文档介绍：外圆磨床的设计
第 1 章绪论 
  磨床的类型与用途 
  磨床的类型及其特点
用磨料磨具(砂轮、砂带、油石和研磨料等)为工具进行切削加工的机床,统称为磨床(英文为 Grinding 
machine),它们是因精加工和硬表面的需要而发展起来的[1]。
磨床种类很多,主要有:外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床和用来磨削特定表面和工件的专
门化磨床,如花键轴磨床、凸轮轴磨床、曲轴磨床等[2]。
对外圆磨床来说,又可分为普通外圆磨床、万能外圆磨床、无心外圆磨床、宽砂轮外圆磨床、端面
外圆磨床等
以上均为使用砂轮作切削工具的磨床。此外,还有以柔性砂带为切削工具的砂带磨床,以油石和研磨
剂为切削工具的精磨磨床等。
磨床与其他机床相比,具有以下几个特点: 
1、磨床的磨具(砂轮)相对于工件做高速旋转运动(一般砂轮圆周线速度在 35 米/秒左右,目前已向 
200 米/秒以上发展); 
2、它能加工表面硬度很高的金属和非金属材料的工件; 
3、它能使工件表面获得很高的精度和光洁度; 
4、易于实现自动化和自动线,进行高效率生产; 
5、磨床通常是电动机油泵发动部件,通过机械,电气,液压传动传动部件带动工件和砂轮相
对运动工件部分组成[1]。 
  磨床的用途
磨床可以加工各种表面,如内、外圆柱面和圆锥面、平面、渐开线齿廓面、螺旋面以及各种成形表面。
磨床可进行荒加工、粗加工、精加工和超精加工,可以进行各种高硬、超硬材料的加工,还可以刃磨刀具
和进行切断等,工艺范围十分广泛。
随着科学技术的发展,对机械零件的精度和表面质量要求越来越高,各种高硬度材料的应用日益增多。
精密铸造和精密锻造工艺的发展,使得有可能将毛坯直接磨成成品。高速磨削和强力磨削,进一步提高了
磨削效率。因此,磨床的使用范围日益扩大。它在金属切削机床所占的比重不断上升。目前在工业发达的
国家中,磨床在机床总数中的比例已达 30%40%。
据 1997 年欧洲机床展览会(EMO)的调查数据表明,25  %的企业认为磨削是他们应用的最主要的加工技
术,车削只占 23%, 钻削占 22%,其它占 8%;而磨床在企业中占机床的比例高达 42%,车床占 23%,
铣床占 22%,钻床占 14% [3]。由此可见,在精密加工当中,有许多零部件是通过精密磨削来达到其要求的,
而精密磨削加工会要在相应的精密磨床上进行,因此精密磨床在精密加工中占有举足轻重的作用。但是要
实现精密磨削加工,则所用的磨床就应该满足以下几个基本要求: 
。精密磨床应有高的几何精度,主要有砂轮主轴的回转精度和导轨的直线度以保证工
件的几何形状精度。主轴轴承可采用液体静压轴承、短三块瓦或长三块瓦油膜轴承,整体度油楔式动压轴
承及动静压组合轴承等。当前采用动压轴承和动静压轴承较多。主轴的径向圆跳动一般应小于 1um,轴向
圆跳动应限制在 2—3um 以内。 
。由于砂轮的修整导程要求 10—15mm/min,因此工作台必须低速进给运动,
要求无爬行和无冲击现象并能平稳工作。 
。精密磨削时如果产生振动,会对加工质量产生严重不良影响。故对于精密磨床,在结
构上应考虑减少振动。 
。精密磨削中热变形引起的加工误差会达到总误差的  50%,故机床和工艺系统的热变
形已经成为实现精密磨削的主要障碍。 
  外圆磨削和端面外圆磨床 

在外圆磨削过程中,工件是安装在两顶尖的中心之间,砂轮旋转是引起切削旋转的主要来源和原因。
基本得外圆磨削方法有两种,即横磨法磨外圆和纵磨法磨外圆,如图 1-1 和图 1-2 所示。
事实上,外圆磨削可以通过其他以下几种方法来实施:
(1)传递方法:在这种方法中,磨削砂轮和工件旋转以及径向进给都应满足所有的整个长度,切削
的深度是由磨削砂轮到工件的纵向进给来调整的。
(2)冲压切削方法:在这种方法中,磨削是通过砂轮的纵向进给和无轴向进给来完成的,正如我们
所看到的,只有在表面成为圆柱的宽度比磨削轮磨损宽度短时,这种方法才能完成。
图 1-1  横磨法磨外圆
图 1-2  纵磨法磨外圆
(3)整块深度切削方法:除了在磨削过程中,要进行间隙调整外,这种方法与传递方法很相似,同
时这种方法具有代表性,除了磨削短而粗的轴。 

端面外圆磨床是外圆磨床的一种变形机床,它宜于大批量磨削带肩的轴类工件,有较高的生产率。它
的特点如下
(1)这种磨床的布局形成和运动联系