磨具切削成形方法

1、關(guān)于磨具切削成形方法第一張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月磨床加工應(yīng)用磨床上可磨削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔、平面、齒輪齒廓面、螺旋面、各種成形面、刃磨刀具或切斷等。第二張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月基本知識 磨外圓時，主運動是砂輪的高速旋轉(zhuǎn)運動，進給運動是工件的緩慢圓周運動。磨平面時，主運動是砂輪的高速旋轉(zhuǎn)運動，進給運動是工件的往復直線運動和砂輪的沿軸線橫向移動。第三張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月一、磨削加工的特點與工藝范圍（一）磨削加工的特點1切削刃不規(guī)則 2背吃刀量小、加工質(zhì)量高3磨削速度快、溫度高 4磨削加工的適應(yīng)性強5砂輪具有自銳性 6徑向磨削分力大（二

2、）磨削加工的工藝范圍 磨削加工的應(yīng)用范圍非常廣泛，可以加工內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、平面、成形面和組合面等，如圖9-1所示。目前磨削主要用于對工件進行精加工，經(jīng)過淬火的工件及其它高硬度的特殊材料，幾乎只能用磨削來進行加工。另外，磨削也可以用于粗加工。 第四張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 磨削加工的應(yīng)用范圍非常廣泛，可以加工內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、平面、成形面和組合面等，如圖9-1所示。目前磨削主要用于對工件進行精加工，經(jīng)過淬火的工件及其它高硬度的特殊材料，幾乎只能用磨削來進行加工。另外，磨削也可以用于粗加工。 第五張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 磨削過程 比較凸出的和比較

3、鋒利的磨粒起切削作用 凸出高度較小或較鈍的磨粒起刻劃作用 磨鈍的或比較凹下的磨粒與工件表面產(chǎn)生滑擦，起摩擦拋光作用 比較鋒利且凸出的單個磨粒，其切削過程大致也可分為三個階段 第六張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 磨粒上的切削刃小，刃口的圓弧半徑rn更小，能切下很小的切屑。例如： 車刀的rn0.0120.032mm， 磨粒的rn0.0060.012mm。磨床自身的制造精度高。 所以磨削加工的工件尺寸精度高(IT7IT6)，形狀精度高，特別是能提高加工表面位置精度。 磨削過程中，在工件被加工的單位面積內(nèi)參加三、磨削的工藝特點1. 精度高、表面粗糙度小。第七張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于20

4、22年6月切削的刀刃多，使得工件的殘留面積高度小。因此加工的表面粗糙度小（Ra0.20.8）。2. 砂輪具有自銳性 磨削過程中，當磨粒磨鈍后會出現(xiàn)兩種情況：磨粒破碎和磨粒脫落，形成新的鋒利的磨粒，使磨削能夠正常進行，這種特性就是砂輪的自銳性。 砂輪的自銳性，并不能長時間保持，因為磨削是一種封閉式切削，切屑和碎磨粒會堵塞砂輪的孔隙，使砂輪是去切削力。第八張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月所以磨削一定的時間后砂輪需要修整。一般采用金剛石筆修整。3. 磨削速度高、磨削溫度高。 因此，磨削時可能造成工件表面燒傷、產(chǎn)生表面裂紋；不易加工低熔點金屬（鋁合金）。磨削一般應(yīng)加冷卻潤滑液。4. 磨削能加

5、工高硬度的工件。 磨削是目前加工高硬度工件和高硬材料的主要方法。外圓磨削速度：一般 3035m/s，高速50s/m；切削區(qū)內(nèi)的溫度：8001000第九張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月5. 磨削的背向磨削力Fp較大 Fp較大容易引起工件的變形。如下圖所示，磨削軸類零件。 所以在磨削時對剛性差、易變形的工件要采用一定的工藝措施，減小或消除變形。 6. 磨削的適應(yīng)性強，可加工各種類型的零件表面。第十張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 一、磨料與磨具 磨削(grinding)是用帶有磨粒的工具(砂輪、砂帶、油石等)對工件進行加工的方法第15章 磨具切削成形方法第十一張，PPT共五十八

