第7章_磨削加工技术
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第7章机械加工工艺规程制订
二、定位基准的选择
粗基准：毛坯上未加工的表面作定位基 准的为粗基准 。 精基准：经过机械加工的表面作定位基 准的为精基准。 选择顺序：先选择精基准定位把工件加 工到设计要求，然后考虑选择粗基准定 位，把用作精密基准的表面加工出来。
1.粗基准的选择原则
1）对于有不加工表面的工件，为保证 不加工表面与加工表面之间的相对位置 要求，一般应选择不加工表面为粗基准。
外圆表面加工方案
1）粗车-半精车-精车 ——软 2）粗车-半精车-粗磨-精磨 ——软、硬 3）粗车-半精车-精车-精细车（金刚车） ——有色金属
孔加工方案
1）钻-（扩）-粗铰-精铰：非旋转体上小孔 2）钻-（扩）-拉 ：大批量 3）粗镗-半精镗-精镗 ： 箱体上孔 4）粗镗-半精镗-粗磨-精磨：淬硬
3、机械加工工艺过程卡
3、机械加工工序卡
五、制定工艺规程的原则与步骤
1.原则 ：保质、高效、低耗。 2.步骤： 1）分析零件图和产品装配图。 2）选择毛坯。 3）选择定位基准。 4）拟定工艺路线。 5）确定加工余量和工序尺寸。
五、制定工艺规程的原则与步骤
1.原则 ：保质、高效、低耗。 2.步骤： 6）确定切削用量和工时定额。 7）确定个工序的设备及刀具、夹具、量具 和辅助工具。 8）填写个工序的技术要求及检验方法。 9）填写工艺文件。
1.粗基准的选择原则
(2)如果要保证某加工表面（相对重要 表面）切除的余量均匀，应选该表面作 粗基准 。
1.粗基准的选择原则
(3）为保证各加工表面都有足够的加工 余量，应选择毛坯余量小的表面作粗基 准。
1.粗基准的选择原则
(4)选作粗基准的表面，应尽可能平整， 不能有飞边、浇注系统、冒口或其它缺 陷，以便使工件定位可靠，夹紧方便。 (5)同一尺寸方向上的粗基准表面只能 使用一次。
机械制造基础
第一章机械制造概述1.机械加工工种分为冷加工、热加工和其他工种。
冷加工包括：车工、铣工、刨工、磨工、镗工、钳工、钣金工、冲压工、组合机床操作工等。
热加工包括：铸造工（形状复杂）、锻造工（产品形状简单，可承受较大的力，细化晶粒整平缺陷）、热处理工(改变内部组织，从而改变材料性能)、焊接（m轻）。
2.工序：一个或一组工人，在一个工作地或一台机床，对一个或同时对几个工件所连续完成的那部分工艺过程称为工序。
3.基准：基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。
基准分为设计基准和工艺基准。
设计基准：设计基准是在零件图上用以确定某一点、线或面所依据的基准，即标注设计尺寸的起点。
工艺基准：工艺基准是指在工艺过程中所采用的基准。
分为四种：工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。
分析基准时要注意精基准和粗基准的选择。
4.定位基准的选择1）精基准的选择原则：基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则、自为基准原则2）粗基准的选择原则：一：为了保证加工面与非加工面之间的位置要求，应选择非加工面为粗基准;二：为保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量小的面为粗基准；三：为保证重要加工面的加工余量，应选择重要加工面为基准；粗基准应避免重复使用；四：选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，不能有飞边、浇口、冒口或其他缺陷，以便定位准确，夹紧可靠。
