1、3.6 GRINDING MACHINES AND GRINDING WHELS 磨床与砂轮,磨削是一种精加工方法。精度值IT6-IT7，表面粗糙度Ra值1.25-0.08um 可加工高硬度材料。淬硬钢件，高硬度特殊材料及非合金材料（如陶瓷）可加工各种表面。平面，外表面，内圆柱面，以及线轮廓成形等,3.6.1Grinding operations and machines 磨削加工方法和机床,磨床主要种类：平面磨床，外圆磨床，内圆磨床，无心磨床，缓进给磨床，刀具及刃具磨床和各种专门化磨床，如曲轴磨床，凸轮磨床，齿轮磨床，螺纹磨床等。,3.6.1.1Surface grinders(平面磨床),
2、平面磨床通常用于磨削零件的平面，同时也可以用于磨削不规则的弯曲的，锥形的，凹凸的平面。 圆周（即砂轮轮缘）磨削按照砂轮的工作面不同 主轴为卧式布置 端面磨削（主轴为立式分布） 矩形工作台按照工作台形状不同 圆形工作台, 卧轴矩台平面磨削 用于长形平面加工, 卧轴圆台平面磨削 用于小件加工, 立轴矩台平面磨削 常用于齿轮面、推力垫圈、汽缸盖平面磨削。, 立轴圆台平面磨削 适于大件加工,四种磨削方式特点比较： 圆周磨削 砂轮与工件接触面积小，磨削力小，排屑及冷却条件好，工件受热变形小，且砂轮磨损均匀，故加工精度较高。但砂轮主轴呈悬臂状态，刚性差不能采用较大的磨削用量，生产率低。 端面磨削 砂轮一般
3、比较大，能同时磨出工件的全宽，磨削面积较大，允许采用较大的磨削用量，故生产率高。但磨削力大，发热量大，冷却和排屑条件差，故加工精度和表面粗糙度差。, 圆台式磨削由于采用端面磨削，且为连续磨削，没有工作台的换向时间损失，故生产率较高。但只适于磨削小零件和大直径的环形零件端面，不能磨削长零件。 矩台式磨削 可方便地磨削各种零件，工艺范围较宽。卧轴矩台磨削除了用砂轮的周边磨削水平面外，还可以用砂轮端面磨削沟槽、台阶等侧平面。,卧轴矩台式磨床,立轴圆台式,平面磨床,滑鞍及横向进给机构,床身,尾座,砂轮架,内圆磨具,砂轮,头架,工作台,换向挡块,纵向进给手轮,横向进给手轮,卧式矩台式平面磨床,3.6.1
4、.2 圆筒磨床,圆筒磨削分为外圆磨削(external grinding) 和内圆磨削(internal cylindrical grinding)(一)外圆中心型磨床(cylindrical center-type grinders)外圆磨床以两顶心为中心，以砂轮为刀具，将圆柱型钢件研磨出精密同心度的磨床 (又叫顶心磨床或圆筒磨床)。它能加工圆柱面、圆锥面、端面、球面和特殊形状的外表面等。,这种磨削方式按照进给的方法不同分为两种：, 纵向磨削法 使工作台作纵向往复运动进行磨削的方法。,砂轮高速旋转为主运动，工件旋转作圆周进给运动，同时随工作台沿工件轴向作纵向进给运动。每单次行程或每往复行程终
5、了时，砂轮作周期性的横向进给，从而逐渐磨去工件径向的全部磨削余量。,特点：纵磨法每次的横向进给量小，磨削力小，散热条件好，加工精度和表面质量较高，但生产效率低，是目前生产中使用最广泛的一种磨削方法。, 切入磨削法（或横向切入法） 用宽砂轮进行横向切入磨削的方法。,采用这种磨削形式磨外圆时，砂轮宽度比工件的磨削宽度大。磨削时，工件不需作纵向往复运动，砂轮以缓慢的速度连续或间断地向工件径向作横向进给运动，直到磨去全部余量。,特点：横磨法因砂轮宽带大，一次行程就可以完成磨削加工过程，所以生产效率高，适用于磨削长度短、刚性好、精度低的外圆表面。但横磨时，工件与砂轮的接触面积大，磨削力大，发热量大而集中
6、，所以易影响工件的表面质量。,万能外圆磨床,万能外圆磨床其工艺范围较宽，除了能磨削外圆柱面和圆锥面外，还可磨削内孔和台阶面等。,(一) 机床的组成,万能外圆磨床,1床身（Bed）,3工作（Worktable）,2头架（Headstock）,4内磨装置（Auxiliary wheelhead）,5砂轮架（Wheelhead）,6尾座（Foothead）,脚踏操纵板,A,(二) 机床的运动与传动,a) 纵磨法磨外圆柱面,b) 扳转工作台用纵磨法磨长圆锥面,c) 扳转砂轮架用切入法磨短圆锥面,d) 扳转头架用纵磨法磨内圆锥面,图33 万能外圆磨床加工示意图,（二）内圆磨削（internal cyli
