磨削加工的特点和应用范围
第五节 磨削的工艺特点及其应用
第五节磨削的工艺特点及其应用用砂轮或其他磨具加工工件，称为磨削。
本节主要讨论用砂轮在磨床上加工工件的特点及其应用，磨床的种类很多，较常见的有外圆磨床、内圆磨床和平面磨床等。
作为切削工具的砂轮，是由磨料加结合剂用烧结的方法而制成的多孔物体。
由于磨料、结合剂及制造工艺等的不同，砂轮特性可能差别很大，对磨削的加工质量、生产效率和经济性有着重要影响。
砂轮的特性包括磨料、粒度、硬度、结合剂、组织以及形状和尺寸等。
一.磨削过程磨削可以加工外圆面、内孔、平面、成形面、螺纹、齿轮等1.外圆磨削1、在外圆磨床上进行磨法：纵磨法横磨法综合磨深磨法2、无心外圆磨圆面必须连续，不能有较长键槽等孔的磨削2.平面磨削周磨质量较高，但较慢端磨较快，但质量不高特点:主运动是砂轮的旋转运动；磨削过程:实际上是磨粒对工件表面的切削、刻削和滑擦三种作用的综合效应；砂轮的“自锐性” ：磨削中，磨粒本身也会由尖锐逐渐磨钝，使切削能力变差，切削力变大，当切削力超过粘结剂强度时，磨钝的磨粒会脱落，露出一层新的磨粒，这就是砂轮的“自锐性”。
磨削往往作为最终加工工序。
砂轮的修整由于砂轮的“自锐性”以及切屑和碎磨粒会阻塞砂轮，在磨削一定时间后，需用金刚石车刀等对砂轮进行修整。
二.磨削的工艺特点磨床的特点：a.使用磨料、磨具（如砂轮、砂带、油石、研磨料等）为工具，进行切削加工。
b.用来加工硬度较高的材料。
c.加工精度高、光洁度高。
d.一般加工余量较小。
工业发达国家，磨床比例高（约30％左右），磨床用于粗、精加工，发展了新型强力磨和高速磨。
三.磨削的应用和发展(一)外圆磨床磨床中所占比例较大的一种，包括万能外圆磨床、外圆磨床、无心外圆磨床。
1.万能外圆磨床万能性好，常用于加工以下几种典型表面。
<1>磨外圆加工所需的运动砂轮主运动 n工件的圆周进给运动 f1工件的纵向进给运动 f2砂轮的横向切入运动 c<2>磨长圆锥面外圆磨床工作台分两层，上工作台相对下工作台调整至一定的角度位置（不超过±7°)机床运动与（1）相同，但工件回转中心线与工作台纵向进给方向不平行，故磨削出来的是圆锥面。
车削,铣削,磨削,刨削,钻削的工艺特点
车削,铣削,磨削,刨削,钻削的工艺特点
车削的工艺特点：
1. 利用旋转刀具对工件进行切削加工，工件固定在回转工作台上。
2. 适用于加工轴类工件和旋转对称零件。
3. 刀具与工件之间有相对运动，可以实现高精度的切削加工。
4. 可以实现多种切削操作，如外圆车削、内圆车削、平面车削等。
铣削的工艺特点：
1. 利用旋转刀具在工件表面上进行直线或曲线方向的切削加工，工件固定在工作台上。
2. 适用于加工平面、曲面、齿轮等复杂形状的工件。
3. 切削速度较高，加工效率高。
4. 可以实现多种切削方式，如平面铣削、立铣、侧铣等。
磨削的工艺特点：
1. 利用磨料粒子对工件进行磨擦切削，工件固定在工作台上。
2. 适用于加工高硬度、高精度要求的工件，如模具、工具等。
3. 能够实现高精度的尺寸和形状加工。
4. 磨料粒子具有自锋性，切削力小，可加工硬度高的材料。
刨削的工艺特点：
1. 利用刨刀对工件进行切削加工，工件固定在工作台上。
2. 主要用于加工大型工件的面、平面和槽的加工。
3. 加工速度较低，但能够达到高表面精度和平面度。
4. 切削力大，适用于切削材料的加工。
钻削的工艺特点：
1. 利用旋转钻头对工件进行切削加工，工件固定在工作台上。
2. 主要用于加工孔类零件，可以实现精确的孔径和孔位。
3. 可以加工各种孔型，如圆孔、长孔、螺纹孔等。
4. 切削速度较慢，但能够达到较高精度和光洁度。
磨削加工
下一页 返回
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。
