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一、磨削特点
磨削是在磨床上用砂轮作为切削刀具对工件进行切削加工的方法。该方法的特点是:
1.由于砂轮磨粒本身具有很高的硬度和耐热性,因此磨削能加工硬度很高的材料,如淬硬的钢、硬质合金等。
2. 砂轮和磨床特性决定了磨削工艺系统能作均匀的微量切削,一般ap=0.001~0.005mm;磨削速度很高,一般可达v=30~50m/s;磨床刚度 好;采用液压传动,因此磨削能经济地获得高的加工精度(IT6~IT5)和小的表面粗糙度(Ra=0.8~0.2μm)。磨削是零件精加工的主要方法之 一。
3.由于剧烈的磨擦,而使磨削区温度很高。这会造成工件产生应力和变形,甚至造成工件表面烧伤。因此磨削时必须注入大量冷却液,以降低磨削温度。冷却液还可起排屑和润滑作用。
4.磨削时的径向力很大。这会造成机床—砂轮—工件系统的弹性退让,使实际切深小于名义切深。因此磨削将要完成时,应不进刀进行光磨,以消除误差。
5.磨粒磨钝后,磨削力也随之增大、致使磨粒破碎或脱落,重新露出锋利的刃口,此特性称为“自锐性”。自锐性使磨削在一定时间内能正常进行,但超过一定工作时间后,应进行人工修整,以免磨削力增大引起振动、噪声及损伤工件表面质量。
二、砂轮
砂 轮是磨削的切削工具,它由许多细小而坚硬的磨粒和结合剂粘而成的多孔物体。磨粒直接担负着切削工作,必须锋利并具有高的硬度,耐热性和一定的韧性。常用 的磨料有氧化铝(又称刚玉)和碳化硅两种。氧化铝类磨料硬度高、韧性好,适合磨削钢料。碳化硅类磨料硬度更高、更锋利、导热性好,但较脆,适合磨削铸铁和 硬质合金。
同样磨料的砂轮,由于其粗细不同,工件加工后的表面粗糙度和加工效率就不相同,磨粒粗大的用于粗磨,磨粒细小的适合精磨、磨料愈粗,粒度号愈小。
结合剂起粘结磨料的作用。常用的是陶瓷结合剂,其次是树脂结合剂。结合剂选料不同,影响砂轮的耐蚀性、强度、耐热性和韧性等。
磨 粒粘结愈牢,就愈不容易从砂轮上掉下来,就称砂轮的硬度,即砂轮的硬度是指砂轮表面的磨粒在外力作用下脱落的难易程度。容易脱落称为软,反之称为硬。砂 轮的硬度与磨料的硬度是两个不同的概念。被磨削工件的表面较软,磨粒的刃口(棱角)就不易磨损,这样磨粒使用的时间可以长些,也就是说可选粘接牢固些的砂 轮(硬度较高的砂轮)。反之,硬度低的砂轮适合磨削硬度高的工件。
砂轮在高速条件下工作,为了保证安全,在安装前应进行检查,不应有裂纹等缺陷;为了使砂轮工作平稳,使用前应进行动平衡试验。
砂轮工作一定时间后,其表面空隙会被磨屑堵塞,磨料的锐角会磨钝,原有的几何形状会失真。因此必须修整以恢复切削能力和正确的几何形状。砂轮需用金刚石笔进行修整。
三、平面磨床的结构与磨削运动
磨床的种类很多,主要有平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、万能外圆磨床(也可磨内孔)、齿轮磨床、螺纹磨床,导轨磨床、无心磨床(磨外圆)和工具磨床(磨刀具)等。这里介绍平面磨床及其运动。
1.平面磨床的结构(以M7120A为例,其中:M——磨床类机床;71——卧轴矩台式平面磨床;20——工作台面宽度为200mm;A——第一次重大改进。)
1)砂轮架——安装砂轮并带动砂轮作高速旋转,砂轮架可沿滑座的燕尾导轨作手动或液动的横向间隙运动。
2)滑座——安装砂轮架并带动砂轮架沿立柱导轨作上下运动。
3)立柱——支承滑座及砂轮架。
4)工作台——安装工件并由液压系统驱动作往复直线运动。
5)床身——支承工作台、安装其它部件。
6)冷却液系统——向磨削区提供冷却液(皂化油)。
7)液压传动系统——其组成有:
(1)动力元件——为油泵,供给液压传动系统压力油;
(2)执行元件——为油缸,带动工作台等部件运动;
(3)控制元件——为各种阀,控制压力、速度、方向等;
(4)辅助元件——如油箱、压力表等。
液压传动与机械传动相比具有传动平稳,能过载保护,可以在较大范围实现无级调速等优点。
2.平面磨削运动
1)主运动——砂轮的高速旋转运动。
2)进给运动
(1)纵向进给——工作台带动工件的往复直线运动;
(2)垂直进给——砂轮向工件深度方向的移动;
(3)横向进给——砂轮沿其轴线的间隙运动。
四、平面磨削工艺
1.工件装夹
平 面磨削时,对于铁磁性工件多利用电磁吸盘将工件吸住,这样装夹比较方便。当磨削尺寸较小零件时,由于工件与工作台接触面积小,吸力弱,容易被磨削力弹出 造成事故,所以当夹这类工件时,需在工件四击或左右两端用挡铁周住,以防工件移动。对于非铁磁性工件如铜、铝及其合金等用其他的夹具(如平口钳)等装夹好 后,装在工作台或电磁吸盘上进行磨削加工。
2.磨削方法
磨削平面,一般以一个平面为定位基准,磨削另一个平面,如果两个平面都要求磨削 时,可互为基准反复磨削。平面磨削方法有两种,一种是端磨法,用砂轮的端面 进行磨削,因其接触面大,易发热,且冷却液难以浇到工件易发热变形,因而磨削精度较低,但生产率较高。另一种是周磨法。刚好和端磨法相反,它的磨削效率较 低,但加工精度较高。
3.平面磨削操作
首先把台面与工件擦干净,测量工件厚度,放上工件,开启电磁吸盘吸住工件,推位一下工作,以检查工 件是否被吸住。开启液压系统,初步调整工作台行程大小与 位置,工作台行程长度由工作台两侧的挡块控制,工作台的运动速度由节流阀来调节。然后对刀,对刀前砂轮底部应该高于工件表面,逐渐进刀,当擦着有火花产生 时,即开冷却液,此时垂直进给手传输线刻度即为零位。然后调整好工作台与砂轮架的行程大小与位置。调整时运动速度应该低,以免捶缸。
调整完后即可磨削。根据需要调整进给速度。磨削中可停机,以较精确检查尺寸。磨削将近结束时,垂直进给量要小,甚至不进给进行光磨,以保证磨削精度。磨完后退磁取下工件。
操作时,人应站在机床右边,预防工件,砂轮碎片等飞出伤人。关机时,工作台应停在中心位置,砂轮架在工作台的后部,并擦拭干净。

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