磨削加工工艺过程及主要工序15页PPT
研磨技术(课堂PPT)
§6-9 研磨技术
（一）研磨原理 3. 研磨速度【5】
研磨速度影响研磨效率，一定条件下，研磨速
度增加将使研磨效率提高。研磨速度取决于零件加 工精度、材质、重量、硬度、研磨面积等。
一般研磨速度在10～150 m/min。过高，产生 的热量较多，引起零件变形、表面痕迹明显等质量 问题，所以精密零件研磨速度≤30 m/min。
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二、船机零件的研磨修复【9】
2．锥面研磨修复
先在针阀锥面上放少量（一点点）研磨膏极 （细或润滑油），准确迅速插入到针阀体座面，严 防研磨膏粘到内圆表面上破坏内孔精度。
一手握针阀体，另一手拿针阀，适当施力使二 者相对左右转动，相互研磨，直到针阀锥面上出现 细窄光亮的环形密封带为止。研磨中，依针阀锥面 磨损情况可先用研磨膏互研，再用润滑油互研，或 只用油互研。
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§6-9 研磨技术
（一）研磨原理
1.零件与研磨工具的相对运动【3】
零件与研磨工具不受外力的强制引导，以免引 起偏差和缺陷；运动方向周期变换，以使研磨剂均 匀分布在零件表面上并加工出纵横交叉的切削痕， 均匀研磨零件表面；研磨表面上各点相对于研磨工 具表面的滑动路程相等，以达到均匀切削。
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§6-9 研磨技术
一、研磨的概述
（二）研磨膏
1.磨料【7】 常用的磨料
棕刚玉
刚玉 主要成分 Al2O3
白刚玉 铬刚玉
碳化硅 主要成分SiC
黑碳化硅
绿碳化硅 立方碳化硅
碳化硼
Cr2O3
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一、研磨的概述 （二）研磨膏 1.磨料【7】
磨料的粒度是指磨料颗粒的尺寸大小，粒度号 是根据1英寸长度上有多少个孔的筛网而定
磨削加工工艺过程与主要工序 PPT课件
效果。但对于不对称磨削即两端面磨削面积
不相等（如圆锥滚子轴承的套圈）的情况来
说，则必须使磨大端面的砂轮转速高于磨小
端面的砂轮转速，才能实现两端面的磨削量
相等。一般选择磨大端面的砂轮转速与小端
面的砂轮转速之比为1-4（当比值为1时，即
为对称磨削）。
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（2）立轴平面磨削 立轴平面磨削主要采用立轴圆台平面磨床， 属于单面磨削，对于套圈两个端面，需要 两次定位，两次磨削。由于砂轮回转平面 与工作面不平行、磁台不平、磁力吸紧变 形以及其他因素（比如残磁影响等）而产 生的加工误差会累计叠加，因而套圈宽度 变动量一般较大。磨削套圈时，一般分为 两个工步：先磨非基准面，后磨基准面， 以保证后续加工工序具有良好的工艺基准。
4、磨沟（滚）道
内圈沟（滚）道一般采用的定位与磨削方式为 “支沟（滚）道磨沟（滚）道”，由于支承面和磨10
相同，没有支承面形状误差的影响，所以加工 精度较高。外圈滚道一般采用“支外径磨沟 （滚）道”，由于将外径面作为支承面，其形 状误差会不同程度地反映到沟（滚）道上来， 称为误差复映，因此加工精度受到一定影响。 5、磨挡边
3、磨内径
与外圈外径面一样，内圈（轴圈）内径面也是轴 承的安装配合基准，而且由于主机使用中对其配合 性质（通常为过盈配合或过渡配合）和工作性能 （通常内圈旋转）的要求，对内圈内径面的尺寸与 形位公差，一般均较外圈外径面更为严格。
内圈内径磨削大都采用电磁无心夹具，由于是 用经过磨削或研磨的外圆定位磨削内圆，因此内、 外圆的同心（轴）度较高，加工误差很小。
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三.、轴承套圈的磨加工技术要求
（1）尺寸偏差：主要是外径、内径、外沟 道（滚道）直径，内沟（滚）道直径尺寸 偏差、套圈高度尺寸偏差。
磨削加工
