機(jī)械制造工藝學(xué) 第3版 課件 模塊二 典型零件機(jī)械加工工藝文件的制訂+項(xiàng)目二任務(wù)二3外圓表面的磨削加工

機(jī)械制造工藝學(xué)機(jī)械制造工藝課程組圖2-5所示為CA6140型臥式車床主軸簡圖，單件小批生產(chǎn)，材料為45鋼鍛件，要求零件具有良好的綜合力學(xué)性能，局部軸頸和孔做淬火處理，淬硬程度見圖示要求，試制定其機(jī)械加工工藝過程卡。項(xiàng)目二模塊一任務(wù)二CA6140型臥式車床主軸因其在機(jī)床中的重要位置，無論從加工精度、表面質(zhì)量、形位精度方面，還是熱處理要求均較高，僅僅通過車削加工不能實(shí)現(xiàn)，擬定其機(jī)械加工工藝路線要詳細(xì)明確劃分加工階段，熱處理要求及其定位基準(zhǔn)，加工機(jī)床也要選擇合理才能保證加工工藝要求。外圓表面的磨削(grinding)加工磨削是軸類零件外圓表面精加工的主要方法。它既能磨削淬火鋼，也能磨削未淬火鋼和鑄鐵。一、磨削方式及其工藝特征根據(jù)磨削時(shí)采用磨具的不同可分為砂輪磨削和砂帶磨削兩大類。根據(jù)磨削時(shí)工件定位方式的不同可分為中心磨削和無心磨削兩種方式。(一)砂輪中心磨削的工藝特點(diǎn)及質(zhì)量分析(1)砂輪中心磨削的工藝特點(diǎn)工件由中心孔定位，在外圓磨床或萬能外圓磨床上進(jìn)行，重型軸需在重型磨床上進(jìn)行或在車床上裝上磨頭進(jìn)行。公差等級(jí)可達(dá)到IT6，表面粗糙度值Ra可達(dá)0.8~0.2μm，磨削速度高(30~35m/s)，生產(chǎn)率高。(2)砂輪中心磨削外圓常見的缺陷及其解決方法1)多角形缺陷產(chǎn)生的原因主要是由砂輪與工件沿徑向產(chǎn)生周期性振動(dòng)所致。消除振動(dòng)的措施有：仔細(xì)調(diào)節(jié)砂輪靜平衡和電動(dòng)機(jī)的動(dòng)平衡并采取隔振措施；頂尖莫氏錐度部分與機(jī)床頭架、尾座錐孔接觸面積不應(yīng)小于80%；選用合適的砂輪并及時(shí)修整；調(diào)整主軸軸承間隙；修研工件中心孔等。圖2-6多角形缺陷2)螺旋形缺陷產(chǎn)生原因：由于砂輪微刃的等高性破壞或砂輪與工件局部接觸所致，如砂輪母線與工件母線不平行；砂輪兩邊硬度偏高；頭架、尾座剛性不等；砂輪主軸剛性差；導(dǎo)軌潤滑油壓力過高或油太多使工作臺(tái)漂浮而產(chǎn)生擺動(dòng)等都能產(chǎn)生螺旋形缺陷。消除缺陷的措施有：修正砂輪，保持微刃等高性；調(diào)整軸承間隙與主軸上母線精度，允許上母線翹頭0.003~0.005mm/100mm；砂輪兩邊修成臺(tái)肩形或倒圓角，使其不參與切削作用；工作臺(tái)潤滑油要合適，同時(shí)要有卸載裝置，使導(dǎo)軌潤滑油成為低壓供油。(2)砂輪中心磨削外圓常見的缺陷及其解決方法圖2-7幾種螺旋形缺陷3)拉毛(劃傷或劃痕)產(chǎn)生拉毛的原因：砂輪磨粒自銳性過強(qiáng)；切削液不清潔；砂輪罩上磨屑落在砂輪與工件之間，將工件拉毛。消除拉毛的措施有：砂輪磨料選擇韌性高的材料；砂輪硬度可適當(dāng)提高；砂輪修正后用切削液和毛刷清洗；清理砂輪罩上的磨屑；用紙質(zhì)過濾器或渦旋分離器對(duì)切削液進(jìn)行過濾。(2)砂輪中心磨削外圓常見的缺陷及其解決方法圖2-8拉毛缺陷(2)砂輪中心磨削外圓常見的缺陷及其解決方法4)燒傷可分為螺旋形燒傷和點(diǎn)燒傷。產(chǎn)生燒傷的原因:砂輪硬度偏高；橫向或縱向進(jìn)給量過大；砂輪切削刃變鈍；散熱不良等。消除措施有:嚴(yán)格控制進(jìn)給量(特別是高精度磨削時(shí)不應(yīng)有火花出現(xiàn))；降低砂輪硬度；及時(shí)修正砂輪；切削液要充分。圖2-9燒傷(3)中心孔的加工及其修磨中心孔應(yīng)滿足以下技術(shù)要求：1)中心孔應(yīng)有足夠大的尺寸(見GB/T145—2001)和準(zhǔn)確的錐角，以承受工件重量和加工時(shí)的切削力。2)軸兩端中心孔應(yīng)在同一軸線上，以便使中心孔與頂尖接觸良好，否則影響定位精度。3)中心孔應(yīng)有圓度要求。4)中心孔的位置除要求使工件加工余量均勻外，對(duì)同批工件中心孔到軸肩端面尺寸A和兩端中心孔間的距離L應(yīng)保持一致(圖2-10)，否則會(huì)影響工件軸向定位精度，圖2-10中心孔的尺寸(二)砂輪無心磨削及其工藝特點(diǎn)無心磨削是一種高生產(chǎn)率的精加工方法，被磨削的工件由外圓表面本身定位，其工作原理如圖2-12所示。實(shí)現(xiàn)無心磨削的方法主要有:貫穿法(縱向進(jìn)給磨削，工件從磨輪與導(dǎo)輪之間通過)；切入法(橫向進(jìn)給磨削)。圖2-12無心磨削工作原理1—壓緊輪2—導(dǎo)輪3—支撐輪