6、頁，創(chuàng)作于2022年6月 砂輪 砂輪特性決定于 磨料,粒度,結(jié)合劑,硬度,組織及形狀尺寸。 （1）磨料 鋒利的形狀、高硬度和熱硬性、適當?shù)膱皂g性。 氧化物系（剛玉類，主要成份Al2O3）棕剛玉（A）韌，硬度低，磨碳素鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵；白剛玉（WA）韌性低、硬，磨淬火鋼、高速鋼、高碳鋼；鉻剛玉（PA）韌，硬度低，Ra小，磨高速鋼、不銹鋼等。 碳化物系（主要成份碳化硅、碳化硼）黑色碳化硅（C）韌性低、硬度高，磨鑄鐵、黃銅等脆材；綠色碳化硅(GC)韌性差、更硬，磨Y合金、陶瓷、玻璃等。 超硬磨料 人造金剛石（RJ）、立方氮化硼（CBN）。第十二張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 常用磨料

7、的性能及適用范圍高強度 人造金剛石 氮化硼 綠碳化硅 黑碳化硅 白剛玉 棕鋼玉 硬質(zhì)合金、寶石 700石墨化 乳白色 碳結(jié)晶體 D 硬質(zhì)合金、高速鋼 1300穩(wěn)定 高硬度黑色 立方氮化硼 CBN 高硬磨料類 硬質(zhì)合金等 綠色 SiC99% GC 鑄鐵、黃銅、非金屬材料 1500氧化 黑色 SiC95% C 碳化硅類 淬火鋼、高速鋼 白色 Al2O399% WA 碳鋼、合金鋼、鑄鐵 2100熔融 韌性好硬度大 褐色 Al2O395% TiO22%3% A 鋼玉類適用磨削范圍熱穩(wěn)定性 力學性能 顏色 主要成分 代號 材料名稱 第十三張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）粒度 以剛能通過的

8、那一號篩網(wǎng)的網(wǎng)號來表示磨料的粒度，如60 微粉：磨粒的直徑40um時，例如W20磨粒尺寸在2014um. 粗磨用粗粒度,精磨用細粒度;當工件材料軟，塑性大,磨削 面積大時，采用粗粒度，以免堵塞砂輪燒傷工件。（3）結(jié)合劑 陶瓷結(jié)合劑 化學穩(wěn)定性好、耐熱、耐腐蝕、價廉 90%，但脆性大，不宜制成薄片，不宜高速。 金屬結(jié)合劑（M）青銅、鎳等，強度韌性高，成形性 好，但自銳性差，適于金剛石、立方氮化。 砂輪安裝第十四張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 常用磨粒的粒度、尺寸及應(yīng)用范圍研磨、超精加工、鏡面磨削 107 53.5 W10W5 研磨、超精磨削 2014 1410 W20W14 珩磨、研

9、磨 4028 2820 W40W28 微粉 半精磨、精磨、珩磨 160125 5040 100280 粗磨半精磨、精磨 400315 200160 4680 荒磨、打毛刺 20001600 500400 1236 磨粒 應(yīng)用范圍 顆粒尺寸（m） 粒度號 類別 第十五張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月適用于金剛石砂輪 強度最高，導電性好，磨耗少，自銳性差 M 金屬 適用于切斷、開槽 強度較B高，更富有彈性，氣孔率小，耐熱性差 R 橡膠 適用于高速磨削、切斷、開槽等 強度較V高，彈性好，耐熱性差 B 樹脂 最常用，適用于各類磨削加工耐熱、耐蝕，氣孔率大，易保持廓形，彈性差 V 陶瓷 適用范

10、圍 性能 代號 結(jié)合劑 常用結(jié)合劑的名稱、代號、性能和適用范圍第十六張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 樹脂結(jié)合劑（B）強度高彈性好，耐沖擊，適于高速磨或切槽切斷等工作，但耐腐蝕耐熱性差(300)，自銳性好。 橡膠結(jié)合劑（R）強度高彈性好，耐沖擊，適于拋光輪、導輪及薄片砂輪，但耐腐蝕耐熱性差(200)，自銳性好。 （4）硬度 指砂輪工作時在磨削力作用下磨粒脫落的難易程度。 取決于結(jié)合劑的結(jié)合能力及所占比例，與磨料硬度無關(guān)。硬度高，磨料不易脫落；硬度低，自銳性好。 硬度分7大級(超軟、軟、中軟、中、中硬、硬、超硬)，16小級。砂輪結(jié)構(gòu)第十七張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 砂輪

