第一章 磨削加工的基本知识
磨床加工
砂轮架 砂轮架供安装砂轮用，并装有单独电动机， 通过皮带传动带动砂轮高速旋转。砂轮架可在床身 后部的导轨上横向移动。
尾座 尾座的套筒内有顶尖，用来支撑工件的另一 端。尾架可在工作台上纵向移动，扳动尾架上的杠 杆，顶尖套筒可伸出或缩进，以便装卸工件。
(2)
平面磨床 平面磨床可分为卧轴矩台式和立轴矩台式两 种。
图1.3平面磨床
5.外圆磨床的液压传动
图1.4液压传动原理
1.2 砂轮的特性及应用
砂轮是主要的磨削工具。它是由磨料和黏合剂 粘结在一起焙烧而成的疏松多孔体，可以粘结成各 种形状和尺寸。
图1.5砂轮
砂轮的磨粒直接担负切削工作，锋利且坚韧。加 工硬材料时用软砂轮；磨软材料时则用硬砂轮；磨 削紫铜和黄铜时，要用力度小的软砂轮。
图1.1磨床的应用
3.磨加工的精度和表面粗糙度值 ：
磨削加工能获得很高的加工精度和表面粗 糙度。通常加工精度可达IT7-IT5,表面粗糙度 可达0.8-0.2mm。采用精密磨削以及镜面磨削工 艺时，表面粗糙度可达0.1-0.01mm。 4.万能外圆磨床、平面磨床的主要组成部分及作 用: (1)万能外圆磨床 外圆磨床由床身、工作台、 头架、砂轮、内圆磨头、砂轮架和尾座等部件组 成, 如图所示:
图1.2外圆磨床
床身 床身用来安装各部件，上部有工作台和砂轮 架，内部装有液压传动系统。
床身上的导轨供工作台移动，横向导轨供砂轮架 移动。 工作台 工作台有两层，下工作台沿床身导轨作纵 向往复运动，上工作台相对下工作台能做一定角度 的回转，以便磨削圆锥面。
头架 头架上有主轴，主轴端部可安装顶尖、拨盘 或卡盘，以便装夹工件并带动其旋转。主轴由单独 电动机通过带传动的变速机构带动旋转，使工件可 获得不同的转动速度。头架可在水平面内偏转一定 角度。
磨削加工 ppt课件
120# 150# 180# 220# 240# 精磨, 精密磨, 超精磨,成型磨,刀具刃磨,珩
磨
W63 W50 W40 W28
精磨, 精密磨, 超精磨,珩磨,螺纹磨
微 W20 W14 W10 W7 W5 W3.5 超精密磨,镜面磨,精研,加工表面粗糙度可
粉 W2.5 W1.5 W1.0 W0.5
达Ra 0.05~0.012μm
ppt课件
5
1、外圆磨床
主要用于磨削内,外圆柱和圆锥表面,也能磨阶梯 轴的轴肩和端面,可获得IT6-IT7及精度Ra在1.25-0.08μm之间。
外圆磨床的主要类型有：普通外圆磨床、万能外 圆磨床，无心外圆磨床、宽砂轮外圆磨床和端面外圆 磨床等 。
主参数: 最大磨削直径的十分之一。
ppt课件
6
外圆磨床
磨削加工
教学目的:
通过本节课的学习，掌握磨削的特点， 了解磨床的主要类型及特点，能根据工件 形状、材料、精度等方面的要求，合理地 选择磨削方法及磨具。
重点和难点：
磨具的选用、常见磨削加工的类型和特点。
ppt课件
1
磨削加工特点
（1）加工余量少，加工精度高。一般磨削可获得 IT5～7级精度，表面粗糙度可达Ra0.2～1.6um。
（2）磨削加工范围广
各种表面：内外圆表面、圆锥面、平面、齿面、螺旋面 各种材料：普通塑性材料、铸件等脆材、淬硬钢、硬质
合金、宝石等高硬度难切削材料。
ppt课件
2
主要加工范围及方法
ppt课件
3
磨削加工特点
（3）磨削速度高、耗能多，切削效率低，磨削温度 高，工件表面易产生烧伤、残余应力等缺陷。
（4）砂轮有一定的自锐性。
磨削加工概述
几种常见的磨削加工
Байду номын сангаас
1.2 磨削加工的特点
1.加工精度高，表面 粗糙度小。
2.可对高硬度难加工 材料进行加工。
磨模削具加 工工的方特法点
4.砂轮具有自锐性。 3.磨削的温度高。
1.3 磨削用量
在磨削外圆加工中，磨削用量包括磨削速度、工件圆周进给速度、 轴向进给量和砂轮横向进给量。
磨削速度
工件圆周 进给速度
机械制造工艺与设备
磨削加工概述
磨削加工概述
1.1 磨削加工的应用
磨削加工是在磨 床上用高速旋转的砂 轮作为刀具对工件进 行加工的一种切削加 工方法。磨削加工应 用非常广泛，可以加 工各种表面，如内外 圆柱面、内外圆锥面、 平面、花键、渐开线 齿面、螺旋面等，还 可以刃磨刀具和进行 切断。如图所示为几 种常见的磨削加工。
轴向进 给量
砂轮横向 进给量
磨削速度vc是指 砂轮的圆周速 度，单位为m/s。
