磨削加工工艺与设备
简述磨削加工的过程
简述磨削加工的过程磨削加工是一种制造工艺，用于通过磨削材料表面来达到精度和表面质量的要求。
它是制造和维修高精度零件的重要工艺之一。
本文将详细介绍磨削加工的过程。
一、磨削加工概述磨削加工是通过磨粒与被加工物料之间的相互作用来去除材料表面，从而实现对工件尺寸、形状和表面质量的控制。
它通常用于制造高精度和高表面质量要求的零件，如汽车发动机、飞机发动机叶片、航天器部件等。
二、磨削加工类型1. 平面磨削：平面磨床用于对平坦表面进行加工，例如平板、底座等。
2. 内圆外圆磨削：内圆外圆磨床用于对轴类零件进行内外圆形的加工，例如轴承、齿轮等。
3. 立式磨削：立式磨床用于对大型或不规则形状的零件进行加工，例如航空发动机叶片。
4. 行星式磨削：行星式磨床用于对球形零件进行加工，例如轴承、球阀等。
三、磨削加工过程1. 磨削工具的选择：磨削工具的选择取决于被加工材料和要求的表面质量。
常见的磨削工具有砂轮、钻头、铰刀等。
2. 砂轮的选择：砂轮是最常用的磨削工具之一，它通常由胶结剂和磨粒组成。
不同类型的胶结剂和磨粒适用于不同类型的材料和表面质量要求。
3. 砂轮修整：在使用前，必须对砂轮进行修整以确保其平整度和圆度。
这可以通过专门的修整器来完成。
4. 砂轮安装：将修整后的砂轮安装在主轴上，并根据需要调整其位置和角度。
5. 加工参数设置：加工参数包括切速、进给速度、深度等。
这些参数取决于被加工材料和表面质量要求。
6. 加工过程控制：在加工过程中，必须控制切速、进给速度和深度等参数，并根据需要进行调整。
此外，还需要定期更换砂轮和清理加工区域。
四、磨削加工的优点和缺点1. 优点：磨削加工可以实现高精度和高表面质量要求，适用于各种材料和形状的零件加工。
2. 缺点：磨削加工成本较高，加工时间长。
此外，还存在一些问题，如砂轮易损坏、容易产生过热等。
五、总结磨削加工是制造高精度和高表面质量要求的零件的重要工艺之一。
它可以通过选择合适的磨削工具和调整加工参数来实现对零件尺寸、形状和表面质量的控制。
磨削
主轴用内连式异步电动机直接驱动， 主轴用内连式异步电动机直接驱动～ 砂轮架可 ， 普通精度级： ； 普通精度级：0.015mm/1000mm；Ra0.32～0.63 作间歇横向进给运动（手动，液压） 作间歇横向进给运动（手动，液压） 高级精度级： 高级精度级：0.005mm/1000mm；Ra0.04～0.01 ； ～ 沿立柱导轨作间歇的竖直切入运动
二、平面磨床与磨削方法
卧轴矩台
立轴矩台
常用的平面磨床按其砂轮轴线的位置和工作台 的结构特点，可分为卧轴矩台平面磨床、卧轴圆 台平面磨床、立轴矩台平面磨床、立轴圆台平面 磨床等几种类型。其中卧轴矩台平面磨床应用最 广。
（二）卧轴矩台平面磨床
1-床身 床身
工作台往复运动 液压） （液压）
2-工作台 工作台 3-砂轮架 砂轮架 4-滑座 滑座 5-立柱 立柱
2. 砂轮的标志 为了便于识别砂轮的全部特性， 为了便于识别砂轮的全部特性，在砂轮的端面一般都有标 志。磨具标志的顺序是：磨具形状、尺寸、磨料、粒度、硬度、 磨具标志的顺序是：磨具形状、尺寸、磨料、粒度、硬度、 组织、结合剂和最高线速度。 组织、结合剂和最高线速度。如： P—150×50×65WA60M5V30 150×50×65WA60M 3. 砂轮的安装、平衡与修整 （1）砂轮的安装 砂轮安装前应仔细检查是否有裂纹， 砂轮安装前应仔细检查是否有裂纹，有裂纹的砂轮不允许 使用；再检查砂轮内孔与法兰轴套配合的松紧是否适度。 使用；再检查砂轮内孔与法兰轴套配合的松紧是否适度。直径 较大的砂轮要用法兰盘装夹， 较大的砂轮要用法兰盘装夹，在法兰盘端面与砂轮之间应放置 弹性材料制成的衬垫。安装时， 弹性材料制成的衬垫。安装时，要擦净各零部件；紧固时要采 用对角逐步拧紧，以保证砂轮受力均匀，注意不要用力过猛。 用对角逐步拧紧，以保证砂轮受力均匀，注意不要用力过猛。 最后，将砂轮连同法兰盘一起装入主轴。 最后，将砂轮连同法兰盘一起装入主轴。 （2）砂轮的平衡 砂轮安装后必须进行平衡。 砂轮安装后必须进行平衡。一般采取在平衡架上进行静平 衡的方式（如图所示） 衡的方式（如图所示）。