第二章金属切削机床基础1.通用机床分类代号类别车床钻床镗床磨床齿轮加工机床螺纹加工机床铣床刨插床拉床特种加工机床切断机床其他机床代号C Z T M Y S X B LD G Q 读音车钻镗磨牙丝铣刨拉电割其例：Z 3 0 40 x16 /S2的含义如下：Z:机床类别代号（钻床类）3;机床系别代号（摇臂钻床组）0:机床组别代号（摇臂钻床系）40:主参数代号（最大钻孔直径40mm）x16:第二主参数（最大跨距1600mm的1/100）/S2: 企业代号（沈阳第二机床厂）通用特性代号：G:高精度M:精密Z:自动B:半自动K:数控（控）H:加工中心（自动换刀）（换）F:仿形Q:轻型Z：加重型（重）J:简式或经济型R:柔性加工单元X:数显（显）S:高速（速）2.表面成形运动：直接参与切削过程，使之在工件上形成一定几何形状表面的刀具和工件间的相对运动称为表面成形运动。
机械加工工艺操作规范
机械加工工艺操作规范第1章基本规定 (5)1.1 操作前准备 (5)1.2 安全技术要求 (5)1.3 机械设备的选择与检查 (5)1.4 工艺文件的制定与执行 (5)第2章钳工加工 (5)2.1 划线与标注 (5)2.2 锯削 (6)2.3 錾削 (6)2.4 钻孔 (6)第3章车削加工 (6)3.1 车床操作 (6)3.2 车刀的选择与安装 (6)3.3 车外圆 (6)3.4 车内孔 (6)第4章铣削加工 (6)4.1 铣床操作 (6)4.2 铣刀的选择与安装 (6)4.3 铣平面 (6)4.4 铣槽 (6)第5章刨削加工 (6)5.1 刨床操作 (6)5.2 刨刀的选择与安装 (6)5.3 刨平面 (6)5.4 刨侧平面 (6)第6章磨削加工 (6)6.1 磨床操作 (6)6.2 砂轮的选择与安装 (6)6.3 磨外圆 (6)6.4 磨平面 (6)第7章钻削加工 (6)7.1 钻孔 (6)7.2 扩孔 (6)7.3 铰孔 (6)7.4 锪孔 (6)第8章镗削加工 (6)8.1 镗床操作 (7)8.2 镗刀的选择与安装 (7)8.3 镗孔 (7)8.4 镗内外圆 (7)第9章特种加工 (7)9.1 电火花加工 (7)9.2 激光加工 (7)9.3 超声波加工 (7)9.4 化学加工 (7)第10章热处理工艺 (7)10.1 淬火 (7)10.2 回火 (7)10.3 退火 (7)10.4 渗碳 (7)第11章表面处理 (7)11.1 表面清洗 (7)11.2 表面涂覆 (7)11.3 表面改性 (7)11.4 表面装饰 (7)第12章装配与检验 (7)12.1 零件装配 (7)12.2 装配精度检验 (7)12.3 产品功能检验 (7)12.4 成品包装与防护 (7)第1章基本规定 (7)1.1 操作前准备 (7)1.1.1 操作人员应熟悉并掌握相关机械设备的基本原理、功能、操作方法和安全操作规程。
磨削加工
度通常可达IT6～IT5，表面粗糙度值一般为Ra0.8～0.01μm。
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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。
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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。
第7章典型表面
7.1 外圆表面切削成形
7.1 外圆表面切削成形
7.1 外圆表面切削成形
7.1 外圆表面切削成形
表1 车削的加工类型
151
动画1 车端面
动画2 车外圆
动画3 车孔
动画4 钻孔
动画5 扩孔
动画6 铰孔
7.1 外圆表面切削成形
7.1 外圆表面切削成形
7.1 外圆表面切削成形
