磨工培训教材

磨工培训资料

编制：卫 丽

审核：焦 丽

工艺研究院机加室

目 录

一、 磨削加工基本知识

1.1、 磨床的概况

1.2、 磨削力和磨削热

1.3、 磨削液

1.4、 磨床夹具

1.5、 磨床的日常保养和维护

二、 磨工的安全操作规程

三、 磨削加工技能知识

3.1、 磨床主要参数

3.2、 磨削参数的选择

3.3、 常用量具

四、 外圆磨削

4.1、 外圆磨削方法

4.2、 工件的装夹

4.3、 外圆磨削砂轮

4.4、 外圆的测量

4.5、 外圆磨削常见的缺陷与消除方法

训练1：磨外圆

五、 内圆磨削

5.1、 内圆磨削方法

5.2、 工件的装夹

5.3、 内圆磨削砂轮

5.4、 内孔的测量

5.5、 内圆磨削常见的缺陷和消除方法

六、 平面磨削

6.1、 平面磨削的方法

6.2、 电磁吸盘的使用

6.3、 砂轮的选择

6.4、 平面的精度检验

6.5、 平面磨削常见的缺陷和消除措施

七、 珩磨

7.1、 珩磨加工特点和应用范围

7.2、 珩磨头

7.3、 珩磨夹具和珩磨液

一、磨削加工基本知识

1.1磨床的概况

磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。

磨床能加工硬度较高的材料，如淬（cui）

硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。

磨削加工的应用范围非常广泛，可以加工内、外圆柱面、内、外圆锥面、平面、成形面和组合面等，如图1-1所示。目前磨削主要用于对工件进行精加工，经过淬火的工件及其它高硬度的特殊材料，几乎只能用磨削来进行加工。

图1-1 几种常见的磨削

1.1.1常用磨床的分类

随着高精度、高硬度机械零件数量的增加，以及精密铸造和精密锻造工艺的发展，磨床的性能、品种和产量都在不断的提高和增长。磨床是各类金属切削机床中品种最多的一类。

（1）外圆磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圆柱形和圆锥形外表面的磨床。

（2）内圆磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圆柱形和圆锥形内表面的磨床。

（3）座标磨床：具有精密座标定位装置的内圆磨床。

（4）无心磨床：工件采用无心夹持，一般支承在导轮和托架之间，由导轮驱动工件旋转，主要用于磨削圆柱形表面的磨床。

（5）平面磨床：主要用于磨削工件平面的磨床。

（6）砂带磨床：用快速运动的砂带进行磨削的磨床。

（7）珩磨机：用于珩磨工件各种表面的磨床。

（8）研磨机：用于研磨工件平面或圆柱形内，外表面的磨床。

（9）导轨磨床：主要用于磨削机床导轨面的磨床。

（10）工具磨床：用于磨削工具的磨床。

（11）多用磨床：用于磨削圆柱、圆锥形内、外表面或平面，并能用随动装置及附件磨削多种工件的磨床。

（12）专用磨床：从事对某类零件进行磨削的专用机床。按其加工对象又可分为：花键轴磨床、曲轴磨床、凸轮磨床、齿轮磨床、螺纹磨床、曲线磨床等。

1.1.2磨床的型号

以M1432A为例，其型号的含义如下：

1.1.3磨床主要结构和结构原理

磨床的主要结构如下图所示：

（1）床身：床身1是磨床的基础支承件，在它的上面装有砂轮架4、工作台8、头架2、尾座5及滑鞍等部件，使这些部件在工作时保持准确的相对位置，床身内部用作液压油的油池。

（2）头架：头架2用于安装及夹持工件，并带动工件旋转，头架在水平面内可按逆时针方向转90°。

（3）内圆磨具：内圆磨具3用于支承磨内孔的砂轮主轴，内圆磨具主轴由单独的电动机驱动。

（4）砂轮架：砂轮架4用于支承并转动高速旋转的砂轮主轴。砂轮架装在滑鞍6上，当需磨削短圆锥面时，砂轮可以在水平面内调整至一定角度位置（±30°）。

（5）尾座：尾座5和头架2的顶尖一起支承工件。

（6）滑鞍和手轮：手轮7，可以使横向进给机构带动滑鞍6及其上的砂轮作横向进给运动。 （7）工作台：工作台8由上下两层组成。上工作台可绕下工作台的水平面内回转一个角度（±10°），用以磨削锥度不大的长圆锥面。上工作台上的上面装有头架2和尾座5，它们可随着工作台一起，沿床身导轨作纵向往复运动。

1.2磨削力和磨削热

在磨削过程中磨粒与工件接触情况见图1-2.切削的形成过程大致分为三个阶段：

图1-2 磨削中磨粒与工件接触状况

第Ⅰ阶段：磨粒与工件开始接触，磨粒未切入工件而仅在表面产生摩擦，工件表层产生热应力。此阶段称为弹性变形阶段。

第Ⅱ阶段：由于磨粒切入量增加，磨粒逐渐切入工件，使该部分材料向两旁隆起，工件表面形成刻痕。此时，除磨粒与工件之间摩擦外，更重要的是材料内部产生摩擦、弹性变形所产生的应力。此阶段影响工件表面粗糙度及表面烧伤、裂纹等缺陷。此阶段称为刻划阶段。

第Ⅲ阶段：此时磨粒已切入一定深度，法向切削力增至一定程度后，被切处也已达到一定温度，此部分材料沿剪切面滑移而形成切屑流出，在工件表层产生热应力和变形应力。此阶段称为切削阶段。