磨削加工的工具和设备
磨削加工的工具和设备磨削加工是一种用磨料将工件表面去除一定量材料的加工方法。
在工业生产中，磨削加工是一项重要的工艺流程，它对零部件的精度、表面质量甚至性能都有着很大的影响。
磨削加工要求使用专门的设备和工具，本文将介绍一些常见的磨削加工工具和设备。
1. 磨轮磨轮是磨削加工的基本工具，主要用于对工件表面进行磨削和抛光。
磨轮的种类很多，常见的有切割磨轮、平面磨轮、锥形磨轮、球形磨轮等。
磨轮的材料也有很多种，如刚玉、石英、蓝宝石、金刚石、碳化硅等。
磨轮的选型要考虑到工件的材料、尺寸和形状，以及磨削要求，如磨削的精度、表面光洁度等。
2. 磨床磨床是一种专门用于进行磨削加工的机床，它能够完成各种形状和材料的工件的精密磨削。
根据不同的磨削加工要求，有不同种类的磨床，如普通磨床、数控磨床、外圆磨床、内圆磨床等。
磨床的机构主要包括进给机构、磨削头和床身等。
进给机构能够控制工件的进给速度，磨削头则负责进行磨削过程，床身主要承载各个机构。
3. 平面磨床平面磨床是磨床中的一种，它专门用于对平面工件的精密磨削。
平面磨床的主要部件包括床身、进给机构、工作台、主轴和磨轮等。
平面磨床磨削的精度和表面光洁度很高，通常用于对高精度零件的加工，如精密机床、模具以及各种要求精度高的机械零件。
4. 数控磨床数控磨床是在传统磨床的基础上发展而来的一种新型机床。
它通过计算机控制系统和数控系统实现工艺参数的自动调节和控制，能够对复杂的工件进行高精度的加工。
数控磨床的优点是自动化程度高，精度高，效率高，适用面广等。
5. 超精密磨床超精密磨床是一种专门针对高精度加工而设计制造的机床，它能够实现光学级、球面等高精度的磨削加工。
超精密磨床通常有多个主轴、自动化程度高、精度极高且要求环境干净，所以通常放置在专门的实验室里进行使用。
总之，磨削加工的工具和设备是各种精密机械零件甚至高科技产品制造的基础。
磨轮、磨床等的不断发展和改进实现了对工件越来越高的加工精度和表面光洁度，而数控磨床、超精密磨床的出现则更进一步实现了自动化加工和高精度加工，这也在一定程度上促进了现代工业的发展。
齿轮磨削加工工艺
齿轮磨削加工工艺
一、前期准备
1.确定齿轮的材质和规格。
2.根据齿轮的参数计算出齿轮的模数、齿数和压力角等参数。
3.选择合适的磨削机床和磨削工具。
二、磨削前处理
1.清洗齿轮表面，去除表面油污和铁锈等杂质。
2.检查齿轮的硬度和精度是否符合要求，如不符合要求则进行退火或其他处理。
3.在磨削前对齿轮进行测量，确定其实际尺寸和形状。
三、粗磨加工
1.安装好磨削机床和磨削工具，调整好刀具位置和切入角度等参数。
2.将齿轮安装到机床上，并进行对中调整，使其与刀具保持一定的距离。
3.开始进行粗磨加工，采用分段式进给方式进行加工，每段进给深度不宜过大。
四、半精密磨削
1.在完成粗磨后，对齿轮进行半精密磨削，采用同样的分段式进给方式进行加工。
2.为了保证加工质量，需要对磨削机床和磨削工具进行定期检查和维护。
3.在半精密磨削过程中，需要注意控制切削速度、进给速度和切削深度等参数，以确保加工精度。
五、精密磨削
1.在完成半精密磨削后，进行最后的精密磨削。
此时需要采用更加细致的进给方式和切入角度等参数。
2.为了保证加工质量，需要对磨削机床和磨削工具进行更加细致的检查和维护。