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2)砂轮磨料具有很高的硬度和耐热性，因此，能够磨削一些硬度 很高的金属和非金属材料，如淬火钢、硬质合金、陶瓷材料等。 这些材料用一般的车、铣等很难加工。但由于磨屑易堵塞砂轮表 面的孔隙，所以不宜磨削软质材料，如纯铜、纯铝等。 3)磨削速度大，磨削时磨削区温度可高达800～1000℃左右，这 容易引起零件的变形和组织的变化。所以在磨削过程中，需进行 充分的冷却，以降低磨削温度。 4) 砂轮在磨削时具有“自锐作用”。在磨削力的作用下会部分磨
筒形砂轮
杯形砂轮
碗形砂轮
蝶形砂轮
一、磨料
锋利的形状、高硬度和热硬性、适当的坚韧性
1、刚玉系（主要成份Al2O3）
① 棕刚玉（A）：硬度低，韧性较好，廉价。磨碳素钢、合金钢、可锻铸铁 ② 白刚玉（WA）：硬度高，韧性差，磨粒锋利，价格高。磨淬火钢、高速钢、 高碳钢
2、碳化物系（主要成份碳化硅、碳化硼）
动画3 纵磨法
2）横磨法
◆机床运动：工件不作纵向往复运动， 而是砂轮作慢速的横向进给。 ◆ 特点：砂轮宽度上的全部磨粒都参 加了磨削，生产率高；工件无纵向移 动，砂轮的外形直接影响了工件的精 度；磨削力大、磨削温度高，工件易 发生变形和烧伤，加工的精度和表面 质量比纵磨法要差。
◆用途：适用于加工批量大、刚度好
高速深切快 进给磨削
为防止深切缓进给磨削易产生烧伤，在磨削用量上尽量 避免高温区，可在加大切深与提高砂轮速度的同时，提高 工件进给速度，以提高材料切除率。
砂带磨削
根据工件型面，应用砂带形成贴合接触，进行加工的新型 高效磨削工艺；能加工各种复杂曲面，有较好的跑合和抛 光作用；效率达到铣削的10倍，普通砂轮磨削的5倍；产生 磨削热少，磨削条件稳定，设备简单；Ra值为0.8～0.2μm。
2.4磨削机理
1）车削修整法
以单颗粒金刚石(或以细碎金刚石制成 的金刚笔、金刚石修整块) 作为刀具车 削砂轮是应用最普遍的修整方法。安装 在刀架上的金刚石刀具通常在垂直和水 平两个方向各倾斜约5°～15°；金刚 石与砂轮的接触点应低于砂轮轴线 0.5～2mm，修整时金刚石作均匀的低速 进给移动。要求磨削后的表面粗糙度越 小，则进给速度应越低，如要达到 Ra0.16～0.04µm的表面粗糙度，修整进 给速度应低于50mm/min。修整总量一般 为单面0.1mm左右，往复修整多次。粗 修的切深每次为0.01～0.03mm，精修则 小于0.01mm。
当砂轮硬度较低，修整较粗，磨削载荷较 重时。易出现脱落型。这时，砂轮廓形失真， 严重影响磨削表面质量及加工精度。 在磨削碳钢时由于切屑在磨削高温下发生 软化，嵌塞在砂轮空隙处，形成嵌入式堵塞， 在磨削钛合金时，由于切屑与磨粒的亲合力强， 使切屑熔结粘附于磨粒上，形成粘附式堵塞。 砂轮堵塞后即丧失切削能力，磨削力及温度剧 增，表面质量明显下降。
根据条件不同，磨粒的切削过程的3个阶段可以全部存 在，也可以部分存在 。
典型磨屑有带状、挤裂状、 球状及灰烬等(图10— 7)．
三、磨削力及磨削功率 尽管单个磨粒切除的材料很少，但一个砂轮表层 有大量磨粒同时工作，而且磨粒的工作角度很不合理， 因此总的磨削力相当大。总磨削力可分解为三个分力： Rz——主磨削力(切向磨削力)；
根据表面颜色，可以推断磨削温度及烧伤程度。如淡黄色 约为400℃～500℃，烧伤深度较浅；紫色为800℃～900℃， 烧伤层较深。 5、磨削表面裂纹 磨削过程中，当形成的残余拉应力超过工件材料的强 度极限时，工件表面就会出现裂纹。 磨削裂纹极浅，呈网状或垂直于磨削方向。有时不在表层， 而存在于表层之下。有时在研磨或使用过程中，由于去除 了表面极薄金属层后，残余应力失去平衡，形成微细裂纹。 这些微小裂纹，在交变载荷作用下，会迅速扩展，并造成 工件的破坏。
磨削加工技术
微磨削加工技术微磨削加工技术主要分为精密和超精密磨削技术。
1 精密与超精密磨削的机理精密磨削一般使用金刚石和立方氮化硼等高硬度磨料砂轮，主要靠对砂轮的精细修整，使用金刚石修整刀具以极小而又均匀的微进给(1O一15 mm／min)，获得众多的等高微刃，加工表面磨削痕迹微细，最后采用无火花光磨，由于微切削、滑移和摩擦等综合作用，达到低表面粗糙度值和高精度要求。