工件圆周进给 速度vw是指工件 磨削处外圆的
线速度，单位
为m/s。
轴向进给量fa是指 砂轮横向进给量
工件每转一转， fr是指工作台每 沿其自身轴线方 往复一次行程，
砂轮相对于工件 向相对于砂轮移 径向移动的距离，
动的距离，单位 也称为磨削深度，
为mm/r。
单位为毫米/单行 程或毫米/双行程。
机械制造工艺与设备
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机械制造技术--磨削加工概述PPT(29张)
——机械制造技术——
刀具分类？
磨削加工
——机械制造技术——
磨削加工种类
A.圆周磨削—以砂轮圆周表面磨削工件
端面外圆斜切入磨削
内圆纵磨
平面磨削
磨削加工种类
B.端面磨削—以砂轮的一个端面磨削工件
端面导轨磨削
端面磨削－平面
磨削加工种类
C.成形磨削—以砂轮圆周成形面磨削工件
成形磨削－齿轮
•
9、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每个人都是越活越现实。
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10、山有封顶，还有彼岸，慢慢长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。
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11、人生就像是一个马尔可夫链，你的未来取决于你当下正在做的事，而无关于过去做完的事。
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磨削力
(a)外圆圆磨 (b)切入磨 (c)平面磨 (d)端面磨
磨削力
•主磨削力（切向磨削力）Fn •背向力Fc •进给力Ff
1.ap Fn ，Ft ；vf Fn ，Ft 。 2.tc Fn （更显著F） t ，深磨时砂轮钝。化剧烈 3.砂轮行程次数 Fa （更显著F） t ，
磨削加工[1]
![磨削加工[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/07111987ec3a87c24028c41a.png)
磨削加工本章主要教学要求（1）了解磨削加工的特点及加工范围（2）了解磨床的种类及用途；（3）了解砂轮的特性、种类、使用及正确选择；（4）了解新的磨削方法和工艺；（5）掌握平面磨床及万能外圆磨床上工件的装夹方法、加工方法、主要形面的加工；（6）独立操作完成平面、外圆加工的基本技能。
安全实习注意事项（1）按生产要求着装，多人共用一台磨床时，只能一人操作，严禁两人同时操作；（2）开动磨床前，先用手动方式检查各种运动后，再按照一定顺序开起各部位开关，使机床空转几分钟后方可磨削；（3）在行程中不可转换工件的转速，也要防止磨床长期过载；（4）严禁面对砂轮站立，以防免砂轮突然碎裂飞出伤人；（5）严禁砂轮突然接触工件和采用过大的背吃刀量，以防工件被顶飞伤人；（6）用电磁吸盘装夹工件时应尽量加大吸附面积，必要可增加垫块，且工件吸牢后才能工作（启动时间一般为1~2min）；（7）修整砂轮时，修整器必须装夹牢固，并尽量采用磨削液冷却。
5.1 概述在磨床上利用砂轮作为切削刀具，对工件表面进行切削加工的过程称为磨削，它是工件精加工的常用方法之一。
5.1.1 磨削运动与磨削用量磨削时，砂轮的旋转运动为主运动，进给运动随采用不同磨床、不同加工方法而改变，切削用量也是如此。
这里以在万能外圆磨床上采用纵磨法磨削外圆为例，如图5-1所示。
进给运动为工件的旋转运动、工件随工作台的直线往复运动和砂轮沿工件径向上的横向移动运动。
5.1.1.1 磨削速度磨削速度为砂轮外圆的线速度。
其值可按下式计算：Vc=πd s n s/1000*60 （ｍ/ｓ）式中： d s—砂轮直径（ｍｍ）n s—砂轮的转速（ｒ／ｍｉｎ）5.1.1.2 圆周进给速度与纵向进给量磨削工件外圆处的线速度为圆周进给速度。
其值可按下式计算：V y=πd y n y/1000 (ｍ/ｍｉｎ)式中d y—工件直径（ｍｍ）n y—工件转速（ｒ／ｍｉｎ）纵向进给量是工件转一周在纵向方向上相对砂轮移动的垂直距离。
机械制造业磨削基本知识.