3.在精密磨削过程中，需要采用更加严格的控制方法来控制切割参数，以确保齿轮的最终形态、尺寸和表面质量。
六、后处理
1.完成齿轮的精密磨削后，需要对其表面进行清洗，并去除可能存在的毛刺和其他杂质。
2.对齿轮进行测量，并与原始设计要求进行比较，以确保其符合要求。
3.最后将齿轮包装好，并妥善保存。
磨削的工艺特点及其应用
磨粒破碎或整块从砂轮表面脱 落，露出里面新的磨粒，继续 进行磨削
砂轮的这种自行推陈出新，保持“自身锋锐”的性能称为 砂轮的自锐性。
由于砂轮这种自锐性，一方面破碎磨粒会堵塞孔隙，另一 方面随机脱落的磨粒引起砂轮尺寸精度下降，所以，经一段磨 削的砂轮需要重新修整，以保证其加工精度。
三、磨削的加工工艺特点：
①外圆磨削 分为有心磨削和无心磨削 在普通外圆磨床和万能外圆磨床上进行的
外圆柱面的加工是有心磨削。根据磨削运动的 不同，有心磨削分为纵磨法、横磨法、综合磨 法和深磨法。
纵磨法 横磨法 综合磨法 深磨法
进给运动
工件旋转实现周向进给；工作台 往复直线运动实现纵向进给；工 件一次往复行程终了时，砂轮做 周期性的径向进给。
1. 砂轮的特性包括：
1）磨料 目前应用的主要是人造磨料，分为固结磨 具磨料（F系列，表3-1列出了常用磨料A、C、MBD、 CBN）和涂附磨具磨料（P系列）。
2）粒度 反映磨料颗粒大小的程度。粒度号用F+数 字 表示，数字越大颗粒越小。一般情况下，粗磨时选 用颗粒大的磨粒，精磨时选用颗粒较小的磨料。
结合剂：有陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡胶结合 剂等。
陶瓷结合剂适用于外圆、内圆、平面和各种成形表 面磨削；树脂结合剂和橡胶结合剂适用于制成各种切 割用的薄片砂轮。
由于磨料、结合剂和制造工艺不同，砂轮性能差别 很大，对磨削效果、生产率和经济性有很大影响。
砂轮的特性是指磨料种类、粒度大小、硬度、结合 剂、结构组织、形状和砂轮尺寸等指标。
滑擦、 摩擦严重，切削热多。 ③砂轮本身传热性能很差，短时间内切削热传不出去 。
由于磨削过程切削温度很高。因此，磨削中应大 量采用切削液。切削液除冷却、润滑作用外，还可以 冲洗砂轮，保证磨削的正常运行，提高砂轮的耐用度 和工件的加工质量。
磨削加工的方法
用砂轮或涂覆磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削加工。
一般在磨床上进行。
磨削加工可分为普通磨削、无心磨削、高效磨削、低粗糙度磨削和砂带磨削等。
一、普通磨削（1）机床：普通磨床（2）加工范围：外圆、内圆、锥面、平面（3）按照砂轮粒度号和切削用量的不同，普通磨削可分为粗磨和精磨。
粗磨的尺寸公差等级为IT8～IT7，表面粗糙度Ra值为0.8~0.4μm；精磨的尺寸公差等级为IT6～IT5，表面粗糙度Ra值为0.4~0.2μm。
1.磨外圆（1）机床：普通外圆磨床、万能外圆磨床（2）磨削方法：纵磨法和横磨法纵磨法：加工精度高，Ra值较小，生产率低，广泛用于各种类型的生产中；横磨法：加工精度低，Ra值较大，生产率高，只适用于大批量生产中磨削刚度较好、精度较低、长度较短的轴类零件上的外圆表面和成形面。
2.磨内圆（包括内锥面）（1）机床：内圆磨床、万能外圆磨床（2）特点：①由于磨内圆砂轮受孔径限制，切削速度难以达到磨外圆的速度；②砂轮轴直径小，悬伸长，刚度差，易弯曲变形和振动，且只能采用较小的背吃刀量；③砂轮与工件成内切圆接触，接触面积大，磨削热多，散热条件差，表面易烧伤；④磨内圆比磨外圆生产率低，加工精度和表面质量难以控制。
3.磨平面（1）机床：平面磨床（2）加工方法：周磨法、端磨法①周磨法：加工精度高，表面粗糙度Ra值小，但生产率较低，多用于单件小批生产中，大批大量生产中亦可使用。