3.车削外圆时工件的装夹特点 在车床上车削外圆可采用三爪 自定心卡盘、四爪单动卡盘、顶尖、 心轴、中心架、跟刀架、花盘和弯 板等。
补充知识 2)无心磨削法 无心磨床磨削外圆时，工件不 是用顶尖或卡盘定心，而是直接由 托板和导轮支承，用被加工表面本 身定位。磨削砂轮以高速旋转作切 削主运动，导轮是用树脂或橡胶为 结合剂的砂轮，它与工件之间的摩 擦系数较大，
补充知识 当导轮以较低的速度带动工件 旋转时，工件的线速度与导轮表面 的线速度相近。工件由托板与导轮 共同支承，工件的中心一般应高于 砂轮与导轮的连心线，以免工件加 工后出现棱圆形。
补充知识 1. 砂轮 砂轮是重要的磨削工具。它是 用结合剂把磨粒粘结起来，经压坯、 干燥、焙烧及车整(修整砂轮用金刚 笔)而成的多孔疏松物体。砂轮的特 性主要由磨料、粒度、硬度、结合 剂、组织及形状尺寸等因素所决定。
补充知识
补充知识
补充知识
补充知识
补充知识 1)磨料 磨料是制造砂轮的主要材料， 直接担负切削工作。磨料应具有高 硬度、高耐热性和一定的韧性，在 磨削过程中受力破碎后还要能形成 锋利的几何形状。常用的磨料有氧 化物系(刚玉类)、碳化物系和超硬 磨料系等三类。
补充知识
即使比较锋利且凸出的磨粒， 其切削过程大致可分为三个阶段。 1)滑擦阶段 磨粒从工件表面上滑擦而过， 只有弹性变形而无切屑。
机械制造工艺教案第七章4-6节(已排)
20
（3）时效处理 时效处理有人工时效和自然时效两 种，目的都是为了消除毛坯制造和机械加工中产 生的内应力。精度要求一般的铸件，只需进行一 次时效处理，安排在粗加工后较好，可同时消除 铸造和粗加工所产生的应力。有时为减少运输工 作量，也可放在粗加工之前进行。精度要求较高 的铸件，则应在半精加工之后安排第二次时效处 理，使精度稳定。精度要求很高的精密丝杆、主 轴等零件，则应安排多次时效处理。对于精密丝 杠、精密轴承、精密量具及油泵油嘴配件等，为 了消除残余奥氏体，稳定尺寸，还要采用冰冷处 理（冷却到－70～－80℃，保温1～2h），一般在 回火后进行。
21
（4）表面处理 某些零件为了进一步提高表面的抗蚀能力， 增加耐磨性，常采用表面处理工序，使零件表面覆盖一层 金属镀层、非金属涂层和氧化膜等。金属镀层有镀铬、镀 锌、镀镍、镀铜及镀金、银等；非金属涂层有涂油漆、磷 化等；氧化膜层有钢的发蓝、发黑、钝化，铝合金的阳极 氧化处理等。零件的表面处理工序一般都安排在工艺过程 的最后进行。表面处理对工件表面本身尺寸的改变一般可 以不考虑，但精度要求很高的表面应考虑尺寸的增大量。 当零件的某些配合表面不要求进行表面处理时，则应进行 局部保护或采用机械加工的方法予以切除。
3
（2）加工表面的技术要求是决定表面加工方法的首 要因素，此外还应包括由于基准不重合而提高对某 些表面的加工要求，以及由于被作为精基准而可能 对其提出的更高加工要求。 （3）加工方法选择的步骤总是首先确定被加工零件 主要表面的最终加工方法，然后再选择前面一系列 工序的加工方法和顺序。可提出几个方案进行比较， 选择其中一个比较合理的方案。例如加工一个直径 为φ25H7和表面粗糙度为Ra0.8μm的孔，可有四种 加工方案：①钻孔-扩孔-粗铰-精铰；②钻孔-粗镗半精镗-磨削；③钻孔-粗镗-半精镗-精镗-精细镗； ④钻-拉。应根据零件加工表面的结构特点和产量 等条件，再确定采用其中一种加工方案。主要表面 的加工方法选定以后，再选定各次要表面的加工方 法。
第七章 金属切削加工基础知识 1
2．进给运动:由机床或人力提供的运动,它使刀具
与工件间产生附加的相对运动,进给运动将使被切
削金属层不断地投入切削,以加工出具有所需几何 特性的已加工表面.(车削外圆时,进给运动是刀具 的纵向运动;牛头刨床刨削时,进给运动是工作台 的移运.)
