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磨床及其加工概述

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-06-19  浏览次数:602
核心提示:一、磨床 磨床用砂轮作切削工具,对工件表面进行切削加工的精密加工的机床。磨削时,以砂轮的高速旋转做主运动,工件低速旋转作

 一、磨床
磨床用砂轮作切削工具,对工件表面进行切削加工的精密加工的机床。
磨削时,以砂轮的高速旋转做主运动,工件低速旋转作圆周进给,同时作轴向进给,每次行程完后,砂轮作横向切深移动。
磨床的种类很多目前生产中应用较多的有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床和工具磨床等。
1、外圆磨床 它由床身、头架、工作台、砂轮架、内磨置、床身垫板、滑鞍、尾架、横向进给装置、液压传动系统装置和冷却装置等组成。床身用来安装各种部件,其内部装置有液压传动装置和其它装置,床身上有两条相互垂直的导轨:纵向导轨和横向导轨。纵导轨安装工作台,
磨床工作台的纵向往复运动,是由机床的液压传动装置来实现的。液压传动具有较大范围内无级调速、机床运转平稳、无冲击振动、操作简单方便。
2、平面磨床
根据砂轮磨削方式的不同,分为用砂轮圆周面进行磨削的及砂轮端面进行磨削的两类平面磨床。根据工作台形状不同,平面磨床又可分为矩形工作台和圆形工作台两类。普通平面磨床的主要类型有卧轴矩台式、卧轴圆台式、主轴矩台式和立轴圆台式4种。它是由床身、工作台、砂轮架、立柱、液压传动系统等部件组成。在磨削时,工件安装在工作台上,工作台在床身水平纵向导轨上,由液压传动作纵向直线往复运动,也可用手轮移动进行高速调整。工作台上装有电磁吸盘或其它夹具以装夹工件。砂轮架沿滑座的燕
尾导轨作横向间歇进给运动,滑座和砂轮架一起可沿立柱的导轨作垂直间歇切入进给运动。

二、砂轮
砂轮是磨削加工的重要工具,它是由磨料和结合剂焙烧而成的多孔物体。砂轮的特性取决于磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状尺寸及制造工艺的不同。砂轮对磨削加工的精度、表面粗糙和生产率有着重要影响。
与其它切削刀具相比较,砂轮有一种特殊性能--自锐性(又叫自砺性)。它是指被磨钝了的磨料颗粒在切削力的作用下自行从砂轮上脱落或自行破碎,从而露出新的锐粒刃口的性能。砂轮因为具有自锐性,才能保证在磨削过程中始终锐利,才能保证磨削的生产率和质量,才能保证磨削过程顺利进行。
1、磨料
磨料是制造砂轮的主要原料,直接担负着磨削工作,是砂轮上的“刀头”。因此,磨料必须锋利,并具有高的硬度及良好的耐热性能和一定的韧性。按GB2476-83(磨料代号)的规定,磨料分两大类:刚玉类和碳化物类,见表31-6。与碳化物类相比,刚玉类磨料硬度稍低,韧性好(即磨粒不易破碎)与结合剂结合能力较强,所以用这种磨料制成的砂轮易被磨钝且自锐性差,不宜磨削硬质合多类高硬度材料以及铸铁、黄铜、铝等高脆性或提高韧性材料。宜于磨削各种钢料及高速钢。而碳化物类磨料用来磨削特硬材料以及高脆性或极高韧性的材料比较合适。
2、粒度
粒度指磨炎颗粒的大小。其大小决定了工件的表面粗糙度和生产率。GB2744-83(磨料料及其组成)规定磨料凿度按颗粒大小分41个号:4#、5#、6#、7#、8#...、180#、220#、240#、W63、W50...、W1.0、W0.5。
4#至240#磨料粒度组成用筛分法测定,粒度号数越大,表示磨粒尺寸越小;W63至W0.5叫微粉,W后的数字表示微粉尺寸(μm),用显微镜分析法测定。
3、结合剂
结合剂的作用是将磨料颗粒结合成具有一定形状的砂轮。根据GB2484--84(磨具代号)规定,结合剂有陶瓷结合剂(V)树脂结合剂(B)、橡胶结合剂(R)、菱苦土结合剂(Mg)四种。其中陶瓷结合剂具有很多优点,如耐热、耐水、耐油,耐普通酸碱等,故应用较多。其主要缺点是性较脆,经不起冲击等。
4、硬度
磨具的硬度是指在外力作用下,磨粒脱落的难易程度。磨粒不易脱落的硬度高,反之,硬度就低。磨具硬度对磨削性能影响很大,太软,磨粒尚未变钝便脱落,使磨具形状难于保持且损耗很快。太硬,磨粒钝化后不易脱落,磨具的自锐性减弱,产生大量的磨削热,造成工件烧伤或变形。实际生产中可按以下规则选择砂轮及其它磨具硬度:
软材料——硬砂轮
硬材料——软砂轮
GB2484-84将砂轮硬度分为超软、软、中软、中、中硬、硬超等七大级,每一大级又细分为几个小级,各有相应代号表示。
5、组织
磨具的组织是指磨粒、结合剂、气孔三者间的体积关系,磨具的组织号是按磨粒在磨具中占有的体积百分数(即磨粒率)表示。磨具组织疏松,则容屑空间大,空气及冷却润滑液也容易进入磨削区,能改善切削条件。但组织疏松会使磨削粗糙度提高,磨具外形也不易保持。所以必须根据具体情况选择相应的组织。见表31-7
6、形状尺寸及其选择
砂轮的形状尺寸主要由磨床型号和工件形状决定。按照标准GB2484-84的规定,国产砂轮分为平行系砂轮、筒形系砂轮、杯形系砂轮、碟形系砂轮以及专用加工系砂轮等。图31-46为最常用的平等系中的通用平形砂轮(P),可磨内外圆、平面及刃磨刀具。图31-47为碟形系中的碟形系中的碟形三号砂轮(D ),主要用于磨齿轮。
7、砂轮代号
为使用方便和防止用错砂轮,在砂轮的非工作表面印有砂代号。砂轮代号按形状、尺寸、磨料、粒度、组织、结合剂、线速度的顺序书写。