②端磨法：生产率较高，但加工质量略差于周磨法，多用于大批大量生产中磨削精度要求不太高的平面。
（1）机床：无心磨床（2）加工方法：纵磨法、横磨法1.无心纵磨法大轮为工作砂轮，起切削作用。
小轮为导轮，无切削能力。
两轮与托板构成V形定位面托住工件。
由于导轮的轴线与砂轮轴线倾斜β角（β＝1°～6°），v导分解成v工和v 进。
v工带动工件旋转，v进带动工件轴向移动。
为使导轮与工件直线接触，把导轮圆周表面的母线修整成双曲线。
磨削工艺技术
磨削工艺技术磨削工艺技术是一种常用的表面处理技术，通过使用磨削工具对被加工材料进行磨削，可以达到提高表面光洁度、精度和尺寸控制的目的。
磨削工艺技术主要用于金属、陶瓷、玻璃、非金属等材料的加工。
它可以用于去除材料的表面氧化层、提供更好的尺寸控制、改善表面粗糙度和提高材料的硬度等。
磨削工艺技术的优势在于能够在相对低的热输入下进行加工，以减少材料变形和改善加工精度。
此外，它还可以用于加工各种形状的工件，例如圆柱体、球体、锥体等。
在磨削工艺技术中，磨削工具起到了至关重要的作用。
常用的磨削工具有砂轮、砂带、砂纸等。
砂轮是磨削工艺技术中最常用的工具之一，它具有高硬度、高强度和高耐磨性的特点。
根据砂轮的不同形状和粒度，可以对不同材料进行粗磨、半粗磨、精磨和抛光等处理。
磨削工艺技术的过程包括粗磨、精磨和抛光三个阶段。
在粗磨阶段，磨削工具用于去除材料的表面氧化层和粗糙度。
在精磨阶段，磨削工具用于提供更好的尺寸控制和表面质量。
在抛光阶段，磨削工具则用于提高材料的光洁度和亮度。
磨削工艺技术的应用范围广泛。
在机械加工中，磨削工艺技术主要用于精密零件的加工。
例如，在航空航天领域中，磨削工艺技术可以用于制造涡轮叶片、发动机轴承和轴等零件。
此外，磨削工艺技术还可以应用于模具制造、车削和铣削等加工过程中，以提高加工效率和产品质量。
为了保证磨削工艺技术的质量和效果，操作人员需要具备一定的技术能力和经验。
首先，操作人员需要了解不同材料的物理性质和机械性能，以便选择合适的磨削工具和参数。
其次，操作人员需要掌握正确的操作方法，包括选择合适的砂轮、磨削速度和进给速度等。
最后，操作人员需要进行定期的保养和维护，确保磨削工具的正常运行和寿命。
总之，磨削工艺技术是一种常用的表面处理技术，它可以大大提高材料的表面光洁度、精度和尺寸控制。
通过正确选择磨削工具和操作方法，以及定期的保养和维护，可以保证磨削工艺技术的质量和效果。
磨削工艺技术在机械加工、模具制造和表面处理等领域中具有广泛的应用前景。
机械制造工艺-磨削加工
量
砂轮在工作台每一往复行程的时间内沿轴线
方向移动的距离
径向进给量 每一次行程的磨削深度
目录 \ CONTENTS
01 磨 削 运 动 及 过 程 02 磨 削 用 量 03 磨 削 加 工 方 法
磨削加工方法
常用磨削加工方法： 外圆磨削 平面磨削 内圆磨削 无心磨削
磨削加工方法
1.外圆磨削 主要用于磨削外圆柱面和圆锥面。 根据砂轮与工件的相对运动关系可分为纵向磨削法和径向磨削法 纵向磨削法 是应用最广泛的外圆磨削方法。
磨削加工方法
端面磨削：用砂轮的端面进行磨削称为端面磨削。
砂轮与工件接触面大 磨削效率高 加工精度低
磨削加工方法
3.内圆磨削 主要用于淬火工件的圆柱孔和圆锥孔的精密加工
内圆磨削
1—卡盘 2—砂轮轴 3—砂轮 4—工件
磨削加工方法
4.无心磨削 可用于外圆磨削，也可以进行内圆磨削 适合成批和大量生产
摩擦加剧，热应力显著
。
形成切屑
三个阶段可以全部存在，也可部分存在
目录 \ CONTENTS
01 磨 削 运 动 及 过 程 02 磨 削 用 量 03 磨 削 加 工 方 法
磨削用量
磨削用量
磨削速度 砂轮外圆的线速度
外圆磨中 工件圆周进给速度
工件速度
磨
平面磨中 工作台直线往复的运动速度
削 用