3.主运动和进给运动的合成: 当主运动和进给运动 同时进行时，切削刃
互接触的表面上承受了很大的压力和强烈的摩
擦、刀具在高温下进行切削的同时，还承受着
切削力、冲击和振动，因此要求刀具切削部分
的材料应具备以下性能：
1.高硬度：刀具材料必须具有高于工件材料的硬
度，常温硬度应在HRC60以上。
2.耐磨性：耐磨性表示刀具抵抗磨损的能力，通
常刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。
第七章 金属切削加工基础知识
要求目的：理解零件加工质量的概念、掌握切削
运动和金属切削刀具的基本知识、认识金属切削
过程的基本规律。
重点、难点：切削运动和切削刀具。
7.1 加工质量
金属切削加工（或冷加工）是指用切削工具从坯
料或工件上切除多余材料，以获得所要求的几何 形状、尺寸精度和表面质量的零件的加工方法。
公差、形状公差和位置公差来表示。
1.尺寸精度:是指加工表面本身的尺寸（如圆柱面
的直径）和表面间的尺寸（如孔间距离等）的精
确程度。尺寸精度的高低，用尺寸公差的大小来 表示。 为了实现互换性和满足各种使用要求，国家标准 GB1800-79规定，尺寸公差分为20个公差等级，即
IT01、IT0、IT1、IT2„„、IT18。从IT01 ~IT18，
Vc (m / min 或m / s)
式中：d——工件直径，㎜ n——工件或刀具每分钟（秒）转数（r/min或r/S）
第7章_机械制造工艺基础考试复习题
第7章练习题一、是非题1、零件的切削加工工艺性反映的是零件切削加工的难易程度。
（√）2、零件的结构工艺性是衡量零件结构设计优劣的指标之一。
（√）3、在单件小批生产中一般采用机械加工艺过程卡片指导生产。
（√）4、定位基准属于工艺设计过程中所使用的一种基准，因此属于设计基准。
（×）5、粗基准是粗加工所使用的基准，精基准是精加工所使用的基准。
（×）6、经济精度指的是在正常工艺条件下，某种加工方法所能够达到的精度。
（√）7、加工顺序的安排仅指安排切削加工的顺序。
（×）8、单件小批生产中倾向于采用工序集中的原则。
（√）9、退火等热处理工序一般安排在半精加工之后、精加工之前进行。
（×）10、箱体类零件的精基准及定位方式一般采用一面两销。
（√）11、热处理前已加工好的中心孔，热处理后必须研磨，以保证定位精度。
（√）12、粗基准是粗加工所使用的基准，精基准是精加工所使用的基准。
（×）13、变速箱体上的Φμm轴承孔,采用下列方案:钻—扩—粗磨—精磨。
（×）14、在多品种小批量生产中，一般倾向于使用工序分散的原则。
（×）15、有色金属的精加工适合车削和铣削而不适合磨削。
（√）二、选择题1、下面关于零件结构工艺性论述不正确的是（ D ）A．零件结构工艺性具有合理性 B 零件结构工艺性具有综合性C：零件结构工艺性具有相对性 D零件结构工艺性具有正确性2、零件加工时，粗基准一般选择（A）A 工件的毛坯面 B工件的已加工表面C 工件的过渡表面 D工件的待加工表面3、下面对粗基准论述正确的是（C）A 粗基准是第一道工序所使用的基准 B粗基准一般只能使用一次C 粗基准一定是零件上的不加工表面 D粗基准是一种定位基准4、自为基准是以加工面本身为基准，多用于精加工或光整加工工序，这是由于（C）A 符合基准重合原则 B符合基准统一原则C 保证加工面的余量小而均匀 D保证加工面的形状和位置精度5、工艺设计的原始资料中不包括（D）A零件图及必要的装配图 B零件生产纲领C工厂的生产条件 D机械加工工艺规程6、下面（ C ）包括工序简图。
机械制造基础第七章习题及答案
第七章习题及答案7-1试述生产过程、工序、工步、走刀、安装、工位的概念。
答：制造机械产品时，将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。
工序是指一个（或一组）工人在一个工作地点或一台机床，对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那一部分工艺过程。
工步是指在一个工序中，当加工表面不变、加工工具不变的情况下所连续完成的那部分工艺过程。
