高速磨削砂轮技术

砂轮机的安全技术要求砂轮机是机械工厂最常用的机器设备之一，各个工种都可能用到它。

砂轮质脆易碎、转速高、使用频繁，极易伤人。

它的安装位置是否合理，是否符合安全要求；它的使用方法是否正确，是否符合安全操作规程，这些问题都直接关系到每一位职工的人身安全，因此在实际的使用中必须引起我们足够的重视。

1．砂轮机安装(1)安装位置。

砂轮机禁止安装在正对着附近设备及操作人员或经常有人过往的地方。

较大的车间应设置专用的砂轮机房。

如果受厂房地形的限制不能设置专用的砂轮机房，则应在砂轮机正面装设不低于1．8m高度的防护挡板，并且要求挡板牢固有效。

（2）砂轮的平衡。

砂轮的不平衡造成的危害主要表现在两个方面：一方面在砂轮高速旋转时，引起振动；另一方面，不平衡加速了主轴轴承的磨损，严重时会导致砂轮的破裂，造成事故。

因此，要求直径大于或等于200mm的砂轮装上法兰盘后应先进行静平衡调试。

砂轮在经过整形修整后或在工作中发现不平衡时，应重复进行静平衡调试。

(3)砂轮与卡盘的匹配。

匹配问题主要是指卡盘与砂轮的安装配套问题。

按标准要求，砂轮法兰盘直径不得小于被安装砂轮直径的1／3，且规定砂轮磨损到直径比法兰盘直径大10mm时应更换新砂轮。

此外，在砂轮与法兰盘之间还应加装直径大于卡盘直径2mm、厚度为1～2mm的软垫。

(4)砂轮机的防护罩。

防护罩是砂轮机最主要的防护装置，其作用是当砂轮在工作中因故破坏时，能够有效地罩住砂轮碎片，保证人员的安全。

砂轮防护罩的开口角度在主轴水平面以上不允许超过65゜。

防护罩应安装牢固可靠，不得随意拆卸或丢弃不用。

防护罩在主轴水平面以上开口大于等于30゜时必须设挡屑屏板，以遮挡磨削飞屑伤及操作人员。

它安装于防护罩开口正端，宽度应大于砂轮防护罩宽度，并且应牢固地固定在防护罩上。

此外，砂轮圆周表面与挡板的间隙应小于6mm。

(5)砂轮机的工件托架。

托架是砂轮机常用的附件之一。

砂轮直径在150mm以上的砂轮机必须设置可调托架。

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。

五、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。
磨料
磨粒 微粉<63μm
磨粒粒度号越大越细， 微粉粒度号越小越细。
2. 砂轮的特性及选择
3）磨料粒度
取决于加工表面的粗糙度的要求
选择原则：
加工表面粗糙度值越大 →选用越粗的磨料 加工表面粗糙度值越小 →选用越细的磨料 砂轮速度高或与工件接触面大时用粗磨料 磨软材料用粗磨料，磨硬材料用细磨料
2. 砂轮的特性及选用
（。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。
（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
• 磨削是一种精加工方法。 • 可加工高硬度材料。 • 可加工各种表面。
磨外圆砂轮的旋转运动N砂；磨内孔砂轮的旋转 运动N内；工件旋转运动N周；工件纵向往复运动F 纵；砂轮横向进给运动f横（往复纵磨时是周期的间 歇运动；切入磨削时 是连续进给运动）。此外，机 床还有两个辅助运动：砂轮架的横向快速进退运动； 尾架套筒的伸缩移动。
头架
工作台
内圆磨具 砂轮架 横向进给机构 尾座
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。

度低，离心力小；弹性模量高， 刚度大；摩擦系数低；抗腐蚀性 能好。
轴承润滑：油脂润滑、油雾 润滑、油气润滑等。
1.2 超高速切削加工关键技术
2．超高速切削的主轴系统
主轴轴承： 气浮轴承--高回转精度、高转速、低温升，承载能力低。
1.2 超高速切削加工关键技术
2．超高速切削的主轴系统
主轴轴承： 液体静压轴承--运动精度高，动态刚度大，有油升影响。
1.3 超高速磨削技术
超高速磨削砂轮 砂轮基体--必须考虑高速离心力作用； 砂轮磨粒--立方氮化硼、金刚石。
高速砂轮典型结构 变截面等力矩腹板结构，无中心法兰孔， 通过多个小螺孔与主轴安装固定，以降低法兰孔应力。
1.3 超高速磨削技术
超高速磨床结构 具有高动态精度、
高阻尼、高抗振性和 热稳定性。
时，刀具的主要失效形式为刀尖破损，设计时应 着重考虑提高刀尖的抗冲击强度。 超高速铣削刀具材料：有整体硬质合金、涂层硬 质合金、陶瓷、硬质合金和立方氮化硼等。
思考与练习
1. 在怎样的速度范围下加工属于高速加工？分析 高速切削加工所要解决的关键技术。 2. 超高速切削包含哪些相关技术？ 3. 简述超高速磨削特点及关键技术。 4. 简述超高速铣削特点及关键技术。
1. 高速与超高速加工技术
1.1 高速与超高速切削技术概述 1.2 超高速切削加工关键技术 1.3 超高速磨削技术 1.4 超高速铣削技术
1.1 高速与超高速切削技术概述
“高速加工”的起源
Salomon切削理论： 工件材料均有一个
临界切削速度，在该速 度下有最高切削温度。
为什么要进行高速加工？
萨洛蒙曲线
常用结构有龙门式、并联式机床结构。
1.2 超高速切削加工关键技术