工件回转一周沿轴线方向相对砂轮移动的距离 轴向进给量
无心磨削
1—工件 2—导轮 3—支架或支持滚轮 4—砂轮 5—压轮
—磨削加工—
感谢观看
机械制造工艺基础
—磨削加工—
目录 \ CONTENTS
01 磨 削 运 动 及 过 程 02 磨 削 用 量 03 磨 削 加 工 方 法
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万能外圆磨床
图4-32 万能外圆磨床加工示意图 a)纵磨法磨外圆柱面 b)扳转工作台用纵磨法磨长圆锥面 c)扳转砂轮架用切入精品法文磨档 短圆锥面 d)扳转头架用纵磨法磨内圆锥面
2.无心外圆磨床 无心外圆磨床是一种高生产率、易于实现
自动化的磨削方法，适于成批、大量生产。 3.内圆磨床 内圆磨床用于磨削内圆柱面、内圆锥面及
磨床的种类很多，常用的有外圆磨床、内圆磨床 、平面磨床、成型面磨床和各种工具磨床等。
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4.4.1 砂轮的特性与选择
砂轮是磨削的主要工具， 它是由磨料和结合剂构成 的多孔物体，其中磨料、 结合剂和孔隙是砂轮的三 个基本组成要素。
砂轮的特性由磨料、粒度 、硬度、结合剂、组织、 形状及尺寸等因素来决定 ，现分别介绍如下。
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2.超精密磨床和磨削加工中心的发展 精密加工必须由高精度、高刚度的机床作
保证。 磨削加工中心是当今磨削技术进步的主要
标志，也是今后磨床技术的发展方向。
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4.4磨削加工与磨床
在磨床上用砂轮对工件表面进行切削加工的方法 称为磨削加工，它是零件精密加工的主要方法之 一。其加工精度可达IT6～IT4，表面粗糙度可达 Ra1.25～0.01μm。
磨削不仅能加工一般材料，如碳钢、合金钢、铸 铁等，还可以加工用一般金属刀具难以加工的硬 材料，如淬火钢、硬质合金等
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5.组织 砂轮的组织表示砂轮结构的松紧程度。根 据磨粒、结合剂和气孔三者体积的不同， 将砂轮组织分为紧密、中等和疏松三大类， 并进一步分为15级，见下表。
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6.形状、尺寸 根据机床结构与磨削加工需要，砂轮可制
成各种形状与尺寸。下表是常用的几种砂 轮形状、尺寸、代号及用途。 砂轮的各特性按其形状、尺寸、磨料、粒 度、硬度、组织、结合剂、线速度顺序书 写，即可得到砂轮的代号。如：
粗磨时，磨削余量大，要求表面粗糙度较高， 应选用粒度较粗的磨粒。因为磨粒粗，气孔 大，磨削深度可较大，砂轮不易堵塞和发热。
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精磨时，余量较小，要求表面粗糙度较低，可 取细磨粒。一般来说，磨粒愈细，磨削表面愈 光洁。 不同粒度砂轮的应用见下表。
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3.结合剂
结合剂的作用是将磨粒粘结在一起，使砂 轮具有必要的形状和强度。
1.磨料 常用磨料的名称、代号、
特性和用途见下表。
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2.粒度