在一个工步内，如果被加工表面需切去的金属层很厚，一次切削无法完成，则应分几次切削，每进行一次切削就是一次走刀。
安装是指工件在加工之前，在机床或夹具上占据正确的位置（即为定位），然后加以夹紧的过程称为装夹。
工件经过一次装夹完成的工序称为安装。
工件在机床上所占据的每一个待加工位置称为工位。
7-2什么是机械加工工艺过程？什么是机械加工工艺规程？答：机械加工工艺规程（简称工艺规程）是将机械加工工艺过程的各项内容写成文件，用来指导生产、组织和管理生产的技术文件。
工艺过程是生产过程中的主要部分，是指在生产过程中直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和材料性能，使其成为半成品或成品的过程。
7-3试指明下列工艺过程中的工序、安装、工位及工步。
坯料为棒料，零件图如图题7-3所示。
1）卧式车床上车左端面，钻中心孔。
答：车左端面、钻中心孔分别为工步。
2）在卧式车床上夹右端，顶左端中心孔，粗车左端台阶。
答：夹右端，顶左端中心孔为装夹，粗车左端台阶为工步。
3）调头，在卧式车床上车右端面，钻中心孔。
答：车右端面、钻中心孔分别为工序。
4）在卧式车床上夹左端，顶右端中心孔，粗车右端台阶。
答：夹左端，顶右端中心孔为装夹。
车右端台阶为工步。
5）在卧式车床上用两顶尖，精车各台阶。
答：两顶尖定位为装夹，精车左、右端台阶为工步。
图题7-37-4拟定机械加工工艺规程的原则与步骤有哪些？工艺规程的作用和制定原则各有哪些？答：制定工艺规程的原则是优质、高产和低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。
制定工艺规程的步骤：1）分析研究部件或总成装配图样和零件图样；2）选择毛坯；3）拟定工艺路线；4）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；5）确定各工序所采用的设备及工艺装备；6）确定各工序的切削用量和时间定额；7）确定各主要工序的技术要求及检验方法；8）填写工艺文件。
磨削加工工艺基础
磨削外圆柱面、外圆锥面，还可以使用机床附设的内圆磨 头来磨削内圆柱面、内圆锥面等。
6.1
磨削加工工艺基础
图6-1 万能外圆磨床 1－床身；2－头架；3－工作台；4－内圆磨具；5－砂轮架；6－尾座；7－控制箱
6.1
磨削加工工艺基础
机床主要技术参数有：
外圆磨削直径
用中心架
不用中心架
Ф 8～Ф 60mm
6.1
磨削加工工艺基础
6.1.2.2 砂轮的名称、形状、尺寸、代号及用途 为了磨削不同形状和尺寸的工件，砂轮需要制成各种 不同的形状和尺寸。常用砂轮有平形、筒形、碗形和薄片 等，它们分别用于磨内外圆、平面、刀具刃磨和开槽等。 砂轮的特性，用代号标注在砂轮的端面上，其代号次 序是： 磨料—粒度—硬度—结合剂—组织号—形状—尺寸 （有时组织号可不标注）。 例如：GZ60ZR1A5P600×75×305即表示该砂轮为：棕 刚玉磨料，粒度60，中软硬度，陶瓷结合剂，中等5级组 织，平形砂轮，外径600mm、宽度75mm、孔径305mm。 有些砂轮上还标有安全速度的数字，如“25～30m/s”， 代表允许的最大磨削速度。
薄片砂轮 筒形砂轮 碗形砂轮 碟形1号砂轮 碟形3号砂轮
PSZA
PB N BW D1 D3
磨外圆及台肩
切断、磨槽 主轴端磨平面 磨机床导轨、刃磨刀具 刃磨刀具 磨齿轮及插齿刀
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。 为了使砂轮平稳地工作，一般直径较大的砂轮均装夹 在法兰盘上。安装前，还应该进行静平衡试验，否则将引 起机床振动，使磨削质量降低。 （2）砂轮的修整 在磨损过程中，砂轮的磨粒逐渐 变钝，作用在磨粒上的切削抗力增大，结果使变钝的磨粒 破碎，一部分脱落，露出锋利刃口继续切削，这就是砂轮 的自砺性。自砺性对磨削是有利的。
6.1
磨削加工工艺基础
图6-1 万能外圆磨床 1－床身；2－头架；3－工作台；4－内圆磨具；5－砂轮架；6－尾座；7－控制箱
6.1
磨削加工工艺基础
机床主要技术参数有：
外圆磨削直径
用中心架
不用中心架
Ф 8～Ф 60mm
6.1
磨削加工工艺基础
