磨削加工.ppt.ppt
磨削加工,磨削：利用砂轮或其他磨具对工件进行切削的加工方法。一、磨床 磨削概念.flv 磨床的种类很多；以外圆磨床、内圆磨床和平面磨床最常用。1.外圆磨床 磨床结构组成及作用.flv,滑鞍,主要用于轴、套类零件的外圆柱、外圆锥面及端面的磨削。,磨削加工,2.内圆磨床 内圆磨床结构.flv,主要用于轴套类零件和盘套类零件内孔表面及端面的磨削。,磨削加工,3.平面磨床,主要用于各种零件的平面及端面的磨削。,磨削加工,二、磨具 用磨料和结合剂黏结而成的磨削刃具。1.磨具的类型 普通磨具：以刚玉或碳化硅、碳化硼类磨料制成的磨具。固结磨具（F系列）：砂轮、油石、砂瓦、磨头、抛磨块 涂附磨具（P系列）：砂布、砂纸、砂带 超硬材料磨具：用金刚石、立方氮化硼等磨料制成的磨具。研磨膏：由磨料和研磨抛光液组成的抛光剂 2.砂轮。砂轮：由磨料加结合剂烧结而成的多孔体。砂轮的磨料、结合剂和制造工艺不同，砂轮的特性和加工性能差异很大。影响砂轮特性的组成要素有：磨料、粒度、结合剂 硬度、组织和形状尺寸等,磨削加工,砂轮的组成要素.磨料：砂轮磨料有人造磨料和天然磨料两种。砂轮磨料主要是人造磨料；有刚玉类磨料、碳化硅磨料和金刚石磨料,磨削加工,磨削加工,.粒度:表示磨粒的大小。磨粒大、磨削深度大，磨削效率高，粗糙度值高。但细粒磨料与工件间的摩擦大，发热量高，易引起烧伤。磨料粒度分为：粗粒、中粒、细粒、微粒和微粉 粗粒：用于荒磨 中粒：用于一般精度磨削，Ra值可达0.8um 细粒：用于半精磨、精磨，Ra值可达0.8-0.1 微粒：用于精磨、超精磨和珩磨 微粉：用于精磨、超精磨和珩磨、镜面磨、精研等 Ra值可达0.05-0.01um.结合剂：把磨粒固结成磨具的材料。常用结合剂有陶瓷、树脂和橡胶三种 陶瓷结合剂：耐热、耐油、耐酸、耐碱、不怕水，应用最广 缺点：弹性差、脆性大，不能承受大的侧面扭曲力和冲击力 不能用来制造薄片砂轮；磨削时，摩擦和发热量大，易烧伤工件和产生裂纹。,磨削加工,树脂结合剂：强度高，弹性好，具有弹性抛光作用，表面磨削 质量好；结合剂与磨粒结合性较差，磨粒易脱落，砂轮自 锐性好，磨削效率高，砂轮磨损快，不易保持外 形轮廓。抗腐蚀、防潮能力差，不宜久放（以一年为限）橡胶结合剂：强度高，弹性较树脂好，具有很强的抛光性能，表 面磨削质量好；磨削区橡胶易老化；砂轮自锐性能好，但组织致 密，气孔小，磨削能力差，不宜于粗磨。抗热、抗油、耐腐蚀能力差。.砂轮硬度：磨粒与结合剂的粘固程度。磨削时，砂轮应有合适的硬度；硬度过高，自锐 性差；加工表面粗糙，易产生烧伤和裂纹。,磨削加工,砂轮硬度过低，磨粒易脱落，加工面粗糙，磨削效率低。砂轮硬度分级 砂轮硬度的选用 工件材料硬度高，选用软砂轮（软磨硬）工件材料硬度低，砂轮较硬（硬磨软）韧性好的材料(铜、铝、软钢)，选用软砂轮（软磨韧）磨位淬硬钢选用LN（中）,高表面质量磨削时选用KL（中软）磨淬火合金钢、硬质合金选用HK（软）,砂轮硬度取决于结合剂的性质、数量及砂轮的制造工艺。.砂轮的组织：砂轮结构的紧密或疏松程度。用颗粒、结合剂和气孔三者体积的比例关系表示 磨粒在砂轮体积中所占比例越大，砂轮的组织,磨削加工,越紧密，气孔越小；反之，组织疏松。