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。
第十二章 磨削
12.3 砂轮表面形貌图
有效磨粒切削刃，无效磨粒切削刃。 测量砂轮表面形貌目前主要用接触法： 1、静态法 2、动态法 3、工件复印法
12.4 磨削过程
一、磨削运动 磨削时，一般有四个运动。 1、主运动 砂轮的旋转运动，主运动的速度 就是砂轮外圆的线速度。 vs=πdsns/1000 2、径向进给运动：砂轮切入工件的运动，其 大小用径向进给量fr表示。又称磨削深度。
• • • •
天然金刚石 人造金刚石 CBN 普通磨料
二、粒度
粒度：磨粒颗粒的尺寸大小。
粗磨粒粒度（颗粒最大尺寸大于40μm ）：用机械筛分法，
每平方英寸筛网上孔的数量，如60#，80#。粒度号数越大，
颗粒尺寸越细。
微粉磨粒粒度（颗粒尺寸小于40μm ）：用显微镜分析法， 粒度号数即该颗粒最大尺寸的μm数。如W5,W3,W0.5
• 普通磨料固结磨具的标志按国标GB2484-84规定，其书写 顺序为：磨具形状、尺寸、磨料、粒度、组织、结合剂、 最高工作线速度。
国标GB2484-84
国际标准ISO
• 超硬磨料磨具的标志书写顺序为：形状、尺寸、 磨料、粒度、结合剂和浓度等。平行砂轮标志 示例如下：
超硬磨料磨具的结构
• 超硬磨料砂轮一般由磨料层、过渡层和基体组成。
四、磨削循环 一、磨削力的特征 磨削力的来源：一是各个磨粒的切削刃挤压切入工件后，工 件材料发生弹性、塑性变形时所产生的阻力；二是磨粒和结 合剂与工件表面之间的摩擦力。 以外圆纵磨为例，磨削力分解为切向力、法向力和轴向力。
由于磨粒上的切削刃为负前角，所以法向分力Fn远大于 切向分力Ft。轴向分力Fa最小。
以磨粒率表示的磨具组织及其应用范围
组织号 磨粒率 （%） 0 62 1 60 2 58 3 56 4 54 5 52 6 50 7 48 8 46
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
成形磨削的概念
成形磨削的概念成形磨削是一种精密磨削加工方法，通过使用特殊形状的砂轮将工件的外形加工成所需形状和尺寸的技术。
它广泛应用于精密磨削领域，如航空航天、汽车制造、模具制造、工具制造等。
成形磨削相比传统的磨削方法具有许多优势。
首先，其砂轮可以根据需要制作成各种形状，如平面、圆柱、球形、齿轮等，因此可以实现各种复杂外形的加工。
这使得成形磨削成为高精度、高效率的加工方法，尤其适用于要求外形特殊的零部件的制造。
其次，成形磨削可以实现无心磨削，即砂轮可以根据工件的轮廓形成相应的磨削轮廓，从而使得加工后的工件轮廓与模具或砂轮的轮廓一致。
这种特性使得成形磨削可以用于加工各种非圆形的工件，如凸轮、槽孔、齿轮等。
与其他加工方法相比，成形磨削具有更高的精度和更好的表面质量。
第三，成形磨削具有较大的自适应能力。
由于砂轮可以根据工件轮廓变形，因此在加工时可以自动调整切削参数，使得加工过程更加稳定和可靠。
这种自适应能力使得成形磨削能够应对工件形状复杂、切削条件发生变化等情况，提高加工效率和质量。
成形磨削的加工过程主要包括以下几个步骤：首先，选择合适的砂轮，并安装在磨床主轴上。
其次，根据工件的轮廓形状调整砂轮的位置和方向，并固定在磨床上。
然后，通过调节磨床的进给量和转速，使得砂轮与工件表面接触，并开始进行磨削。
在磨削过程中，砂轮会根据工件的轮廓变形，从而使得磨削的切削条件逐渐适应工件的形状。
最后，根据需要进行润滑和冷却处理，以保证加工质量。
成形磨削还可以与其他加工方法结合使用，如电火花加工、齿轮加工等。
这种组合加工可以进一步提高加工的精度和效率。
此外，成形磨削还可以与数控技术相结合，实现自动化和智能化加工，提高生产效率和质量。