等级
超软
软
中软
中
中硬
硬
超硬
代号
D
E
F
G
H
J
K
L
M
N
P
Q
R
S
T
Y
选择
磨淬硬钢选用L~N,磨淬火合金钢选用H~K,高表面质量磨削时选用K~L,刃磨硬质合金刀具选用H~J
表5-1 砂轮特性及用途选择4—硬度
5.1.5 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来表示
5.1.2 粒度
表示磨料颗粒的大小
1．一般磨粒
粒度号---磨粒刚好可通过的筛网每英寸长度上（25.4mm）上的孔眼数。单位称为“目”。 粒度号越大，磨粒的实际尺寸越小
类别
粒度号
适 用 范 围
磨粒
8# 10# 12# 14# 16# 20# 22# 24# 30# 36# 40# 46# 54# 60# 70# 80# 90# 100# 120# 150# 180# 220# 240#
双斜边砂轮
OSX
磨齿轮及螺纹
双面凹砂轮
PSA
磨外圆，刃磨刀具，无心磨
切断砂轮 (薄片砂轮)
PB
切断及切槽
筒形砂轮
N
端磨平面
杯形砂轮
B
磨平面、内圆，刃磨刀具
碗形砂轮
BW
刃磨刀具，磨导轨
碟形砂轮
D
磨齿轮，刃磨铣刀、拉刀、铰刀
表5-2 常用砂轮的形状、代号及用途举例
有效磨粒切削刃
无效磨粒切削刃
有效磨粒切削刃只为静态切削刃总数的5%～12%； 一个磨粒可能有几个有效切削刃与工件接触，有60%的有效切削刃分布在不同磨粒上面。
磨削加工概述
• 常见的几种磨削加工类型如图所示。
【实训操作与思考】
• 观看实训指导老师实际操作，熟悉磨削外圆所必须的几种运动。 • 磨削加工为什么加工精度高？为什么不适合于加工有色金属材
料？
机械制造实训教程
(3)磨削温度高
• 由于磨削速度很高，是一般切削加工的10～20倍， 加工中产生大量的切削热。
• 高温会使磨屑在空气中发生氧化作用，产生火花。 磨削温度还会烧伤工件的表面，使工件硬度下降， 严重时产生微裂纹。降低了工件的表面质量和使 用寿命。
• 为了减少摩擦和改善散热条件，降低切削 温度，保证工件表面质量，在磨削时必须 采用大量的切削液。
机械制造实训教程
磨削加工概述
• 磨削加工基本知识 • 用高速旋转的砂轮对工件表面进行切削加工的方法称为磨
削加工。它是对机械零件进行精加工的一种主要方法。 • 图为磨削外圆时的磨削运动和磨削用量。
• 主运动及磨削速度（vｓ）。 • 砂轮的旋转运动是主运动，砂轮外圆的线速度称为磨削速
度，可用下式计算，即
Vｓ＝πdｓnｓ/1000×60（ｍ／ｓ）
式中： dｓ——砂轮直径（ｍｍ）； nｓ——砂轮每分钟转速（ｒ／ｍｉｎ）。
• 圆周进给运动及进给速度（Vｗ） • 工件的旋转运动是圆周进给运动；磨削工件外圆处的线速
度称为圆周进给速度，可用下式计算，即
vｗ＝πdｗnｗ1000×60(m/s)
• 式中 dｗ——工件磨削外圆直径(mm)； nｗ——工件每分钟转速(r/mm)。
• 经磨削加工的工件一般尺寸公差等级可达IT5～IT7级，表 面粗糙度 Rａ＝0.2～0.8μｍ，精磨后的 Rａ值更小。
(2) 加工工件的硬度更高 • 由于磨粒的硬度很高，磨削不但可以加工钢和铸铁等金属
机械制造技术--磨削加工概述
头架
工作台
内圆磨具
砂轮架 横向进给机构 尾座
床 身
横向进给手柄
脚踏操作板
万能外圆磨床外观图
磨削加工方法
纵磨法
横磨法
深磨法
磨磨削削外外圆圆柱柱面面
扳扳转转工工作作台台磨磨削削长长圆圆锥锥面面
扳转砂轮架磨削短圆锥面
扳转头架磨削内圆锥面
M1432A型万能外圆磨床典型加工示意图
磨削加工的发展
磨削加工的发展
AM20.10.1520.10.15
磨削力
(a)外圆圆磨 (b)切入磨 (c)平面磨 (d)端面磨
磨削力
•主磨削力（切向磨削力）Fn •背向力Fc •进给力Ff
1.ap Fn ，Ft ；vf Fn ，Ft 。 2.tc Fn （更显著），Ft ，深磨时砂轮钝化剧烈。 3.砂轮行程次数 Fa （更显著），Ft