11、硬度選擇原則： 磨削硬材，選軟砂輪；磨削軟材，選硬砂輪； 磨導熱性差的材料，不易散熱，選軟砂輪以免工件燒傷； 砂輪與工件接觸面積大時，選較軟的砂輪； 成形磨精磨時，選硬砂輪；粗磨時選較軟的砂輪。（5）組織 反映砂輪中磨料、結(jié)合劑和氣孔三者體積的比例關(guān)系，即砂輪結(jié)構(gòu)的疏密程度，分緊密、中等、疏松三類13級。 緊密組織 成形性好，加工質(zhì)量高，適于成形磨、精密磨削和強力磨削。 中等組織 適于一般磨削工作，如淬火鋼、刀具刃磨等。 疏松組織 不易堵塞砂輪，適于粗磨、磨軟材、磨平面、內(nèi)圓等接觸面積較大時，磨削熱敏感性強的材料或薄件。 第十八張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 砂輪硬度的選用原則是：

12、 工件材料越硬，應(yīng)選用越軟的砂輪。這是因為硬材料使磨粒磨損，需用較軟的砂輪以 使磨鈍的磨粒及時脫落。工件材料越軟，砂輪的硬度應(yīng)越硬，以使磨粒脫落慢些，發(fā)揮其 磨削作用。但在磨削有色金屬、橡膠、樹脂等軟材料時，要用較軟的砂輪，以便使堵塞處 的磨粒較易脫落，露出鋒銳的新磨粒。 半精磨與粗磨相比，需用較軟的砂輪；但精磨和成形磨削時，為了較長時間保持砂輪 輪廓，需用較硬的砂輪。大級名稱 超軟 軟 中軟中 中硬 硬 超硬 小級名稱 超軟1超軟2 超軟3 軟1軟2 軟3 中軟1 中軟2 中1 中2 中硬1中硬2 中硬3硬1 硬2 超硬代號 D E F G H J K L MN P Q R S T Y 砂輪

13、的硬度等級及代號第十九張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月有色金屬及塑料、橡膠等非金屬以及熱敏合金粗磨及磨削韌性大、硬度低的工件，適合磨削薄壁、細長工件，或砂輪與工件接觸面大以及平面磨削等 外圓、內(nèi)圓、無心磨及工具磨，淬硬工件及刀具刃磨等 重負載、成形、精密磨削，加工脆硬材料 適用 范圍 大氣孔疏松 中等 緊密 疏密程度 34 36 38 40 42 44 46 4850 52 54 56586062磨粒率/(%) 14131211109876543210組織號砂輪的組織號第二十張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月6）砂輪的標志方法 按GB248484規(guī)定，標志順序如下：磨具形狀、

14、尺寸、磨料、粒度、硬度、組織、結(jié)合劑和最高線速度。砂輪標志方法見示例： 第二十一張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十二張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十三張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月7)、砂輪的修整 磨損表現(xiàn)為磨耗磨損和破碎磨損。自銳性有限，應(yīng)及時 修整，保證砂輪有合理使用壽命，否則引起振動、Ra值增大、表面燒傷或裂紋等。 砂輪修整除用于磨損砂輪外，還用于以下場合： 砂輪被切屑堵塞； 部分工材粘結(jié)在磨粒上； 砂輪廓形失真； 精密磨中的精細修整等。常用修整工具是單顆粒金剛石。修整用量包括修整導程Fx(磨粒平均尺寸)和修整深度ap(粗磨0.010.03mm)

15、,修整時應(yīng)使用充足的切削液。第二十四張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月端面磨輪砂輪平衡第二十五張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 二 磨床 1 磨床 磨床是用磨料磨具(砂輪,砂帶,油石和研磨料)為工具進行切削加工的機床。廣泛用于零件的精加工,尤其是淬硬鋼件,高硬度特殊材料及非金屬材料(如陶瓷)的精加工。 磨床種類很多,其主要類型有:外圓磨床,內(nèi)圓磨床,平面磨床,工具磨床，刀具和刃具磨床及各種專門化磨床.如曲軸磨床、凸輪磨床、齒輪磨床、螺紋磨床等。此外還有珩磨機,研磨機和超精加工機床等。第二十六張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十七張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022

