進給，進行1-3次光磨，有助于獲得更好的表面光潔度。光磨時通常不進給或進給量很小。

6.**參數(shù)優(yōu)化方法：**通常采用經驗公式、實驗法或基于模型的優(yōu)化方法來確定最佳參數(shù)組合。需要考慮效率、質量、成本和設備限制的綜合平衡。

（四）工件裝夾措施

工件的裝夾方式直接影響磨削精度、表面質量、加工效率和安全性。

1.**裝夾原則：**

***定位準確：**確保工件在磨削過程中位置穩(wěn)定、準確，符合機床的定位基準要求。

***支撐穩(wěn)固：**提供足夠的支撐力，防止工件在磨削力作用下產生振動或位移。