磨削温度
磨削加工
• 磨削加工是采用固定磨粒工具进行的加工 。
• 磨粒的顶尖角通常为90°～120°，磨粒以 较大的负前角进行切削；磨粒形状、大小 各异，一般都有钝圆半径；切削刃排列不 规则，呈随机分布状态。
视频
磨削加工
• 磨粒多数是在粒端负前角下切削工作； （1）负前角对切削过程的影响：前刀面之前
的金属流分为两路：一路进入刀具下面， 一路沿前刀面上升而成为切屑，两路之间 有一分流点； （2）负前角对切削力的影响：法向力大于切 向力；切削速度升高，切削力降低；
磨床
• 磨床是用磨料磨具（砂轮,砂带,油石和研磨 料）为工具进行切削加工的机床。广泛用 于零件的精加工，尤其是淬硬钢件，高硬 度特殊材料及非金属材料(如陶瓷)的精加工 。
磨床
• 磨床种类很多，其主要类型有：外圆磨床 、内圆磨床、平面磨床、工具磨床、刀具 和刃具磨床及各种专门化磨床。如曲轴磨 床、凸轮磨床、齿轮磨床、螺纹磨床等。 此外还有珩磨机、研磨机和超精加工机床 等。
磨削加工工艺基础ppt课件.ppt
N
主轴端磨平面
BW
磨机床导轨、刃磨刀具
D1
刃磨刀具
D3
磨齿轮及插齿刀
认 识 到 了 贫 困户贫 困的根 本原因 ，才能 开始对 症下药 ，然后 药到病 除。近 年来国 家对扶 贫工作 高度重 视，已 经展开 了“精 准扶贫 ”项目
6.1
磨削加工工艺基础
6.1.2.3 砂轮的安装与修整
（1）砂轮的安装 砂轮在高速旋转下进行工作，使 用前必须仔细地检查安装是否正确、牢固；砂轮外观不允 许有裂纹，以免发生破裂，造成人身和质量事故。
工作台最大回转角度 顺时针
30°
逆时针
7°、6°、5°
工作台纵向移动速度（液压无级调速）0.05～4m/min
认 识 到 了 贫 困户贫 困的根 本原因 ，才能 开始对 症下药 ，然后 药到病 除。近 年来国 家对扶 贫工作 高度重 视，已 经展开 了“精 准扶贫 ”项目
6.1
磨削加工工艺基础
6.1.1.2 平面磨床
6.1
磨削加工工艺基础
砂轮的特性由磨料、粒度、结合剂、硬度及组织等五 个方面的因素决定。
（1） 磨料 指砂轮中磨料的材料，在磨削中担负主要的切削工作。 磨料必须具备高硬度、高耐热性、耐磨性和一定的韧性。 （2） 粒度 表示磨料颗粒的大小。 （3） 结合剂 用于粘合磨粒，制成各种不同形状和尺寸的砂轮。结 合剂的性能决定了砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性和耐 热生。
磨削类型
表6-2 常用磨削加工方法简介
磨削方法
简图
外圆磨削
纵磨法
内圆磨削
纵磨法
平面磨削
周磨法 端磨法
认 识 到 了 贫 困户贫 困的根 本原因 ，才能 开始对 症下药 ，然后 药到病 除。近 年来国 家对扶 贫工作 高度重 视，已 经展开 了“精 准扶贫 ”项目
《金属切削原理》第章磨削
第十二章磨削磨削用于加工坚硬材料及精加工、半精加工内圆磨削外圆磨削平面磨削普通平面磨削圆台平面磨削超精磨削加工第一节砂轮的特性及选择砂轮由磨料、结合剂、气孔组成特性由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织决定一、磨料分为天然磨料和人造磨料人造磨料氧化物系刚玉系（Al2O3）碳化物系碳化硅系碳化硼系超硬材料系人造金刚石系立方氮化硼系二、粒度表示磨粒颗粒尺寸的大小＞63µm号数为通过筛网的孔数／英寸（25.4mm）机械筛分一般磨粒＜63µm号数为最大尺寸微米数（W）显微镜分析法微细磨粒精磨细粒降低粗糙度粗磨粗粒提高生产率高速时、接触面积大时粗粒防烧伤软韧金属粗粒防糊塞硬脆金属细粒提高生产率国标用磨粒最大尺寸方向上的尺寸来表示三、结合剂作用：将磨料结合在一起，使砂轮具有必要的强度和形状1、陶瓷结合剂（A）常用由黏土等陶瓷材料配成特点：粘结强度高、耐热、耐酸、耐水、气孔