16、年6月 1.1 外圓磨床 主要用于磨削內(nèi),外圓柱和圓錐表面,也能磨階梯軸的軸肩和端面,可獲得IT6-IT7及精度Ra在1.25-0.08m之間。 外圓磨床的主要類型有：普通外圓磨床、萬能外圓磨床，無心外圓磨床、寬砂輪外圓磨床和 端面外圓磨床等 。 主參數(shù): 最大磨削直徑。 萬能型外圓磨床加工各種典型表面時，機床各部件的相對位置關(guān)系和所需要的各種運動： 磨外圓砂輪的旋轉(zhuǎn)運動N砂；磨內(nèi)孔砂輪的旋轉(zhuǎn)運動N內(nèi)；工件旋轉(zhuǎn)運動N周；工件縱向往復運動F縱；砂輪橫向進給運動f橫（往復縱磨時是周期的間歇運動；切入磨削時 是連續(xù)進給運動）。此外，機床還有兩個輔助運動：砂輪架的橫向快速進退運動；尾架套筒的伸縮移動。

17、 第二十八張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十九張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月液壓傳動概念第三十張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月液壓傳動原理 工作原理：油泵經(jīng)濾油器將油從郵箱中吸出，變?yōu)楦邏河?，?jīng)轉(zhuǎn)閥、節(jié)流閥，輸入油缸的右腔，推動活塞、活塞桿及工作臺向左移動。油缸左腔的油經(jīng)換向流入郵箱。當工作臺移動至行程終點時固定在工作臺前側(cè)面的右行程擋塊，自右向左推動換向手柄，并連同換向閥的活塞桿和活塞一起向左移至虛線位置。于是高壓油則流入油杠的左腔，使工作臺返回。油杠右腔的油也經(jīng)換向閥流回郵箱。如此反復循環(huán)，從而實現(xiàn)了工作臺的縱向往復運動。第三十一張，PPT共五十八頁，創(chuàng)

18、作于2022年6月 1.2 無心外圓磨床 工作原理 工件放在砂輪和導軌之間,由托板支撐進行磨削。而由工件的被磨削外圓面作為定位面； 導輪是用樹脂或橡膠為粘結(jié)劑制成的剛玉砂輪 ，不起磨削作用，它與工件之間的磨擦系數(shù)較大，靠摩擦力帶動工件旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)圓周進給運動 ； 導輪的線速度在1050m/min范圍內(nèi)。砂輪的轉(zhuǎn)速很高，從而在砂輪和工件間形成很大的相對速度，即磨削速度； 為了避免磨削出棱圓形工件，工件的中心應(yīng)高于磨削砂輪與導輪的中心連線（高出工件直徑的1525%），使工件和導輪、砂輪的接觸相當于是在假想的V形槽中轉(zhuǎn)動，工件的凸起部分和V形槽兩側(cè)的接觸不可能對稱，這樣使工件在多次轉(zhuǎn)動中，逐步磨圓。

19、第三十二張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十三張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十四張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月無心外圓磨削示意圖1工件 2磨削輪 3托板 4導論 無心外圓磨床上磨削第三十五張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 無心外圓磨床與外圓磨床相比,具有以下優(yōu)點: 生產(chǎn)率高(無須打中心空,且裝夾省時),所以多用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)； 磨削表面尺寸精度,幾何形狀精度較高,表面粗糙度Ra??； 能配上自動上料機構(gòu),實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。內(nèi)圓磨床第三十六張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 1.3 內(nèi)圓磨床 用于磨圓柱孔和圓錐孔, 主參數(shù)是最大磨削內(nèi)孔

20、直徑。 主要類型 普通內(nèi)圓磨床、無心內(nèi)圓磨床、行星內(nèi)圓磨床及專用內(nèi)圓磨床。 砂輪主軸部件是內(nèi)圓磨床的關(guān)鍵部分。 應(yīng)用較普遍的中型內(nèi)圓磨床砂輪主軸，轉(zhuǎn)速一般在10,00020,000r/min左右，常由普通的交流異步電動機經(jīng)平帶傳動。 在磨削小孔（例如直徑小于10mm）時，要求砂輪主軸的轉(zhuǎn)速高達80,000120,000r/min或更高。 目前常采用內(nèi)連式中頻（或高頻）電動機驅(qū)動的內(nèi)圓磨具。由于沒有中間傳動件，可達到的轉(zhuǎn)速較高，同時它還具有輸出功率大，短時間過載能力強、速度特性硬、振動小等優(yōu)點，所以近年來應(yīng)用日益廣泛。第三十七張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月內(nèi)圓磨床砂輪架安裝在工作臺上