砂轮组织疏松，磨粒之间的容屑空间大，不易堵塞，磨削效率高；反之，砂轮排屑困难，易堵塞，但砂轮轮廓易于保持，加工精度高，表面质量好。砂轮组织 一般外圆、内圆、平面磨削都采用中等组织砂轮。.砂轮的形状、尺寸及用途 为便于对砂轮管理和选用，通常将砂轮的形状、尺寸和特性标,磨削加工,注在砂轮端面上。其顺序为：形状、尺寸（外径厚度内径）磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、允许的最高工作圆周线速度。如：砂轮 1-3005075-AF60L5V-35m/s,磨削加工,三、磨削过程 磨削也是切削，砂轮表面上的每个颗粒，都可以近似的看成一个微小刀齿，突出的磨粒尖棱是切削刃，砂轮可以看做是具有极多微小刀齿的铣刀。磨削过程中，磨粒在高速、高压和高温作用下，逐渐磨损而变得圆钝，切削能力下降，作用在磨粒上的力不断增大，当该力超过磨粒强度极限时，磨粒被挤碎，产生新的棱角磨削；超过砂轮结合剂粘结力时，圆钝磨粒连同其周围的结合剂一起脱落，露出新的磨粒磨削。（自锐性）。磨削过程分为三个阶段：滑擦阶段、刻划阶段和切屑形成阶段,磨削加工,四、磨削方法 1.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，也可在无心磨床上进行，通常作为半精车后的精加工。适于加工圆柱面、圆锥面和特殊形状的外表面等。,磨削加工,工件装夹方法 轴类零件常用（死）顶尖装夹；盘套类零件通常利用心轴或顶尖装夹。外圆磨削方法 1）纵磨法：磨削过程中，砂轮高速旋转为主运动，工件旋转和随工作台的往复直线运动，作进给运动。每单次行程或每往复行程终了时，砂轮作周期性的横向进给，从而逐渐磨去工件径向的全部磨削余量的磨削方法。特点：加工精度高，表面质量好 适应性好 生产率低 适于精磨和单件、小批生产，特别适于 细长轴的磨削,磨削加工,2）横磨法（切入磨法）工件不作纵向移动，砂轮以缓慢、连续的速度横向进给，直到磨去全部余量。特点：砂轮宽度大，生产率高，适于批量生 产加工表面不太宽、刚性较好，精度要求相对较低的工件。横磨时，工件与砂轮的接触面积 大，磨削力、发热量大，磨削温度高，工件易烧伤和变形。,磨削加工,3）综合磨法 先用横魔法将工件表面分段粗磨，再用纵磨法精磨的磨削方法 综合磨法兼有纵磨法和横魔法的优点。4）深磨法 用较小的纵向进给量（一般1-2mm/r）和较 大的背吃刀量（一般0.3mm左右），在一次行 程中切除全部余量的磨削方法。特点：生产率比纵磨法高约一倍，能达到 IT6级，表面粗糙度的Ra值在0.40.8之间；但修整砂轮较复杂。适于大批量生产，允许砂轮越出被加工面两端较大距离的工件 外圆磨削方法.flv5）无心外圆磨床磨外圆 工件置于砂轮和导轮之间，靠托板支承，工件被磨削的外圆面作定位面。不用顶尖支撑，所以称无心磨削。,磨削加工,磨削砂轮（也称为工作砂轮）旋转起切 削作用，导轮为磨粒极细的橡胶结合剂砂 轮。工件与导轮之间摩擦力较大，使工件 以接近于导轮的线速度(20-30m/min)回转。导轮轴线倾斜工作砂轮轴线斜角。与 工件接触点的线速度可分解为v工与v进。