率大、成本低、生产率高、脆、不能承受侧向弯扭力2、树脂结合剂（S）切断、开槽酚醛树脂、环氧树脂特点：强度高、弹性好、耐热性差、易自砺、气孔率小、易糊塞、磨损快、易失廓形、与碱性物质易反应、不易长期存放3、橡胶结合剂（X）薄砂轮、切断、开槽、无心磨导轮人造橡胶特点：弹性好、强度好、气孔小、耐热性差、生产率低4、金属结合剂（Q）磨硬质合金、玻璃、宝石、半导体材料青铜结合剂（制作金刚石砂轮）特点：强度高、自砺性差、形面成型性好、有一定韧性四、硬度在磨削力作用下，磨粒从砂轮表面脱落的难易程度分为超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬工件材料硬砂轮软些防烧伤工件材料软砂轮硬些充分发挥磨粒作用接触面积大软砂轮精度、成形磨削硬砂轮保持廓形粒度号大软砂轮防糊塞有色金属、橡胶、树脂软砂轮防糊塞五、组织磨粒、气孔、结合剂体积的比例关系分为：紧密（0～3）、中等（4～7）、疏松（8～14）（磨粒占砂轮体积％↘）气孔、孔穴开式（与大气连通）占大部分，影响较大闭式（与大气不连通）尺寸小、影响小开式空洞型蜂窝型前两种构成砂轮内部主要的冷却通道管道型5～50µm六、砂轮的型号标注形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、允许最高圆周线速度P300x30x75WA60L6V35外径300，厚30，内径75第二节磨削运动一、磨削运动1、主运动砂轮外圆线速度 m/s2、径向进给运动进给量fr 工件相对砂轮径向移动的距离间歇进给 mm/st 单行程mm/dst 双行程连续进给 mm/s3、轴向进给运动进给量fa 工件相对砂轮轴向的进给运动圆磨 mm/r平磨 mm/行程4、工件速度vw线速度 m/s二、磨削金属切除率ZQ＝Q/B＝1000·vw·fr·fa/B mm^3/(s·mm)ZQ：单位砂轮宽度切除率Q：每秒金属切除量用以表示生产率B：砂轮宽度三、砂轮与工件加工表面接触弧长lc＝sqrt(fr·d0)影响参加磨削磨粒数目及磨粒负荷，容屑，冷却条件四、砂轮等效直径将外圆（内圆）砂轮直径换算成接触弧长相等的假想平面磨削的砂轮直径结论：对砂轮耐用度影响内圆＞平面＞外圆第三节磨削的过程一、单个磨粒的磨削过程磨粒的模型锐利120°圆锥钝化半球实际磨粒：大的负前角，大的切削刃钝圆半径滑擦、耕犁、切削滑擦：（不切削，不刻划）产生高温，引起烧伤裂纹耕犁：（划出痕迹）磨粒钝或切削厚度小于临界厚度，工件材料挤向两侧隆起切削：切削厚度大于临界厚度，形成切屑v↑→隆起↓（线性）塑性变形速度＜磨削速度二、磨削的特点1、精度高、表面粗糙度小高速、小切深、机床刚性2、径向分力Fn较大多磨粒切削3、磨削温度高磨粒角度差、挤压和摩擦、砂轮导热差4、砂轮的自砺作用三、磨削的阶段1、初磨阶段实际磨深小于径向进给量2、稳定阶段实际磨深等于径向进给量3、清磨阶段实际磨深趋向于0提高生产率缩短1、2提高质量保证3第四节磨削力及磨削功率一、磨削力的特征分解成三个分力Ft切向力 Fn法向力 Fa轴向力特征：1、单位切削力k很大磨粒几何形状的随机性和参数的不合理性7000～20000kgf/mm^2 其他切削方式k＜700kgf/mm^22、Fn值最大Fn/Ft 通常2.0～2.5工件塑性↓、硬度↑→Fn/Ft↑切深小，砂轮严重磨损 Fn/Ft 可达5～103、磨削力随磨削阶段变化初磨、稳定、光磨二、磨削力及磨削功率摩擦耗能占相当大的比例（70～80％）切向力（N）：Ft＝9.81·(CF·(vw·fr·B/v)+µ·Fn)径向力（N）：Fn＝9.81·CF·(vw·fr·B/v)·tan(α)·(π/2) vw：工件速度v：砂轮速度fr：径向进给量B：磨削宽度CF：切除单位体积切屑所需的能 kgf/mm^2µ：工件－砂轮摩擦系数α：假设粒度为圆锥时的锥顶半角磨削功率P＝Ft·v/1000 