金属切削机床

第五章　普通磨床
　　【能力目标】  了解磨床的分类及磨削加工工艺特点；认识外圆磨床的工作方法；掌握M1432B型外圆磨床的结构、运动及传动系统；了解其他类型磨床。
　　【内容简介】  磨削加工是一种历史悠久的加工方法，同时又是一种发展前途的加工方法。因为它既能加工普通材料又能加工超硬材料，既能作粗加工又能作精加工及超精加工。目前，磨削加工的公差等级可达IT4～Irl7，表面粗糙度可达Ra0．01～1．25μm，磨削加工对毛坯余量要求很小，适用于毛坯的模锻、模冲压和精密铸造等现代化生产方法中。现在有些工件可以从毛坯直接进行精磨加工。此外，磨削加工生产率高，容易实现生产过程自动化。因此磨削加工在机械制造工业中的地位日显重要。
　　【相关知识】
　　第一节  磨床分类及磨削加工工艺特点
　　磨床是用磨料磨具（如砂轮、砂带、油石、研磨料）为工具，对工件进行切削加工的机床。它们是由于精加工和硬表面加工的需要而发展起来的，目前也有少数应用于粗加工的磨床。磨床可以加工各种表面，如内外圆柱面、圆锥面、平面、渐开线齿廓面、螺旋面以及各种成形面等，还可以刃磨刀具和进行切断加工等，工艺范围广泛。
　　一、磨床分类
　　为了适应磨削各种加工表面、工件形状及生产批量的要求，磨床的种类很多，其中主要类型如下所述。
　　1．外圆磨床
　　外圆磨床应用广泛，能加工各种圆柱形和圆锥形外表面以及轴肩端面。外圆磨床还带有内圆磨削附件，可以磨削内孔和锥度较大的内、外圆锥面。外圆磨床包括普通外圆磨床、外圆磨床、无心外圆磨床、数控外圆磨床等。
　　2．内圆磨床
　　内圆磨床砂轮主轴转速较高，可以磨削圆柱、圆锥形内孑L表面，普通内圆磨床主要用于单件和小批生产，在大批生产中可以使用半自动或自动内圆磨床。内圆磨床包括普通内圆磨床、无心内圆磨床、行星式内圆磨床、数控内圆磨床等。
　　3．平面磨床
　　平面磨床一般用于加工平面，通常将工件通过电磁力固定在电磁工作台上，然后用砂轮圆周或者端面磨削零件上的平整表面。平面磨床包括普通平面磨床、精密平面磨床、卧轴矩台平面磨床、立轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴圆台平面磨床等。
　　4．工具磨床
　　工具磨床专用于工具制造和刀具刃磨，多用于工具制造厂及机械制造厂的工具车间。工具磨床包括普通工具磨床、工具磨床、数控工具磨床、工具曲线磨床、钻头沟槽磨床。
　　5．各种专门化磨床
　　专门用于磨削某一类零件的磨床，如曲轴磨床、凸轮轴磨床、花键轴磨床、叶片磨床、活塞环磨床、齿轮磨床和螺纹磨床等。
　　6．其他磨床
　　包括珩磨机、抛光机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和砂轮机等。
　　二、磨削加工的特点
　　1．精度高、表面粗糙度值小
　　由于砂轮具有极多切削刃，且切削刃的圆弧半径小，加工时实际上是多刃微量切削。同时，磨床精度、刚性和稳定性都较好，磨削时切削速度高，因此可以达到高的精度和小的表面粗糙度值。在一般磨削加工中，公差等级可达到IT5～。IT7，表面粗糙度值可达RaO．32～1．25μm；在超精磨削和镜面磨削中，表面粗糙度值可分别达到RaO．04～0．08μm和Ra0．01μm。
　　2．砂轮具有自锐作用
　　砂轮在磨削过程中，磨粒在高速、高温和高压作用下逐渐磨损变得圆钝，切削力下降，作用在磨粒上的外力增大，该力超过磨粒的强度极限时，磨粒破碎，产生新的较锋利的棱角，露出一层新鲜锋利的磨粒继续磨削，这就是砂轮的自锐作用。由于砂轮的自锐作用，可以不必在加工中更换刀具，节约辅助加工时间。同时，砂轮可以始终维持锋利的切削刃进行切削，以提高加工质量和效率。
　　3．背向磨削力大
　　砂轮磨削时，背向磨削力大于磨削力F。，而且材料塑性越小，其值越大。由于背向磨削力作用在由机床、夹具、工件和刀具组成的工艺系统刚度的方向上，因此容易使工艺系统产生变形，影响零件加工精度。上述砂轮磨削力分析如图5-1所示。
　　由于工艺系统的变形，在磨削细长零件时，工件弯曲将导致零件产生鼓形误差，如图5-2所示；同时，由于变形后实际背吃刀量比要求值小，所以磨削加工时，需要少进刀或不进刀，光磨走几次以消除由于变形产生的误差。

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