粒度表示磨粒的粗细程度。粒度分为磨粒及微粉二类。 磨粒用筛选法分级，如粒度 60 ＃的磨粒，表示其大 小正好能通过 1 英寸长度上孔眼数为 60 的筛网。直 径小于 40 μ m 的磨粒称为微粉，微粉按实际尺寸大 小表示，如尺寸为 28 μ m 的微粉，其粒度号标为 W28 。
◆生产率比铰孔低，比拉孔更低。
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3.平面磨削 高精度平面及淬火零件的平面加工，大多
数采用平面磨削方法。平面磨削主要在平 面磨床上进行。按主轴布局及工作台形状 的组合，普通平面磨床可分为四类，如图 所示。 1)周磨(图a、b) 2)端磨(图c、d)
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a)卧轴矩台平面磨床磨削 b)卧轴圆台平面磨床磨削 精品文档
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外精品圆文档磨床上磨外圆
无心精外品文档圆磨削的加工示意图
2.内圆磨削
内圆磨削可以在内圆磨床上进行，也可以 在万能外圆磨床上进行。
磨孔与铰孔或拉孔比较，有如下特点：
◆可以加工淬硬的工件孔；
◆不仅能保证孔本身的尺寸精度和表面质 量，还可以提高孔的位置精度和轴线的直 线度；
◆用同一个砂轮可以磨削不同直径的孔， 灵活性较大；
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4.4.2 磨削的特点
1.精度高、表面粗糙度小
2.径向分力较大
3.磨削温度高
4.可以加工用其他刀具无法加工的硬材料
5.砂轮有自锐作用
4.4.3 磨削的应用
磨削加工的应用范围很广，如图所示，它可以
加工各种外圆面、内孔、平面和成形面(如齿
轮、螺纹等)。此外还用于各种切削刀具的刃
4.硬度
砂轮的硬度是指磨粒在外力作用下自砂轮 表面上脱落的难易程度。砂轮硬，磨粒难 以脱落；砂轮软，磨粒容易脱落。
一般情况下，软材料选用较硬砂轮，硬材 料选用较软砂轮。粗磨采用较软砂轮，精 磨采用较硬砂轮。当工件材料太软（如有 色金属、橡胶、树脂等）时，为避免砂轮 堵塞应选用较软的砂轮。当工件与砂轮接 触面积大时，应选用较软砂轮。
孔内端面等。 图示为一内圆磨床外形图。 4.平面磨床 平面磨床主要用于磨削各种工件的平面。 图示为卧轴矩台平面磨床的外形图。
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精品文档 内圆磨床
精品文档 卧轴矩台平面磨床
4.4.5 磨削技术新发展
1.高效磨削工艺 1)高速磨削 2)深切缓进给磨削 3)砂带磨削 ◆磨削效率高 ◆加工质量好 ◆磨削热小 ◆工艺灵活性大，适应性强 ◆综合成本低
磨。
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磨削的应
1.外圆磨削
1)在外圆磨床上磨外圆
轴类工件用前、后顶尖带夹头安装，盘套 类工件则利用心轴和顶尖安装。磨削方法 有以下几种：纵磨法(图a) 、横磨法(图 b) 、综合磨法(图c)和深磨法(图d) 。
2)在无心外圆磨床上磨外圆
无心磨削方式如图所示。
在无心磨床上加工工件时，工件不需打中 心孔，且安装工件省时省力，可连续磨削， 所以生产效率较高，特别适合大批大量生 产销轴类制件。
c)立轴圆台平面磨床磨削 d)立轴矩台平面磨床磨削
4.4.4 磨床
1.M1432A型万能外圆磨床
M1432A型万能外圆磨床的主要部件组成如 下：床身、头架、尾架、工作台、砂轮架 和内圆磨头等。结构外形如图所示。
万能外圆磨床可用于内外圆柱表面、内外 圆锥表面的精加工。虽然生产率较低，但 由于其通用性较好，被广泛用于单件小批 生产车间、工具车间和机修车间。加工方 式如图所示。