第7章磨削加工技术 o71概述 o72砂轮 o7.3麼削加工方法 o74先进麼削方法 结束
第7章 磨削加工技术 7.1 概述 7.2 砂轮 7.3 磨削加工方法 7.4 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 磨床加工的工艺范围很宽,可磨削内外圆柱面、圆锥面、 平面、齿轮齿廓面、螺旋面及各种成形面等,还可刃磨刀具 和切断等。随着磨料磨具的不断发展,机床结构和性能的不 断改进,以及高速磨削、强力磨削等高效磨削工艺的采用, 磨削已逐步扩大到粗加工领域。选用小切削余量的毛坯,以 磨代车(或镗、铣、刨),既节省原料,又节省工时,为机 械加工的方向之一。 返回
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。 磨床加工的工艺范围很宽，可磨削内外圆柱面、圆锥面、 平面、齿轮齿廓面、螺旋面及各种成形面等，还可刃磨刀具 和切断等。随着磨料磨具的不断发展，机床结构和性能的不 断改进，以及高速磨削、强力磨削等高效磨削工艺的采用， 磨削已逐步扩大到粗加工领域。选用小切削余量的毛坯，以 磨代车（或镗、铣、刨），既节省原料，又节省工时，为机 械加工的方向之一。 返回
7.2砂轮 o7.2.1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 )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。 下一页返回
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。 下一页 返回
表7-1常用磨料的性能与用途 系磨料|代 列名称号 特性 适于磨削的材料 氧棕刚玉 棕褐色,硬度高,韧性大,价格便宜碳钢、合金钢 化物 GZ 系白刚GB白色,硬度比GZ高,韧性比Gz差 淬火钢、高速钢 碳黑碳 黑色,硬度比GB高,性脆而锋利,导热铸铁、黄铜 化化硅TH性较好 物 系「绿碳 绿色,硬度及脆性比IH高,有良好的导硬质合金、宝石、陶瓷 化硅TL热性 人造金 无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色、硬硬质合金、宝石、光学玻 刚石JBR|度高 璃、半导体材料等 立方氮 黑色或淡色白,硬度仅次于JR,耐磨性高钒高速钢、不锈钢等难加 化硼CBN高、发热小 工材料 返回
表7-1 常用磨料的性能与用途 返回 系 列 磨料 名称 代 号 特 性 适于磨削的材料 氧 化 物 系 棕刚玉 GZ 棕褐色，硬度高，韧性大，价格便宜 碳钢、合金钢 白刚玉 GB 白色，硬度比GZ高，韧性比GZ差 淬火钢、高速钢 碳 化 物 系 黑碳 化硅 TH 黑色，硬度比GB高，性脆而锋利，导热 性较好 铸铁、黄铜 绿碳 化硅 TL 绿色，硬度及脆性比TH高，有良好的导 热性 硬质合金、宝石、陶瓷， 人造金 刚石 JR 无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色、硬 度高 硬质合金、宝石、光学玻 璃、半导体材料等 立方氮 化硼 CBN 黑色或淡色白，硬度仅次于JR，耐磨性 高、发热小 高钒高速钢、不锈钢等难加 工材料
7.2砂轮 o2)粒度 表示磨料颗粒的大小。砂轮的粒度对磨削加工生产率和 工件表面质量影响较大。一般来说,粗磨时,应选用粗粒度 的砂轮,以保证较高的生产率;精磨时,选用细粒度砂轮, 以减低磨削表面的粗糙度值;磨软而粘的材料,应选用粗粒 度的砂轮,以防工作表面堵塞;磨削脆、硬材料,则应选用 细粒度砂轮。粒度的选用如表72所示 3)结合剂 用于黏合磨粒,制成各种不同形状和尺寸的砂轮。结合 剂的性能决定了砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性、耐热性 和使用寿命。常用的结合剂有陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡 胶结合剂和金属结合剂等,其中以陶瓷结合剂应用最广。结 合剂的性能与用途如表7-3。 上一页下一页返回
2)粒度 表示磨料颗粒的大小。砂轮的粒度对磨削加工生产率和 工件表面质量影响较大。一般来说，粗磨时，应选用粗粒度 的砂轮，以保证较高的生产率；精磨时，选用细粒度砂轮， 以减低磨削表面的粗糙度值；磨软而粘的材料，应选用粗粒 度的砂轮，以防工作表面堵塞；磨削脆、硬材料，则应选用 细粒度砂轮。粒度的选用如表7-2所示。 3)结合剂 用于黏合磨粒，制成各种不同形状和尺寸的砂轮。结合 剂的性能决定了砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性、耐热性 和使用寿命。常用的结合剂有陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡 胶结合剂和金属结合剂等，其中以陶瓷结合剂应用最广。结 合剂的性能与用途如表7-3。 上一页 下一页 返回 7．2 砂轮