6.1.2.2 砂轮的名称、形状、尺寸、代号及用途 为了磨削不同形状和尺寸的工件，砂轮需要制成各种 不同的形状和尺寸。常用砂轮有平形、筒形、碗形和薄片 等，它们分别用于磨内外圆、平面、刀具刃磨和开槽等。 砂轮的特性，用代号标注在砂轮的端面上，其代号次 序是： 磨料—粒度—硬度—结合剂—组织号—形状—尺寸 （有时组织号可不标注）。 例如：GZ60ZR1A5P600×75×305即表示该砂轮为：棕 刚玉磨料，粒度60，中软硬度，陶瓷结合剂，中等5级组 织，平形砂轮，外径600mm、宽度75mm、孔径305mm。 有些砂轮上还标有安全速度的数字，如“25～30m/s”， 代表允许的最大磨削速度。
薄片砂轮 筒形砂轮 碗形砂轮 碟形1号砂轮 碟形3号砂轮
PSZA
PB N BW D1 D3
磨外圆及台肩
切断、磨槽 主轴端磨平面 磨机床导轨、刃磨刀具 刃磨刀具 磨齿轮及插齿刀
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。 为了使砂轮平稳地工作，一般直径较大的砂轮均装夹 在法兰盘上。安装前，还应该进行静平衡试验，否则将引 起机床振动，使磨削质量降低。 （2）砂轮的修整 在磨损过程中，砂轮的磨粒逐渐 变钝，作用在磨粒上的切削抗力增大，结果使变钝的磨粒 破碎，一部分脱落，露出锋利刃口继续切削，这就是砂轮 的自砺性。自砺性对磨削是有利的。
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1)无心外圆磨削的特点 (1)外圆磨削工件两端不打中心孔，不用顶针支承工件。 由于工件不定中心，磨削余量相对减少。
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7．3 磨削加工方法
(2)外圆磨削不能磨轴向带槽沟的工件，磨削带孔的工件 时，不能纠正孔的轴心线位置，工件的同轴度较低。 (3)内圆磨削一般情况下只能加工可放于滚柱上滚动的工 件，特别适宜磨削套圈等薄壁工件。磨套类零件由于零件是 自身外圆为定位基准，因此不能修正内、外圆间的原有同轴 度误差。 (4)无心磨削机动时间与上、下料时间重合，易于实现磨 削过程自动化，生产效率高。
4) 砂轮在磨削时具有“自锐作用”。在磨削力的作用下 会部分磨钝的磨粒能自动崩碎脱落，从而形成新切削刃口， 从而使砂轮保持良好的磨削性能。
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7．3 磨削加工方法
7．3．2 磨削加工方法
1．外圆磨削 外圆磨削可以在普通外圆磨床、万能外圆 磨床或无心磨床上进行。常用的磨削方法有轴向磨削法、径 向磨削法、阶段磨削法和深度磨削法等四种。磨削对象主要 是各种圆柱体、圆锥体、带肩台阶轴、环形工件以及旋转曲 面。经外圆磨削后的工件表面粗糙度一般能达到Ra0.2～ 0.8μ m，尺寸精度可达IT6～IT7级。 1) 砂轮的选择 外圆磨削砂轮的选择必须考虑工件的加工精度、磨削性 能、磨削力、磨削热等因素。选择中等组织的平形砂轮，砂 轮尺寸按机床规格选用。
(5)在无心磨削过程中，工件中心的位置变化大小取决于 工件磨削前的原始误差、工艺系统刚性、磨削用量及其他磨 削工艺参数(如工件中心高、托板角等)。
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7．3 磨削加工方法
(6)无心磨削工件运动的稳定性、均匀性取决于机床传动 链、工件形状、重量，导轮及支承的材料、表面形态，磨削 用量及其他工艺参数。 (7)无心磨削机床的调整时间较长，对调整机床的技术要 求也较高，不适用于单件小批量生产。 2)无心外圆磨削的方法 在无心外圆磨床上磨削工件的方法主要有贯穿法、切入 法和强迫贯穿法。
1)能经济地获得高的加工精度和小的表面粗糙度值。加
工精度通常可达IT8～IT5，表面粗糙度值一般为Ra1.25～ 0.32μ m。磨削加工不但可精加工，而且可进行粗磨荒磨、重
负荷磨削。
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7．3 磨削加工方法
