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磨削加工

一、何谓砂轮硬度？磨削加工中应如何选择砂轮硬度?

砂轮的硬度是指砂轮表面上的磨粒在外力作用下脱落的难易程度。容易脱落的为软，反之为硬。同一种磨料可作成不同硬度的砂轮，这主要取决于结合剂的性能、比例以及砂轮的制造工艺。
砂轮硬度选择合适时，磨削过程中磨钝的磨粒即可自行脱落，露出新的锋利磨粒继续磨削。若所选砂轮太软，磨粒尚未钝化就过早脱落，不仅增加砂轮消耗，而且使砂轮失去正确形状而影响加工精度；若所选砂轮太硬，磨粒钝化后不能及时脱落，会使砂轮表面上磨料间的空隙被磨屑堵塞，造成磨削力增大，磨削热增多，磨削温度升高，使工件产生变形甚至烧伤，而且使表面粗糙度提高，生产率下降。
通常，磨削硬材料时，砂轮硬度应低一些；反之，应高一些。有色金属韧性大，砂轮孔隙易被磨屑堵塞，一般不宜磨削。若要磨削，则应选较软的砂轮。对于成形磨削和精密磨削，为了较好的保持砂轮的形状精度，应选较硬的砂轮。一般磨削常采用中软级至中硬级砂轮。

二、试述磨削的工艺特点。

磨削加工具有以下特点：
1)加工精度高、表面粗糙度小。由于磨粒的刃口半径ρ 小，能切下一层极薄的材料；又由于砂轮表面上的磨粒多，磨削速度高（30～35m/s），同时参加切削的磨粒很多，在工件表面上形成细小而致密的网络磨痕；再加上磨床本身的精度高、液压传动平稳和微量进给机构，因此，磨削的加工精度高（IT8～IT5）、表面粗糙度小（Ra=1.6～0.2μm）。
2)径向分力Fy大。磨削加工时，由于磨削深度和磨粒的切削厚度都较小，所以，Fz较小，Fx更小。但因为砂轮与工件的接触宽度大，磨粒的切削能力较差，因此，Fy较大。一般Fy =（1.5～3）Fz。
3)磨削温度高。由于具有较大负前角的磨粒在高压和高速下对工件表面进行切削、划沟和滑擦作用，砂轮表面与工件表面之间的摩擦非常严重，消耗功率大，产生的切削热多。又由于砂轮本身的导热性差，因此，大量的磨削热在很短的时间内不易传出，使磨削区的温度很高，有时高达800～1000度。
4)砂轮有自锐性。砂轮有自锐性可使砂轮进行连续加工。这是其它刀具没有的特性。

三、内圆磨削与外圆磨削相比有哪些特点？

与外圆磨削相比，内园磨削主要有下列特征：
1）磨削精度较难控制。因为磨削时砂轮与工件的接触面积大，发热量大，冷却条件差，工件容易产生热变形；特别是因为砂轮轴细长，刚性差，易产生弯曲变形，造成圆柱度（内圆锥）误差。因此，一般需要减小磨削深度，增加光磨次数。
2）磨削表面粗糙度 Ra大。内圆磨削时砂轮转速一般不超过20000r/min，由于砂轮直径很小，其线速度很难达到外圆磨削时30～50m/s。内圆磨削的粗糙度Ra 值一般为1.6～0.4μm。
3）生产率较低。因为砂轮直径很小，磨耗快，冷却液不易冲走屑末，砂轮容易堵塞，故砂轮需要经常修整或更换。此外，为了保证精度和表面粗糙度，必须减小磨削深度和增加光磨次数，也必然影响生产率。

四、磨削加工为什么可以获得较高的精度及较低的粗糙度？

由于磨粒的刃口半径ρ小，能切下一层极薄的材料；又由于砂轮表面上的磨粒多，磨削速度高（30～35m/s），同时参加切削的磨粒很多，在工件表面上形成细小而致密的网络磨痕；再加上磨床本身的精度高、液压传动平稳和微量进给机构，因此，磨削的加工精度高（IT8～IT5）、表面粗糙度小（Ra=1.6～0.2μm）。

五、试述无心外圆磨的工作原理及应用。

无心外圆磨的加工原理如图所示。磨削时，工件放在两轮之间，下方有一托板。大轮为工作砂轮，旋转时起切削作用。小轮是磨粒极细的橡胶结合剂砂轮，称为导轮。两轮与托板组成V型定位面托住工件。导轮速度v导很低，一般为20～30m/min，无切削能力，其轴线与工作砂轮轴线斜交β角。v导可分解成v工与 v进。v工用以带动工件旋转，既工件的圆周进给速度；v进用以带动工件轴向移动，既工件的纵向进给速度。为了使工件定位稳定，并与导轮有足够的摩擦力矩，必须把导轮与工件接触部位修整成直线。因此，导轮圆周表面为双曲线回转面。

无心外圆磨
无心外圆磨削主要用于大批大量生产的细长光轴、轴销和小套等。

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