Kw理论公式精度不高，常用实验测定（顶尖上安装应变片）第五节磨削温度耕犁、滑擦和形成切屑的能量全部转化成热，大部分传入工件一、磨削温度砂轮磨削区温度θA：砂轮与工件接触区的平均温度影响：烧伤、裂纹的产生磨粒磨削点温度θdot：磨粒切削刃与切屑接触部分的温度温度最高处，是磨削热的主要来源影响：表面质量、磨粒磨损、切屑熔着工件温升：影响：工件尺寸、形状精度受影响二、影响磨削温度的因素切削液为降温的主要途径1、工件速度对磨粒磨削点温度的影响大于砂轮速度vw↑→acgmax↑→F↑→θdot↑大v↑→acgmax↓→θdot↑小→摩擦热↑↗acgmax：单个磨粒最大切削厚度 mm假设：磨粒前后对齐，均匀分不在砂轮表面平面磨：acgmax=(2·vw·fa/(v·m·B))sqrt(fr/dt)外圆磨：acgmax=(2·vw·fa/(v·m·B))sqrt((fr/dt)+(fr/dw))dt：砂轮直径m：每毫米周长磨粒数用于定性分析2、径向进给量Frfr↑→acgmax↑→θdot↑fr↑→接触区↑→同时参加切削磨粒数↑→θA↑3、其他因素fa↑→θdot↑、θA↑工件材料硬度↑、强度、↑韧性↑→θdot↑、θA↑θA↑→工件温升↑vw↑→被磨削点与砂轮接触时间↓→工件温升↗三、磨削温度的测量（热电偶）第六节砂轮的磨损及表面形貌一、砂轮的磨损类型磨耗磨损磨粒磨损破碎磨损磨粒或结合剂破碎（取决于磨削力与磨粒、结合剂强度）破碎磨损消耗砂轮多磨耗磨损通过磨削力影响破碎磨损阶段初期磨损磨粒破碎磨损（个别磨粒受力大，磨粒内部应力与裂纹）二期磨损磨耗磨损三期磨损结合剂破碎磨损二、砂轮的耐用度T砂轮相邻两次修整期间的加工时间 s各因素通过平均切削厚度来影响T经验公式：T=6.67·(dw^0.6)·km·kt/(10000·(vw·fa·fr)^2)dw：工件直径kt：砂轮直径修正系数km：工件材料修正系数粗磨时间常用单位时间内磨除金属体积与砂轮磨耗体积之比来选择砂轮三、砂轮的修整作用去除钝化磨粒或糊塞住的磨粒，使新磨粒露出来增加有效切削刃，提高加工表面质量工具单颗金刚石、单排金刚石、碳化硅修整轮、电镀人造金刚石滚轮、硬质合金挤压轮等使用单颗金刚石：导程小于等于磨粒平均直径，每颗磨粒都能修整深度小于等于磨粒平均直径，提高砂轮寿命四、表面形貌单位面积上磨粒数目越多→acgmax↓→磨粒受力↓→磨粒寿命↑→T↑磨粒高度分布越均匀→粗糙度↓磨粒间距均匀性越好→粗糙度↓第七节磨削表面质量与磨削精度一、表面粗糙度比普通切削小小于 Ra2～4µmvw↓、v↑、R工↑、R砂↑、细粒度→粗糙度↓细粒度→m↑→粗糙度↓B↑→acgmax↓→粗糙度↓磨粒等高性好→粗糙度↓二、机械性能1、金相组织变化烧伤：C↑、合金元素↑→导热性↓→易烧伤高温合金↑→磨削功率↑→θA↑→易烧伤影响：破坏工件表层组织，产生裂纹，影响耐磨性和寿命2、残余应力原因：相变引起金相组织体积变化温度引起热胀冷缩和塑性变形的综合结果光磨10次残余应力减少2～3倍光磨15次残余应力减少4～5倍fa↓、fr↓→拉应力↓3、磨削裂纹磨削速度垂直方向上的裂纹（局部高温急冷造成热应力）三、磨削精度1、磨床与工件的弹性变形2、磨床与工件的热变形3、砂轮磨损导致形状尺寸变化3、磨床与工件振动研磨加工是应用较广的一种光整加工。
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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”。第一类磨床按加工不同分为一下几组：0—仪表磨床；1—外圆磨床（如M1432A、MBS1332A、MM1420、M1020、MG10200等）；2--内圆磨床（如M2110A、MGD2110等）；3—砂轮机；4—研磨机、珩磨机；5—导轨磨床；6—刀具刃磨床（M6025A、M6110等）；7—平面及端面磨床（如M7120A、MG7132、M7332A、M7475B等）；8—曲轴、凸轮轴、花键轴及轧辊轴磨床（如M8240A、M8312、M8612A、MG8425等）；9—工具磨床（如MK9017、MG9019等）。