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。
100#、120#、150#、180#、 160～50 240#
W40、W28、W20 W14～更细 50～14 14～2.5
半精磨、精磨、珩磨、成型磨、工具磨等
精磨、超精磨、珩磨、螺纹磨、镜面磨等 精磨、超精磨、镜面磨、研磨、抛光等
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表7-3 结合剂的性能与用途
名称 代 号 性能 耐热、耐水、耐油、耐酸碱，气孔率大，强 度高，但韧性弹性差 V 应用范围 能制成各种磨具， 适用于成形磨削和 磨螺纹、齿轮、曲 轴等 制造高速砂轮、薄 砂轮 抛光砂轮、薄砂 轮、无心磨导轮 制造各种金刚石磨 具，使用寿命长
砂轮硬度的选择，对磨削质量、磨削效率和砂轮损耗都
有很大影响。一般来说，磨削较硬的材料，应选用较软的砂 轮；磨削较软的材料，应选用较硬的砂轮。磨削有色金属时，
应选用较软砂轮，以免切屑堵塞砂轮；在精磨和成形磨削时，
应选用较硬砂轮。
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7．2 砂轮
5)组织砂轮的总体积是由磨粒、结合剂和气孔构成的， 这三部分体积的比例关系，在工程中常称为砂轮的组织。 2．砂轮的形状 所示。 常用砂轮的形状、代号及主要用途如表7-6
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7．3 磨削加工方法
(3)阶段磨削法
阶段磨削法又称综合磨削法，是横磨法和纵磨法的综合 应用，即先用横磨法将工件分段粗磨，相邻两段间有一定量 的重叠，各段留精磨余量，然后用纵磨法进行精磨。这种磨 削方法既保证了精度和表面粗糙度，又提高了磨削效率。
2．无心外圆磨削 无心外圆磨削是在无心外圆磨床上进行的一种外圆磨削。 无心外圆磨削时，工件不定中心自由地置于磨削轮和导轮之 间，由托板和导轮支承，工件被磨削外圆表面本身就是定位 基准面，其中起磨削作用的砂轮称磨削轮，起传动作用的砂 轮称导轮。导轮由橡胶结合剂制成其轴线在垂直方向上与磨 削轮成θ 角，带动工件旋转和纵向进给运动。
笔尖扎入砂轮，同时也可保持笔尖的锋利。
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7．3 磨削加工方法
7．3．1．磨削加工特点
砂轮表面磨粒的外露部分形成参差分布的棱角，每一棱 角相当于具有负前角的微小刀刃，随着砂轮的高速旋转，无 数的微刃以极高的速度从工件表面切下一条条极细微的切屑， 从而形成了残留面积极小的光滑加工表面。 磨削加工与车、铣削加工比较，具有以下特点：
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表7-2 粒度的选用
粒度号 12#、14#、16# 20#、24#、30#、36# 46#、60# 70#、80# 颗粒尺寸 /μm 2000～1000 1000～400 400～250 250～160 使用范围 粗磨、荒磨、打磨毛刺 磨钢锭、打磨铸件毛刺、切断钢坯等 内圆、外圆、平面、无心磨、工具磨等 内圆、外圆、平面、无心磨、工具磨等半精磨、精磨
绿碳 化硅
人造金 刚石 立方氮 化硼
TL
绿色，硬度及脆性比TH高，有良好的导 热性
无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色、硬 度高 黑色或淡色白，硬度仅次于JR，耐磨性 高、发热小
硬质合金、宝石、陶瓷 ，
JR
硬质合金、宝石、光学玻 璃、半导体材料等 高钒高速钢、不锈钢等难加 工材料
CBN
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7．2 砂轮
第7章 磨削加工技术
7.1 7.2 7.3 7.4
概述 砂轮 磨削加工方法 先进磨削方法
结束
7．1 概述
磨削加工是用磨料磨具（如砂轮、砂带、油石、研磨料 等）为工具在磨床上进行切削的一种加工方法，是零件精加 工的主要方法之一。它的应用范围很广，不仅能加工一般材 料，如钢、铸铁等，还可加工一般刀具难以加工的材料，如 淬火钢、硬质合金、玻璃及陶瓷等。