总之，成形磨削是一种重要的精密磨削加工方法，其特点是可以根据工件的轮廓形状来磨削，并具有较高的精度、表面质量和自适应能力。
在工业生产中，成形磨削广泛应用于各种外形复杂、精度要求高的零部件的制造，对提高飞机、汽车、机床等行业产品的质量和性能具有重要意义。
磨削加工工艺知识
磨削加工工艺知识一、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a p=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。
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。
《金属工艺基础》课件—06磨削加工
➢ 砂轮架。砂轮架上有一台双出轴电动机，它一端经多楔 带与砂轮主轴连接，另一端经平皮带与内圆磨具主轴连 接，但二者不能同时使用。
第6章 磨削加工
1、磨削加工范围
6.1 概述
2、磨削加工的特点
➢ 磨削属多刃、微刃切削； ➢ 加工精度高，表面质量好 ➢ 磨粒硬度高 ➢ 磨削温度高 ➢ 磨削加工切深抗力(径向力)较大，易使工件发生变形，
影响加工精度。
1、外圆磨床 1）万能外圆磨床
6各个部件。床身内部装 有液压系统，上部有纵向和横向两组导轨以安装工作台 和砂轮架。床身是一个箱形结构的铸件，床身前部作油 池用，电器设备置于床身的右后部，油泵装置装在床身 后部的壁上。床身前面及后面各铸有两圆孔，供搬运机 床时插入钢钩用。床身底面有三个支撑螺钉，作调整机 床的安装水平用。
② 碳化硅类磨粒：适用于磨削铸铁和青铜等脆性材料以及硬 质合金刀具等。
③ 磨粒的大小用粒度表示，粒度号数越大颗粒越小。粗颗粒 主要用于粗加工，细颗粒主要用于精加工。
➢ 磨粒的大小用粒度表示，粒度号数越大颗粒越小。粗颗粒主 要用于粗加工，细颗粒主要用于精加工。
➢ 砂轮的形状。磨料用结合剂可以黏结成各种形状和尺寸的砂 轮，以适用于不同表面形状和尺寸的加工。工厂中常用的结 合剂为陶瓷。磨料黏结得愈牢，则砂轮的硬度就愈高。
带动工件纵向往复运动进行磨削的方法 ➢ 纵磨法的特点是加工精度较高、表面粗糙度值较小、通用性
较强，但生产效率较低，因此多用于精磨加工，尤其适合磨 削细长轴。
➢ 与外圆磨削相比，内圆磨削 的生产率很低，加工精度和 表面质量较差，测量也较困 难。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
磨削加工是一种通过磨粒切削和磨擦作用，将工件表面的材料去除或改变形状的加工方法。
以下是磨削加工的特点和应用范围：
特点：
高精度：磨削加工可以获得高精度的表面质量和尺寸精度，适用于对工件要求较高的加工场合。
高表面质量：磨削加工可以获得光滑、光亮的表面质量，适用于对表面粗糙度和光洁度要求较高的工件。
复杂形状加工：磨削加工可以加工复杂形状的工件，包括内外圆柱面、平面、齿轮等各种形状。
无应力加工：磨削加工过程中产生的热量可以通过冷却液散发，减少对工件的热变形和应力集中。
增加硬度：磨削加工可以提高工件表面的硬度，提高工件的耐磨性和使用寿命。
应用范围：
模具加工：磨削加工广泛应用于模具加工领域，如塑料模具、压铸模具、冲压模具等的加工。
精密机械零部件：磨削加工适用于精密机械零部件的加工，如轴承、齿轮、滑轮等的制造。
汽车工业：磨削加工在汽车制造中广泛应用，如发动机零部件、传动系统、制动系统等的加工。
航空航天工业：磨削加工在航空航天工业中用于加工航空发动机零部件、涡轮叶片、航空结构件等。
精密仪器工业：磨削加工适用于精密仪器的制造，如光学仪器、电子设备、医疗器械等的加工。
磨削加工在需要高精度、高表面质量和复杂形状加工的领域有着广泛的应用，特别是在精密制造和高端工业领域中起着重要的作用。