超精密磨削采用较小修整导程和吃刀量修整砂轮，靠超微细磨粒等高微刃磨削作用进行磨削u J。
精密与超精密磨削的机理与普通磨削有一些不同之处。
1)超微量切除。
应用较小的修整导程和修整深度精细修整砂轮，使磨粒细微破碎而产生微刃。
一颗磨粒变成多颗磨粒，相当于砂轮粒度变细，微刃的微切削作用就形成了低粗糙度。
2)微刃的等高切削作用。
微刃是砂轮精细修整而成的，分布在砂轮表层同一深度上的微刃数量多，等高性好，从而加工表面的残留高度极小。
3)单颗粒磨削加工过程。
磨粒是一颗具有弹性支承和大负前角切削刃的弹性体，单颗磨粒磨削时在与工件接触过程中，开始是弹性区，继而是塑性区、切削区、塑性区，最后是弹性区，这与切屑形成形状相符合。
超精密磨削时有微切削作用、塑性流动和弹性破坏作用，同时还有滑擦作用。
当刀刃锋利，有一定磨削深度时，微切削作用较强；如果刀刃不够锋利，或磨削深度太浅，磨粒切削刃不能切人工件，则产生塑性流动、弹性破坏以及滑擦。
4)连续磨削加工过程。
工件连续转动，砂轮持续切人，开始磨削系统整个部分都产生弹性变形，磨削切人量(磨削深度)和实际工件尺寸的减少量之间产生差值即弹性让刀量。
此后，磨削切人量逐渐变得与实际工件尺寸减少量相等，磨削系统处于稳定状态。
最后，磨削切入量到达给定值，但磨削系统弹性变形逐渐恢复为无切深磨削状态引。
2 精密与超精密磨床的发展精密磨床是精密磨削加工的基础。
当今精密磨床技术的发展方向是高精度化、集成化、自动化。
英国Cranfield大学精密工程公司(CUPE)是较早从事超精研制成功的OAGM2500大型超精密磨床是迄今为止最大的超精密磨削加工设备，主要用于光学玻璃等硬脆材料的超精密磨削加工 J。
13机械制造基础2_齿加工和磨削
动画7 剃齿
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视频5 剃齿
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12.4.2 刀具、夹具、工件的安装
1．剃齿刀的安装 剃齿的安装角ψ按下式计算: ψ=β工+β刀 式中：β刀——刀具分度圆螺旋角; β工——被剃齿轮分度圆螺旋角。 剃齿面的安装精度、刀杆的径向圆跳动量一般小于0.003mm； 刀具安装好后，刀具端面圆跳动量一般小于0.006mm。
7
8~7
1.6~0.4
3.2~1.6
高
一般较滚齿低 较高 高 很高 成形高于展成
拉床
插齿机 滚齿机 剃齿机 珩齿机 磨齿机
大批大量生产7级精度的内齿 轮
单件成批生产中等质量的内外 圆柱齿轮、多联齿轮 单件成批生产中等质量的外圆 柱齿轮、蜗轮 精加工未淬火的圆柱齿轮 成批大量光整加工已淬火的圆 柱齿轮 精加工已淬火的圆柱齿轮
插齿过程如同一对齿轮作无侧隙的啮合运动,其中一个是被加 工齿轮,另一个是插齿刀(在每一个齿上磨出前角和后角以形成刀刃， 切削时插齿刀作上下往复运动，从工件上切除切屑。插齿刀的
模数和压力角必须与被加工齿轮的模
数和压力角相同。如动画6所示，当 插削圆柱直齿轮时，插齿机必须有以 下几个运动： ①切削运动; ②周向进给运动; ③分齿运动; ④径向进给运动; ⑤退 刀运动。
动画10 常用剃齿法
0.03mm)。
动画11 鼓形齿剃削
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12.5 珩齿（见视频6）
12.5.1 珩齿加工原理
珩齿加工是应用珩轮与被珩齿轮作自由啮合传动,利用其齿面间 的相对滑动速度和压力来进行珩削的一种齿面精加工方法。珩齿运 动和剃齿基本相同，一般用于淬硬齿轮的最终加工，与剃齿不同的 是珩齿加工余量很少，只需一次进行到底，故开始时齿面压力较大， 随后逐渐减小，直至压力消失时，珩齿便告结束。
「第一章 磨削加工的基本知识」
第一章磨削加工的基本知识培训学习目标1.磨削用量包括那几个基本参数?如何计算砂轮圆周速度、工件圆周速度?2.试述切削液的作用、种类及特点。
３.砂轮由哪三要素构成?4．如何选择砂轮硬度？5.如何选择砂轮粒度?６．引起砂轮不平衡的原因是什么?试述平衡砂轮的目的和方法。
