文档介绍：第9章磨削加工 磨削加工概述磨削就是利用高速旋转的磨具(砂轮、砂带、磨头等)从工件表面切削下细微切屑的加工方法。 磨削加工的特点在机械制造业中,磨削加工是对工件进行精密加工的主要方法之一。磨削加工具有以下特点: 1)切削速度高磨削加工时,砂轮以 1000~3000m/min 的高速旋转,由于切削速度很高,产生大量的切削热,工件加工表面温度可达 1000 ℃以上。为防止工件材料在高温下发生性能改变,在磨削时应使用大量的冷却液,降低切削温度,保证加工表面质量。 2)多刃、微刃切削磨削用的砂轮是由许多细小的硬度很高的磨粒用结合剂粘结而成,砂轮表面每平方厘米的磨粒数量为 60~1400 颗,每个磨粒的尖角相当于一个切削刀刃,形成多刃、微刃切削。 3)加工精度高,表面质量好由于磨粒体积微小,其切削厚度可以小到几微米,所以磨削加工的精度较高, 可达 IT6~IT5 级,表面质量较好,表面粗糙度 Ra值可达 ~ μm。高精度磨削时 Ra值可达 ~ μm。 4)磨粒硬度高砂轮的磨粒材料通常采用 Al 2O 3、SiC 、人造金刚石等硬度极高的材料,因此磨削不仅可以加工碳钢、铸铁和有色金属等常用金属材料,而且可以加工其它切削方法不能加工的各种硬材料,如淬硬钢、硬质合金、超硬材料、宝石、玻璃等。 5)磨削不宜加工较软的有色金属一些有色金属由于硬度低而塑性很好,砂轮进行磨削时,磨削会粘在磨粒上而不脱落,很快将磨粒空隙堵塞,使磨削无法进行。 磨削加工的范围磨削的加工范围很广,用于粗加工时,主要用于材料的切断、倒角、清除工件的毛刺、铸件上的浇、冒口和飞边等工作,如图 9-1 所示。用于精加工时,可磨削零件的内外圆柱面、内外圆锥面和平面,还可加工螺纹、齿轮、叶片等成形表面。图9-1 磨削加工范围 砂轮简介磨外圆磨内圆磨平面磨花键磨螺纹磨齿轮砂轮是磨削加工中最常用的磨具,由许多极硬的磨粒材料经过结合剂粘结而成的多孔体,如图 9-2 所示。磨料、结合剂和孔隙构成砂轮结构的三要素。磨料起切削作用,结合剂使砂轮具有一定的形状、硬度和强度,孔隙在磨削中起散热和容纳磨屑的作用。图9-2 砂轮的结构 砂轮的特性砂轮特性包括磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等。 1、磨料磨料是砂轮的主要成分,直接担负切削工作。磨料在磨削过程中承受着强烈的挤压力及高温的作用,所以必须具有很高的硬度,强度、耐热性和相当的韧性。常用的磨料的种类、代号及应用如表 9-1 所示。表9-1 常用的磨料种类、代号、性能及应用磨料名称代号性能应用棕刚玉 A硬度较高, 韧性较好磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁等白刚玉 WA磨削淬硬钢、高速钢等黑色碳化硅 C硬度高,韧性差、导热性较好磨削铸铁、黄铜、铝合金等绿色碳化硅 GC磨削硬质合金、玻璃、陶瓷等立方氮化硼 SD硬度很高磨削高温合金、不锈钢等人造金刚石 CBN磨削硬质合金、宝石等 2、粒度粒度是指磨料颗粒的大小,即粗细程度。粒度用筛选法分类,以1平方英寸的筛子上的孔眼数来表示,粒度号越大,磨粒越细。直径很小的磨粒称为微粉, 微粉用显微测量法测量到的实际尺寸来表示。粒度号标准依照国家标准 -1998 -1998 分37个粒度号, F4~F220 为粗磨粒, F230~F1200 为微粉。为提高磨削加工效率和加工表面质量,应根据实际情况选择合适的粒度号砂轮。在磨削较软材料或粗磨时,应选用粒度号小的粗砂轮,精磨或磨削较硬材料时应选用粒度号大的细砂轮。 3、结合剂结合剂将磨粒粘结在一起,并使砂轮具有一定的形状。砂轮的强度、耐热性、耐冲击性及耐腐蚀性等性能都取决于结合剂的性能。常用的结合剂有陶瓷结合剂(代号为 V)、树脂结合剂(代号为 B)和橡胶结合剂(代号为 R)。陶瓷结合剂由于耐热、耐水、耐油、耐酸碱腐蚀,且强度大,应用范围最广。 4、硬度砂轮硬度不是指磨料的硬度,而是指结合剂对磨粒粘接的牢固程度。磨粒易脱落,则砂轮的硬度低,不易脱落则砂轮的硬度高。在磨削时,应根据工件材料的特性和加工要求来选择砂轮的硬度。一般情况下磨削较硬材料应选择软砂轮, 可使磨钝的磨粒及时脱落,及时露出具有尖锐棱角的新磨粒,有利于切削顺利进行,同时防止磨削温度过高“烧伤”工件。磨削较软材料则采用硬砂轮。精密磨削应采用软砂轮。砂轮硬度代号以英文字母表示,字母顺序越大,砂轮硬度越高。 5、组织砂轮的组织表示磨粒、结合剂和气孔三者之间的比例。砂轮的组织号以磨粒所占砂轮体积的百分比来确定。组织号分 15级,以阿拉伯数字 0~14表示,组织号越大,磨粒所占砂轮体积的百分比越小,砂轮组织越松。一般磨削加工使用中等组织的砂轮,精密磨削应采用紧密组织砂轮,磨削较软的材料应选用疏松组织的砂轮