無心磨削的特點(diǎn):加工精度可達(dá)IT6級(jí)；表面粗糙度值Ra可達(dá)0.8~0.2μm；生產(chǎn)率很高，。但是，無心磨削難以保證工件的相互位置精度。而且圓度誤差為0.002~0.003mm時(shí)也不易達(dá)到。此外，有鍵槽和帶有縱向平面的軸也不能采用無心磨削加工。(三)砂帶磨削圖2-13外圓砂帶磨削方式a)中心磨b)無心磨c)自由磨1—工件2—砂帶3—張緊輪4—接觸輪5—導(dǎo)輪

砂帶磨削是采用涂滿磨粒的環(huán)形帶狀布(即砂帶)作為切削工具的一種加工方法。特點(diǎn)：生產(chǎn)率特高。砂帶磨床的加工效率超過了車、銑、刨等通用機(jī)床，幾乎領(lǐng)先于所有的金屬切削機(jī)床。具有設(shè)備簡單、加工成本低、功率利用率高且較為安全等優(yōu)點(diǎn)，但其加工精度不如中心磨削。外圓砂帶磨削方式可分為中心磨、無心磨和自由磨，如圖2-13所示。二、提高外圓磨削生產(chǎn)率的措施(1)縮短輔助時(shí)間。其措施如自動(dòng)裝卸工件，自動(dòng)測量及數(shù)字顯示，砂輪自動(dòng)修整與補(bǔ)償及發(fā)展新的磨料以提高砂輪耐用度等。(2)縮短機(jī)動(dòng)時(shí)間

1)高速磨削。在高速下對(duì)工件進(jìn)行磨削，砂輪速度高達(dá)45m/s以上(普通磨削時(shí)，砂輪速度在35m/s以下)，其加工精度可以提高，表面粗糙度值可以進(jìn)一步減小，并可延長砂輪使