3．砂轮的平衡、安装与修整
1)砂轮的安装 由于砂轮工作时的转速很高，而砂轮的质 地又较脆，因此，必须正确地安装砂轮，以免砂轮碎裂飞出，
造成严重的设备事故和人身伤害。安装砂轮时，应根据砂轮
形状、尺寸的不同而采用不同的安装方法。
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表7-6 常用砂轮的形状代号 及主要用途
砂轮种类 平形砂轮
陶瓷结 合剂
树脂结 合剂
橡胶结 合剂 金属结 合剂
B
强度高，弹性好，耐冲击，有抛光作用，但 耐热性差，抗腐蚀性差 强度和弹性更好，有极好的抛光作用，但耐 热性更差，不耐酸，气隙堵塞 强度高，成形性好，有一定韧性，但自锐性 差
R
J
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7．2 砂轮
4)硬度 砂轮的硬度是指在磨削力作用下磨粒脱落的难易 程度。如磨粒容易脱落，表明砂轮硬度低，反之则表明砂轮 硬度高。砂轮的硬度与磨粒的硬度是两个不同的概念，硬度 相同的磨粒，可以制成不同硬度的砂轮。
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7．2 砂轮
3)砂轮的修正新砂轮或使用过一段时间后,磨粒逐渐变钝， 砂轮工作表面空隙被磨屑堵塞，最后使砂轮丧失切削能力。 所以，砂轮工作一段时间后必须进行修整，以便磨钝的磨粒 脱落，恢复砂轮的切削能力和外形精度。修正砂轮的常用工
具是金刚笔。修理砂轮时，金刚笔相对砂轮的位置 ，以避免
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表7-1 常用磨料的性能与用途
系 列 氧 化 物 系 碳 化 物 系 磨料 名称 棕刚玉 GZ 白刚玉 黑碳 化硅 GB TH 白色，硬度比GZ高，韧性比GZ差 黑色，硬度比GB高，性脆而锋利，导热 性较好 淬火钢、高速钢 铸铁、黄铜 代 号 特性 棕褐色，硬度高，韧性大，价格便宜 适于磨削的材料 碳钢、合金钢
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7．2 砂轮
7．2．1概述
砂轮是磨削加工的主要工具，它是由磨料和结合剂构成 的疏松多孔物体 。磨粒、结合剂和空隙是构成砂轮的三要素。 随着磨料、结合剂及砂轮制造工艺的不同，砂轮特性差别很 大，对磨削加工的精度及生产率等有着重要的影响,必须根据 具体情况选用。 1．砂轮的特性 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 磨料是制造砂轮的主要原料，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。如表7-1。
PSZA PB N BW D1 D2
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7．2 砂轮
砂轮安装前必须仔细检查砂轮的外形，不允许砂轮有裂 纹和损伤。装拆砂轮时必须注意压紧螺母的螺旋方向。在磨 床上，为了防止砂轮工作时压紧螺母在磨削力的作用下自动 松开，对砂轮轴端的螺旋方向作如下规定：逆着砂轮旋转方 向拧螺母是旋紧，顺着砂轮旋转方向转动螺母为松开。 2）砂轮的平衡砂轮的重心与旋转中心不重合称为砂轮的 不平衡。在高速旋转时，砂轮的不平衡会使主轴振动，从而 影响加工质量，严重时甚至使砂轮碎裂，造成事故。所以砂 轮安装后，首先需对砂轮进行平衡调整。平衡砂轮是通过调 整砂轮法兰盘上环形槽内平衡块的位置来实现的。
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7．3 磨削加工方法
无心磨削时，磨削轮以大于导轮75倍左右的圆周速度旋 转，由于工件与导轮间的摩擦力大于工件与磨削轮间的摩擦 力，所以工件被导轮带动并与它成相反方向旋转；而磨削轮 则对工件进行磨削。无心磨削后工件的精度可达IT6～IT7级， 表面粗糙度达Ra0.8～0.2。