三、磨床的加工范围
1、外圆磨床的加工范围
外圆磨床主要用于磨削各种轴类及套类零件的外圆柱面、外圆锥面及台阶端面。在磨外圆锥时,应将工作台转过半锥角。
万能外圆磨床除可完成外圆磨床的工作外,还可完成如图31-49所示的工作:将工件主及轴箱转过半锥角用纵向进给磨外圆锥面;将工件主轴箱转过90度磨端面);将砂轮架转过半锥角,利用横向进给磨母线长度短于砂轮宽度的外圆锥面;将砂轮架转过半锥角用砂轮的斜向进给磨母线长度大于砂轮宽度的外圆面;利用内圆磨具附件磨内圆锥或圆柱孔。
2、内圆磨床的加工范围
内圆磨床主要用于各类圆柱孔、圆锥孔及端面的磨削,如图31-50所示。在磨内孔时,受加工孔径的限制,砂轮直径较小,为保证磨削线速度,所以砂轮转速很高,每分钟几千转至几万转。
3、平面磨床的加工范围
平面磨床主要用于各种工件上平面的磨削。

四、磨削加工的特点
磨削加工有以下一些特点:
1、工艺范围较广泛
在不同类型的磨床上,可分别完成内、外圆柱面,内、外圆锥面,平面,螺纹,花键,齿轮,蜗轮,蜗杆以及如叶片榫槽等特殊、复杂的成形表面的加工。
2、可进行各种材料的磨削
无论是黑色金属、有色金属,甚至非金属材料均匀进行磨削加工。尤其高硬度材料,磨削加工是经常采用的切削加工方法。
3、可获得很高的加工精度和很小的粗糙度
磨削内、外圆的经济精度分别为IT6~IT7和IT6级,表面粗糙度值分别为0.2~0.8μm和0.2~0.4μm;磨削平面的经济精度为IT6~IT7级,表面粗糙度为0.2~0.4μm。所以对高精度零件,磨削加工几乎成了最终加工必不可少的手段。
4、通常磨削只适用于半精加工和精加工,但近年来,由于高速磨削和强力磨削逐渐得到推广,磨削已用于粗加工。
 
 
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