21、作縱向進給運動。兩種磨床的橫向進給運動都由砂輪架實現(xiàn)。工件頭架都可繞垂直軸線調(diào)整角度，以便磨削錐孔。 第三十八張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月內(nèi)圓磨床的工件頭架安裝在工作臺上，隨工作臺一起往復移動，完成縱向進給運動。 第三十九張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 1.4 平面磨床 平面磨床用于磨削各種零件的平面。 臥軸矩臺式磨床(生產(chǎn)率低些,但加工精度較高,Ra較小,屬于周邊磨削)；立軸矩臺式磨床；立軸圓臺式磨床(生產(chǎn)率高,但加工精度較低,Ra較大,屬于端面磨削)；臥軸圓臺式磨床。 磨削方式 端面磨削、周邊磨削。 臥軸矩臺式平面磨床： 砂輪旋轉(zhuǎn)n是主運動，工作臺縱向往復(f1)

22、和砂輪架橫向進給(f2)，砂輪架豎直運動f3是切入運動； 立軸矩臺式平面磨床： 砂輪旋轉(zhuǎn)n是主運動，矩形工作臺縱向往復運動f1是進給運動，砂輪架間歇的豎直運動f2是切入運動； 立軸圓臺式平面磨床： 砂輪旋轉(zhuǎn)n是主運動，圓工作臺轉(zhuǎn)動f1是圓周進給運動，砂輪架間歇的豎直運動f2是切入運動； 臥軸圓臺式平面磨床： 砂輪旋轉(zhuǎn)n是主運動，圓工作臺轉(zhuǎn)動f1是圓周進給運動，砂輪架連續(xù)徑向運動f2是徑向進給運動，間歇的豎直運動f3是切入運動。此外，工作臺的回轉(zhuǎn)中心線可調(diào)整至傾斜位置，以便磨削錐面，例如磨削圓鋸片的側(cè)面 。第四十張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十一張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于202

23、2年6月砂輪端面磨削的平面磨床與用周邊磨削的平面磨床相比較: 端面磨削的砂輪直徑比較大，能一次磨出工件的全寬，磨削面積較大，生產(chǎn)率較高，但端面磨削時砂輪和工件表面是成弧形線或面接觸，接觸面積大，冷卻困難，且磨屑不易排除，所以加工精度較低，表面粗糙度值較大。 砂輪周邊磨削，砂輪和工件接觸面較小，發(fā)熱量少，冷卻和排屑條件較好，可獲得較高的加工精度和較小的的表面粗糙度值。 圓臺平面磨床與矩臺平面磨床相比: 圓臺式是連續(xù)進給，圓臺式的生產(chǎn)率稍高些，而矩臺式有換向時間損失。圓臺式只適于磨削小零件和大直徑的環(huán)形零件端面。不能磨削窄長零件。而矩臺式可方便地磨削各種零件，包括直徑小于矩臺寬度的環(huán)形零件。第四十

24、二張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 一、外圓面的加工外圓面的磨削 磨削(grinding)是外圓面精加工的主要方法，多作為半精車外圓后的精加工工序。 (1)外圓磨床上磨削磨削加工基本作業(yè)在外圓磨床上磨外圓a）縱磨法 b）橫磨法 c）混合磨法 d）深磨法第四十三張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月萬能外圓磨床的幾種典型加工方式圖第四十四張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月縱磨法：加工精度高，Ra值較小，生產(chǎn)率低， 廣泛用于各種類型的 生產(chǎn)中；橫磨法：加工精度低，Ra值較大，生產(chǎn)率高， 只適用于大批量生產(chǎn)中磨削剛度較好、精度較低、長度較 短的軸類零件上的外圓表面和成形面。第四十五張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月磨孔(hole grinding) 磨孔時，砂輪旋轉(zhuǎn)為主運動，工件低速旋轉(zhuǎn)為圓周進給運動，砂輪直線往返為軸向進給運動，切深運動為砂輪周期性的徑向進給運動 第四十六張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 磨內(nèi)圓（包括內(nèi)錐面）（1）機床：內(nèi)圓磨床、萬能外圓磨床（2）特點：由于磨內(nèi)圓砂輪受孔徑限制，