在磨削过程中，一些在表面凸出且锋利的磨粒，在挤压摩擦作用下，切下一定厚度的金属；而较钝的磨粒仅在表面起刻划作用；凸出低而钝化的磨粒，或两相邻磨粒中靠后的磨粒只产生摩擦作用。磨粒切下的切削非常细小（重负荷磨削除外），一般为带状切屑、碎片状切屑和熔融的球状切屑。

（一）磨削力和磨削功率

磨削时砂轮和工件发生摩擦和切削变形，在砂轮和工件上分别作用着大小相等方向相反的作用力，称为磨削力。

在一般外圆磨削时，磨削力可以分解为互相垂直的三个力：Ft为切向磨削力（砂轮旋转圆周切线方向）；Fn为法向磨削力（砂轮和工件接触面的法线方向，又称径向分力）；Fa为轴向磨削力（纵向进给方向）。如图1-3：

图1-3磨削力

磨削功率Pm。磨削功率是磨削动力参数设计或验算的基础。由于砂轮速度高，功率消耗大，必要时要进行验算。主运动所消耗的功率为：

Pm=Ft∙vs/1000(kW)

（二）磨削热和磨削温度

磨削时由于切削速度高、切削厚度小、磨粒不锋利，所以切削时消耗功率很大，约为车、铣削的10~20倍，其所消耗的能量大部分转变为热能。但是，由于磨削速度高，热量来不及传入工件深处，而瞬间积聚在工件的表面，而表层以下（约1mm处）温度只有几十度，产生很大的温度阶梯；从而使加工表面产生烧伤和热变形，影响加工表面质量与加工精度。

为了降低磨削温度，应合理选择磨削用量，减小磨削深度，适当降低磨削速度及增加工件转速来减少工件表面烧伤和裂纹；正确选用砂轮，选择较粗磨粒，降低砂轮硬度和及时修整砂轮，必要时采用大气孔砂轮；正确选用切削液，加大压力和流量，并注意浇注方法，来提高冷却润滑效果。

1.3切削液

磨削液主要用来降低磨削温度，改善加工表面质量，提高磨削效率，延长砂轮使用寿命。从提高磨削效果来看，磨削液应满足四点要求：（1）冷却作用；（2）润滑作用；（3）清洗作用；（4）防锈作用。

磨削液通常分为油基切削液和水基切削液两大类。油基液中有非活性油性液和活性油性液，水溶性液又分为乳化液与合成液。各类磨削液性能比较参考表1-1：

表1-1 各类磨削液性能比较

项目矿物油极压油乳化液合成液润滑性优优良差冷却性差差良优稳定性优优中良清洗性差差中良防锈性优优中良切削性良优中良表面粗糙度值小最小小小防腐性良优差良防火性差差良良消泡性良良中差可视性差差中良使用周期较长长短较长后处理费用较少较少一般较多

磨削时，磨削液往往不易进入磨削区，如图1-4所示，其主要原因有：

图1-4 磨削区气流情况

（1）砂轮旋转时，在砂轮周边也随同产生回转气流。vs越大，气流的影响也越大。

（2）砂轮端面气孔中的空气，由于离心力作用，由中心流向砂轮圆周圆角附件。气孔越大，转速越高，影响也越大。

（3）砂轮罩的影响：有罩与去罩相比，气流动压力平均增加50%左右。

1.4磨床夹具

1.4.1 磨床通用夹具

一、顶尖和夹头

顶尖和夹头通常配套使用，其用途十分广泛，是用于磨削各种轴类零件时最常用且精度较高的装夹方法。顶尖有高速钢顶尖和镶硬质合金顶尖，前者常用于一般硬度的工件，后者常用于淬火后的工件。在单件生产时，夹头一般选用商品鸡心夹头，在批量生产中，往往根据工件被夹持部位的尺寸设计成专用夹头，这样使用起来更快捷。在工件被夹持部位是花键时，这种专用夹头的内孔设计成花键孔以直接拨动工件（见图1-5）。

图1-5 专用夹头

二、心轴

常用于在外圆磨床或万能磨床上磨削以孔或孔与端面为基准的盘类或套筒类工件的外圆及端面，以保证工件外圆与内孔的同轴度及与端面的垂直度的要求。心轴两端的中心孔锥面上应等分开出3条油槽，锥面须经研磨。

（1）锥度心轴 心轴的锥度一般为0.01-0.03mm（100mm），视被磨削工件的精度要求而定。心轴外圆与工件内孔的配合程度以能克服磨削力为宜，不宜过紧而使工件变形。当工件的内孔公差带较宽时，心轴可做成几根为1组，供选配使用。心轴的外圆对中心孔的跳动允差一般取为0.003-0.01mm。也视被磨削工件的精度需要而定。心轴的材料一般为低碳合金钢，热处理渗碳淬火。这种心轴通常用于单件或小批量生产（见图1-6）。

图1-6 锥度心轴

对于较大批量的生产，应对孔的实际尺寸测量后进行分组，分批加工，以保证工件在心轴上的位置相对稳定在一定的范围内，避免出现左右窜动太大，超出已调整好的工作台行程。

（2）胀胎心轴

○1锥度胀胎心轴。锥度胀胎心轴在批量生产中广泛使用。利用心轴上的锥度使可胀套1受螺母2和压板3的轴向力后向径向胀出而胀紧工件（见图1-7）。

图1-7 锥度胀胎心轴