表7-2粒度的选用 粒度号 颗粒尺寸 使用范围 /p m 12#、14#、16# 2000~1000粗磨、荒磨、打磨毛刺 20#、24#、30#、36# 1000400磨钢锭、打磨铸件毛刺、切断钢坯等 46#、60# 400~250内圆、外圆、平面、无心磨、工具磨等 70#、80# 250~160内圆、外圆、平面、无心磨、工具磨等半精磨、精磨 100#、120#、150#、180#、160~50 半精磨、精磨、珩磨、成型磨、工具磨等 240# w40、W28、W20 50~14 精磨、超精磨、珩磨、螺纹磨、镜面磨等 W14~更细 14~2.5 精磨、超精磨、镜面磨、研磨、抛光等 返回
表7-2 粒度的选用 返回 粒 度 号 颗粒尺寸 /μm 使 用 范 围 12#、14#、16# 2000～1000 粗磨、荒磨、打磨毛刺 20#、24#、30#、36# 1000～400 磨钢锭、打磨铸件毛刺、切断钢坯等 46#、60# 400～250 内圆、外圆、平面、无心磨、工具磨等 70#、80# 250～160 内圆、外圆、平面、无心磨、工具磨等半精磨、精磨 100#、120#、150#、180#、 240# 160～50 半精磨、精磨、珩磨、成型磨、工具磨等 W40、W28、W20 50～14 精磨、超精磨、珩磨、螺纹磨、镜面磨等 W14～更细 14～2.5 精磨、超精磨、镜面磨、研磨、抛光等
表7-3结合剂的性能与用途 名称 号 性能 应用范围 耐热、耐水、耐油、耐酸碱,气孔率大,强|能制成各种磨具, 陶瓷结 度高,但韧性弹性差 适用于成形磨削和 合剂 磨螺纹、齿轮、曲 轴等 树脂结 强度高,弹性好,耐冲击,有抛光作用,但制造高速砂轮、薄 合剂 B 耐热性差,抗腐蚀性差 砂轮 橡胶结 强度和弹性更好,有极好的抛光作用,但耐抛光砂轮、薄砂 合剂 R 热性更差,不耐酸,气隙堵塞 轮、无心磨导轮 金属结 强度高,成形性好,有一定韧性,但自锐性制造各种金刚石磨 合剂J 差 具,使用寿命长 返回
表7-3 结合剂的性能与用途 返回 名 称 代 号 性 能 应用范围 陶瓷结 合剂 V 耐热、耐水、耐油、耐酸碱，气孔率大，强 度高，但韧性弹性差 能制成各种磨具， 适用于成形磨削和 磨螺纹、齿轮、曲 轴等 树脂结 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 制造高速砂轮、薄 砂轮 橡胶结 合剂 R 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 抛光砂轮、薄砂 轮、无心磨导轮 金属结 合剂 J 强度高，成形性好，有一定韧性，但自锐性 差 制造各种金刚石磨 具，使用寿命长
7.2砂轮 o4)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。 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。 上一页下一页返回
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。 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。 上一页 下一页 返回 7．2 砂轮
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。 o2.砂轮的形状常用砂轮的形状、代号及主要用途如表7-6 所示。 o3.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。 上一页下一页返回
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 常用砂轮的形状、代号及主要用途如表7-6 所示。 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。 上一页 下一页 返回 7．2 砂轮
表7-6常用砂轮的形状代号 及主要用途 砂轮种类 断面形状 形状代 号 主要用途 平形砂轮 P 磨外圆、内孔、平面及刃磨刀具 仁双斜边砂轮Psx「磨齿轮及螺纹 双面凹砂轮 PSA 磨外圆、刃磨刀具、无心磨的磨 轮和导轮 双面凹带锥砂轮 PSA 磨外圆及台肩 薄片砂轮PB 切断、磨槽 筒形砂轮 主轴端磨平面 碗形砂轮 BW 磨机床导孰、刃磨刀具 碟形1号砂轮 D 刃磨刀具 碟形3号砂轮 器 D 磨齿轮及插齿刀 返
表7-6 常用砂轮的形状代号 及主要用途 返回 砂轮种类 断面形状 形状代 号 主要用途 平形砂轮 P 磨外圆、内孔、平面及刃磨刀具 双斜边砂轮 PSX 磨齿轮及螺纹 双面凹砂轮 PSA 磨外圆、刃磨刀具、无心磨的磨 轮和导轮 双面凹带锥砂轮 PSZA 磨外圆及台肩 薄片砂轮 PB 切断、磨槽 筒形砂轮 N 主轴端磨平面 碗形砂轮 BW 磨机床导孰、刃磨刀具 碟形1号砂轮 D1 刃磨刀具 碟形3号砂轮 D2 磨齿轮及插齿刀