型号还指明机床主要规格参数。一般以内、外圆磨床上加工的最大直径尺寸或平面磨床工作台面宽度（或直径）的1/10表示；曲轴磨床则表示最大回转直径的1/10；无心磨床则表示基本参数本身（如M1080表示最大磨削直径为80mm）。
应当注意，外圆磨床的主要参数代号与无心外圆磨床不同。 磨床的通用特性代号位于型号第二位（如表1-1），如型号MB1432A中的B表示半自动万能外圆磨床。
磨床结构性能的重大改进用顺序A、B、C……表示，加在型号的末尾。 现以一数控高精度外圆磨床的型号说明磨床型号的表示方法。其最大磨削直径为200mm，经第一次改进设计。
常用的磨床型号含义如下： M1432B表示万能外圆磨床，最大磨削直径为320mm，经第二次重大结构改进； MM1420表示精密万能外圆磨床，最大磨削直径为200mm； MBS1332A表示半自动高速外圆磨床，最大磨削直径为320mm，经第一次重大结构改进。 MG1432A表示高精度万能外圆磨床，最大磨削直径为320mm，经第一次结构改进。 MB1632表示半自动端面外圆磨床最大回转直径为320mm； M1080表示无心外圆磨床，最大磨削直径为80mm； M2110表示内圆磨床，最大磨削孔径为110mm； M7120A表示卧轴矩台平面磨床，工作台宽度为200mm，经第一次重大结构改进； M7475B表示立轴圆台平面磨床，工作台直径为750mm，经第二次重大结构改进； M6025A表示万能工具磨床，最大回转直径为250mm，经第一次重大结构改进； S7332表示螺纹磨床，最大工件直径为320mm。 4.磨床的润滑和保养 1.磨床的润滑 良好的保养和润滑有利于延长磨床的使用寿命，保持磨床的精度和可靠性。润滑的目的是减小磨床摩擦面和机构传动副的磨损，并提高机构工作的灵敏度。如磨床主轴的动压轴承，其砂轮架油池每三个月更换一次精密主轴油，常用的润滑油为N2主轴油、N5主轴油两种。主轴的油膜对润滑油有很高的要求，故不能用错油，有些高精度磨床的主轴动压轴承采用汽轮机油与煤油配置而成。磨床工作台纵向导轨、砂轮架横向导轨用润滑油是全损耗系统用油，如L-AN46、l-AN32、L-AN68。内圆磨具滚动轴承，500h更换一次润滑油，如3号锂基润滑脂，3号钙基润滑脂。其它需采用滴油润滑的各润滑点如尾座套筒注油孔、横向进给手轮润滑油杯、工作台纵向手轮润滑杯等都需注入全损耗系统用油。 2.磨床的保养
磨床的日常保养很重要，要正常操作磨床，防止产生磨床故障或损害机床，降低机床精度。
机床保养九项要点： 1）合理操作磨床，不损害磨床部件、机械结构。 2）工作前后须清理机床，检查磨床部件、机械结构、液压系统、冷却系统是否正常，并及时修理排除磨床故障。
3）在工作台上调整头架、尾座位置时，须擦净其联接面，并涂润滑油后移动头架或尾座。保护工作台、头架、尾座 联接间的有关机床精度。 4）人工润滑的部位应按规定的油类加注，并保证一定的油面高度。 5)定期冲洗冷却系统，合理更换切削液。处理废切削液应符合环保要求。 6）高速滚动轴承的温升应低于60℃。 7）不同精度等级和参数的磨床与加工工件的精度和尺寸参数相对应，以保护机床精度。 8）磨床敞开的滑动面和机械机构须涂油防锈。 9）不碰撞或拉毛机床工作面的部件。 磨床运转500h后，需进行一次一级保养，一级保养工作以操作人员为主，维修人员配合进行。
一级保养常用工具有一字槽螺钉旋具、十字槽螺钉旋具、活扳手、呆扳手、内六角扳手、整体扳手、成套套筒扳手、锁紧扳手等。
一级保养的操作步骤： 1）切断电源，摇动手轮使砂轮架退后至较后位置，推动头架、尾座至工作台两端。 2）清扫机床铁屑较多的部位，如水槽、切屑液箱、防护罩壳等。 3）用柴油清洗头架主轴、尾座套筒、液压泵过滤器等。 4）在机修人员配合指导下，，检查砂轮架及床身油池内的油质情况，油路工作情况等，并根据实际情况调换或补充润滑油和液压油。