一、磨床的基本知识１.磨床工作在制造业中的地位磨削是一种比较精密的金属加工方法,经过磨削的零件有很高的精度和很小的表面粗糙度值。
目前用高精度外圆磨床磨削的外圆表面，其圆度公差可达到0.001mm左右,相当于一个人头发丝粗细的1/70或更小；其表面粗糙度值达到Rａ0．02５um，表面光滑似镜。
在现代制造业中,磨削技术占有重要的地位。
一个国家的磨削水平，在一定程度上反映了该国的机械制造工艺水平。
随着机械产品质量的不断提高，磨削工艺也不断发展和完善。
2．普通磨床简介以常用的万能外圆磨床为例,磨床主要由床身、工作台、头架、尾座、砂轮架和内圆磨具等部件组成。
见图1。
磨床还包括液压系统。
（１）床身:磨床的支承。
（2)头架：安装与夹持工件，带动工件旋转,可在水平面内逆时针转９0°;(3）内圆磨具：支承磨内孔的砂轮主轴。
（4)砂轮架：支承并传动砂轮主轴旋转，可在水平面±30°范围内转动；(5)尾坐：与头架一起支承工件;(6）滑鞍与横进给机构:通过进给机构带动滑鞍上的砂轮架实现横向进给;(7)横向进给手轮(8)工作台:ａ.上工作台:上面装有头架与尾坐；ｂ．下工作台：上工作台可绕下工作台在水平面转±１0°角度。
3．磨床的型号磨床的种类很多,按GB／T153７5-1９94磨床的类、组、系划分表,将我国的磨床品种分为三个分类。
一般磨床为第一类，用字母M表示，读作“磨”。
超精加工机床、抛光机床、砂带抛光机为第二类，用2M表示。
轴承套圈、滚球、叶片磨床为第三类，用3M表示。
齿轮磨床和螺纹磨床分别用Ｙ和Ｓ表示,读作“牙”和“丝”。
典型零件加工工艺过程PPT课件
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CA6140. 车床主轴图
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主轴的机械加工工艺过程
➢主轴加工工艺过程制订的依据 主轴的结构；技术要求；生产批量；
设备条件 ➢主轴加工工艺过程 批量：大批；材料：45钢；毛坯：模
锻件
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➢工艺过程： 分为三个阶段（参见表5-5）：
粗加工：工序 1~6 半精加工：工序 7~13（7为预备） 精加工：工序 14~26（14为预备）
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箱孔与孔的位置精度 引起轴安装歪斜，致使主轴径向跳动 和轴向窜动，加剧轴承磨损 同一轴线上各孔的同轴度误差 孔端面对轴线垂直度误差
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孔和平面的位置精度
主要是规定主要孔和主轴箱安装基 面的平行度
主要平面的精度
影响主轴箱与床身的连接刚度
规定底面和导向面必须平直和相互 垂直
平面度、垂直度公差等级为5级
第二节
典型零件加工 工艺过程
机械制造工程——第五章
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一、轴（杆）类零件的加工
1．轴类零件的分类、技术要求
➢轴类零件的作用 支撑传动零件； 承受载荷； 传递扭矩。
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➢轴类零件的特点 长度大于直径； 加工表面为内外圆柱面、圆锥面、
螺纹、花键、沟轴 阶梯轴 空心轴 异形轴（曲轴、齿轮轴、偏心轴、
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➢加工顺序的安排和工序的确定
三种方案
粗加工外圆→钻深孔→精加工外圆→ 粗加工锥孔→精加工锥孔
粗加工外圆→钻深孔→粗加工锥孔→ 精加工锥孔→精加工外圆
粗加工外圆→钻深孔→粗加工锥孔→ 精加工外圆→精加工锥孔
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工序确定的两个原则
➢工序中所用的基准应在该工序前加工