7、ndrical grinders）,内圆磨削是用砂轮外圆周面来磨削工件的各种内孔（包括圆柱形通孔、盲孔、阶梯孔及圆锥孔等）和端面，它可以在专用的内圆磨床上进行，也能在具备内圆磨头的万能外圆磨床上实现。,这种磨削方式按照工件与砂轮的相互运动关系有下列三种：,纵磨法磨内孔,切入法磨内孔,磨端面,磨端面, 工件夹持在工作头上，并作固定位置回转运动，砂轮在心轴上转动，并在孔内作往复运动。此种方式最常使用。,适用于：小批量生产, 砂轮在固定心轴上转动，工件亦回转且作往复运动。, 行星式内圆磨削 工件固定不转动，砂轮除绕自身轴线高速旋转完成主运动外，还绕着工件孔中心作公转，以实现圆周进给运动。,行星式磨削
8、工作原理,适用于：磨削大型工件或形状不对称、不适宜旋转的工件。,特点：运动种数较多，结构复杂且刚性较差。因此应用不广泛。,Centerless grinders(无心磨床）,Centerless grinder makes it possible to grind both external and internal cylindrical surfaces without requiring the working to be mounted between centers or in a chuck. This eliminates the requirement of center ho
9、les in some workpiece ,there reducing the cycle time. 无心磨床可以不需要制作工件中心固定或放在夹具的情况下磨内外圆柱表面，这样就减少了在一些工件中需要制作中心孔的要求，因此减少了加工时间。,无心外圆磨床主要由砂轮和导轮组成。工件放在两个研磨轮之间的托板上面，砂轮在一个固定的速度下旋转同时移去工件表面多余的材料。,1.Grinding wheel(砂轮）2.workpiece 3.regulating wheel（导轮）4.workrest blade（托板）,Centerless external grinding,Though-feed
10、centerless grinding （纵向进刀磨削）,导轮和水平轴要倾斜一些角度，这样就可以沿纵长进给，进给速度（mm/min）由倾斜角度和导轮速度决定。由公式表达如下:f=D n shinD是直径（mm）,n 是速度（rpm），是导轮的倾斜角度，可以从0到8度。,In-feed centerless grinding（横向进刀磨削）,横向进给无心磨床比贯穿进刀磨床慢，但是对一些有阶梯或者是阻碍砂轮完全通过其回转表面的工件很实用,Internal centerless grinding（无心内圆磨床）,导轮倾斜放置少量的角度来控制工件通过砂轮的进给量。由于需要支撑砂轮，在无心外圆磨轮中工件
11、贯穿进刀是不可行的。因此，这种磨床不能够达到和无心外圆磨床一样的生产效率。它的优势是它能够为管状部件，比如轧辊轴承，提供很精确的内外直径的同心度,The advantages of centerless grinding,无心磨削比有心磨削更快，更便宜，原因如下：1.它几乎是连续的，特别是对于贯穿进给磨削，因为减少了装载和卸载，有最少的加工时间。2.对操作者只有很少的技术要求。3.工件完全的被托板和导轮支撑，可以承受尽可能大的切削但不会过热。可以在整个长度的工件上进行下刀。3.因为有较大的砂轮，轮子的磨损相对较小，有最小量的调整来补偿磨损。4.由于是在中心之间工作，没有轴向推力，长且薄的工件不
12、太可能变形。5.无心磨削可以使每个工件在消除最少量的残余量下加工完全，中心误差可以消除。因此无心磨削尤其适合于特定的大批量生产。,The disadvantages of centerless grinding,这种特定的机器不能做其它种类的工作。工件必须非圆平面，如键槽，才会出现。它在有一个以上的直径或弯曲零件的工作上是有限制的。在磨管子的时候，不能保证外圆的直径和内圆的直径是同心的。,Creep-feed grinding （缓进给磨削）,不同于普通只有很少的材料磨削速度，缓进给磨削磨床切削深度最大可以达到6mm,使用进给磨削有很多的特征，如有很强的硬度，很大的抗压能力，可变且容易控制的轴和工件速度。,The wheel is dressed to the shape of the workpiece to be produced ,consequently ,the workpiece does not have to be previously milled ,shaped,or broached. Thus near-net shape casting and forgings are suitable parts for creep-feed grinding.在缓进给磨削中，工件不需要先被铣，成型，或者是镗，因此近净成形铸造和锻造适合于缓进给磨削。,