5）在维修电工的配合指导下，进行电气检查和保养。 6）进行机床油漆表面的保养，按从上到下，从后到前，从左到右的顺序进行，如有油痕可以用去污粉或碱水清洗。
7）进行附件的清洁保养。 8）补齐所缺少的零部件。 9）调整机床，如调整砂轮架主轴，头架主轴的间隙等。 10）装好防护罩壳、盖板。 二、磨削加工的特点及磨削过程 1磨削加工的特点 1）砂轮是由磨料和结合剂粘结而成的的磨料工具（磨具）。磨粒材料（简称磨料）时一种具有极高硬度的非金属晶体，其硬度大于经热处理后的钢材的硬度，具有极高的可加工性。因此砂轮不但可以磨削铜、铝、钢、铸铁等材料，而且还可以磨削硬度很高的材料。
2）砂轮是一种特殊的多刃磨削工具。 砂轮在磨削时，除了切除极细的小金属外，磨粒还对工件表面挤压和摩擦，在磨削区域的磨削温度高达400-1000℃。
3）磨削加工能获得极高的加工精度和极低的表面粗糙度值。每颗磨粒切去切削厚度很薄，一般只有几微米，一般精度可达IT6级~IT7级，表面粗糙度可达Ra0.08μm~Ra0.05μm，精度磨削可达到更高，故磨削常用在精加工工序。
4）磨削作为机械加工的精加工工艺，是工件经过粗加工后，只切除工件表层极薄的金属层，最终达到工件的加工精度和表面粗糙度要求。磨削时吃刀量是很小的。
5）一般磨削加工的金属切除效率较低，生产效率较低，高速磨削，强力磨削则有较高的金属切除率，特别是高速磨削的推广具有重要意义。
6）砂轮在磨削时还具有自锐性。磨粒具有一定的脆性。在磨削力的作用下会破裂，从而更新其切削力，称为砂轮的“自锐作用”。
7）砂轮的工作表面须经过修整，才能形成合适的微刃进行磨削加工。 2.磨削过程及磨削力、磨削热 （1）磨削过程 磨削加工的实质是工件被磨削的金属表层在无数磨粒的瞬间挤压、刻划、切削、摩擦抛光作用下进行的。磨削瞬间起切削作用的磨粒的磨削过程可分为四个阶段：砂轮表面的磨粒与工件材料接触为弹性变形的第一阶段；磨粒继续切入工件，工件进入塑性变形的第二阶段；材料的晶粒发生滑移，使塑性变形不断增大，当磨削力达到工件的强度极限时被磨削层材料产生挤裂，进入第三阶段；最后被切离。磨削过程表现为力和热的作用。
（2）磨削力 磨削力时磨削加工时，工件材料抵抗砂轮磨削所产生的阻力。磨削力在空间可分为三个分力： 1）切削力Fc 总切削力在主运动方向上的正投影。 2）被方向力Fp 总切削力在垂直于进给运动方向上的分力。磨削时要特别注意被向力对加工精度的影响。
3）进给力Ff 总切削力在进给运动方向上的正投影。 （3）磨削热 磨削热是在磨削过程中，由于被磨削材料层的变形、分离及砂轮与被加工材料间的摩擦而产生的热。磨削热较大，热量传入砂轮、磨削、工件或被切削液带走。然而砂轮是热的不良导体，因此几乎80％的热量传入工件和磨屑，并使磨屑燃烧。磨削区域的高温会引起工件的热变形，从而影响加工精度。严重的会产生工件表面灼伤、裂纹等弊病，因此磨削时应特别注意对工件的冷却和减小磨削热，以减小工件的热变形，防止产生工件表面灼伤和裂纹。
三、磨削用量的概念 1.磨削的基本运动 磨削的运动分主运动和进给运动两种。 1）外圆磨削的进给运动为工件的圆周进给运动、工件的纵向进给运动和砂轮的横向吃刀运动。
2）内圆磨削的进给运动与外圆磨削相同。 3）平面磨削的进给运动为工件的纵向（往复）进给运动，砂轮或工件的横向进给运动和砂轮的垂直吃刀运动。
2.磨削用量 磨削用量来表示磨削加工中主运动及进给运动参数的速度或数量。磨削主运动的磨削用量为砂轮圆周速度，磨削进给量有些区别。外圆磨削的磨削用量包括：砂轮圆周速度Vs、工件圆周速度Vw、纵向进给量f、被吃刀量ap。
四、砂轮
1.砂轮的结构 磨具(abrasive grinding tools)：分砂轮、油石、磨头、砂瓦、砂布、砂纸、砂带、研磨膏等6类。砂轮是特殊的刀具，又称磨具，其制造过程也较复杂。他是由一种