v工用以带动工件旋转，v进用以带动工件 轴向移动，导轮圆周表面为双曲线回转面 以使之与工件接触部位形成直线。确保工 件定位稳定，并与导轮有足够的摩擦力矩。特点：易于实现自动化，生产率较高；磨削背向力不会顶弯工件，易于保证 工件的直线性，适于细长轴类零件的磨削。要求外圆面连续，且无法保证外圆面与孔的同轴度。无心外圆磨床调整复杂，若加工阶梯轴、锥面或成型面，只,磨削加工,能采用横磨法。无心外圆磨适于批量生产销轴类零件，尤其适于磨削细长光轴,磨削加工,2.孔的磨削：用砂轮圆周面对通孔、盲孔和阶梯孔的精加工方法。可以在普通内圆磨床或万能外圆磨床上进行外，对大型薄壁零件，还可采用无心内圆磨削。砂轮的旋转运动为主运动；工件旋转和纵向移动为进给运动 适于加工圆柱孔、圆锥孔和内成型孔。内孔磨削砂轮轴细，悬伸长，刚度差；砂轮与工件接触面大，切削液不易进入磨削区。生产率低，较外圆磨：加工精度低，表 面粗糙度值大。一般用于淬硬孔的精加工，适于单件小批生产非标尺寸孔。,磨削加工,批量生产轴向尺寸短，与外圆面有同轴度要求的孔可用无心磨 内圆无心磨削：导轮带动工件旋转 实现圆周进给运动，磨削轮除旋转形 成主运动外，还作纵向进给运动和周 期的横向进给运动。加工循环结束时，压紧轮沿箭头方向摆开，以便装卸工 件。内圆磨削方法：纵磨法：广泛使用 横磨法：受砂轮尺寸和布置的影响 仅适于磨削短孔和内成型面 内圆磨削方法.flv,导轮,工件,滚轮,压紧轮,磨削轮,磨削加工,3.平面磨削 利用磨床对精度要求高的平面以及淬火零件平面的加工方法。分类 平面磨削方法.flv,磨削加工,特点：周磨：砂轮与工件接触面积小，磨削力小，排屑及冷却条件好工件受热变形小，且砂轮磨损均匀，故加工精度较高。但砂轮主轴呈悬臂状态，刚性差不能采用较大的磨削用量，生产率低。适于磨削加工质量要求较高的工件。端磨：砂轮与工件接触面积大，发热量大，冷却和排屑条件差，加工精度较周磨低。适于磨削质量要求不很高的工件；或代替铣削作为精磨前的预加工。工件装夹方法 铁磁性工件多利用电磁吸盘将工件吸住，装卸方便。磨平面工件装夹方法.flv五、磨削磨削的工艺特点：1.加工精度高，表面粗糙度值低 磨削加工能获得很高的加工精度和表面粗糙度。一般加工精度可达IT7-IT6,表面粗糙度可达Ra0.8-0.2mm。,磨削加工,采用精密磨削以及镜面磨削工艺时，精度可达到接近IT4-3级，表面粗糙度 可达Ra0.01m的要求。2.磨削加工材料范围广 磨削即适于加工铸铁、碳钢、合金 钢等一般结构材料；也适于加工高硬 度淬硬钢、硬质合金、陶瓷和玻璃等 难切削材料。不易加工塑性较大的有 色金属。3.砂轮有自锐作用，磨削效率高。4.背向磨削力大：磨削背向力Fp受砂轮接触面积的影响大于磨削分力Fc，作用在工艺系统刚度较差的方向上，使工艺系统变形，影响加工精度。措施：光磨 5.磨削温度高：磨削速度高，磨粒为负前角切削接触面积大，砂轮传热性能力,磨削加工,差，切削区高达800-1000。容易烧伤工件表面，使磨削表面二 次热处理，降低表面质量和使用寿命；高温下，工件材料变软易 堵塞砂轮，影响砂轮的耐用度和表面质量。措施：大量使用切削液，冷却、润滑和冲洗。,
