1、第二章第一节外圆磨削必备的专业知识一、外圆磨削的形式二、外圆及台阶面的磨削方法三、外圆砂轮的选择四、磨削余量及磨削用量的选择五、定位基准及夹具的使用六、常用量具及其使用一、外圆磨削的形式1.中心型外圆磨削图2-1外圆磨削的形式一、外圆磨削的形式2.无心外圆磨削3.端面外圆磨削图2-2MB1632型半自动端面外圆磨床(上海机床厂制造)一、外圆磨削的形式图2-3端面外圆磨削的应用二、外圆及台阶面的磨削方法T24.eps1.外圆的磨削方法(1)纵向磨削法是最常用的磨削方法，磨削时，工作台作纵向往复进给，砂轮作周期性横向进给，工件的磨削余量要在多次往复行程中磨去(图2-4a)。二、外圆及台阶面的磨削方
2、法图2-4外圆磨削的方法二、外圆及台阶面的磨削方法1)在砂轮整个宽度上，磨粒的工作情况不一样，砂轮左端面(或右端面)尖角担负主要的切削作用，工件绝大部分磨削余量均由砂轮尖角处的磨粒切除，而砂轮宽度上大部分磨粒担负减小工件表面粗糙度值的作用。2)劳动生产率较低。3)磨削力较小，适用于细长、精密或薄壁工件的磨削。(2)切入磨削法切入磨削法又称横向磨削法。1)整个砂轮宽度上磨粒的工作情况相同，充分发挥所有磨粒的磨削作用。2)径向磨削力较大，工件容易产生弯曲变形，一般不适宜磨削较细长的工件。二、外圆及台阶面的磨削方法3)磨削时产生较大的磨削热，工件容易烧伤和发热变形。4)砂轮表面的形态(修整的痕迹)会
3、复映到工件表面，影响工件表面粗糙度。5)切入法因受砂轮宽度的限制，只适用于磨削长度较短的外圆表面。(3)分段磨削法这种磨削法又称综合磨削法。(4)深度磨削法这是一种用得较多的磨削方法，采用较大的背吃刀量在一次纵向进给中磨去工件的全部磨削余量(图2-4c)。1)适宜磨削刚性好的工件。二、外圆及台阶面的磨削方法2)磨床应具有较大功率和刚度。3)磨削时采用较小的单方向纵向进给，砂轮纵向进给方向应面向头架并锁紧尾座套筒，以防止工件脱落。2.台阶面的磨削方法图2-5台阶面的磨削及砂轮修整三、外圆砂轮的选择1.合理选择砂轮的原则(1)磨粒应具有较好的磨削性能。(2)砂轮在磨削时应具有合适的“自锐性”。(3
4、)砂轮不易磨钝，有较长的使用寿命。(4)磨削时产生较小的磨削力。(5)磨削时产生较小的磨削热。(6)能达到较高的加工精度(尺寸精度、形状精度、位置精度)。(7)能达到较小的表面粗糙度值。(8)工件表面不产生烧伤和裂纹。2.外圆砂轮主要特性的选择三、外圆砂轮的选择(1)磨料的选择磨料的选择主要与被加工工件的材料和热处理方法相对应。(2)硬度的选择除应遵循硬度选择的一般原则外，主要还应考虑对砂轮“自锐性”和微刃的等高性两方面的影响。(3)粒度的选择砂轮磨粒的粗细程度直接影响到工件表面的粗糙度和砂轮的磨削性能。三、外圆砂轮的选择表2-1外圆砂轮的选择四、磨削余量及磨削用量的选择T25.eps1.磨削
5、余量分配1)工件形状复杂、技术要求高、工艺顺序复杂时，磨削余量应较大，如高精度机床主轴和套筒等零件。2)工件细长或薄壁，磨削余量应大些。3)需要经过热处理的工件，考虑到热处理变形，磨削余量应大些。4)工件尺寸越大，加工的误差因素就越多，由于磨削力、内应力引起变形的可能性增加，应相应增大余量。四、磨削余量及磨削用量的选择5)磨削余量按粗磨、半精磨、精磨、精密磨顺序递减。表2-2外圆的磨削余量(直径余量)(单位：mm)四、磨削余量及磨削用量的选择表2-2外圆的磨削余量(直径余量)(单位：mm)T26.eps2.外圆磨削用量选择四、磨削余量及磨削用量的选择(1)砂轮圆周速度的选择砂轮圆周速度增加时，
6、磨削生产率明显提高；同时由于每颗磨粒切下的磨屑厚度减小，使工件表面粗糙度值减小，磨粒的负荷降低。(2)工件圆周速度的选择工件圆周速度增加时，砂轮在单位时间内切除的金属量增加，从而可提高磨削生产率。(3)背吃刀量的选择背吃刀量增大时，生产率提高，工件表面粗糙度值增大，砂轮易变钝。(4)纵向进给量的选择纵向进给量对加工的影响与背吃刀量相同。四、磨削余量及磨削用量的选择表2-3外圆磨削用量四、磨削余量及磨削用量的选择表2-3外圆磨削用量五、定位基准及夹具的使用1.定位基准的概念图2-6中心孔及中心孔堵头五、定位基准及夹具的使用T27.eps2.中心孔五、定位基准及夹具的使用图2-7修研中心孔五、定位
7、基准及夹具的使用图2-8挤压用硬质合金顶尖五、定位基准及夹具的使用3.对中心孔的技术要求(1)60圆锥的圆度公差为0.001mm。(2)60圆锥面由量规涂色法检验，接触面应大于85%。(3)两端中心孔的同轴度公差为0.01mm。(4)60圆锥面的表面粗糙度为Ra0.4m或更小，不能有毛刺，碰伤等缺陷。(1)用油石、橡胶砂轮修研中心孔(图2-7)(2)用铸铁顶尖研磨中心孔，研磨时研磨剂配方为白刚玉(F500)16g，硬脂酸8g，蜂蜡1g，航空汽油80g，煤油80g。五、定位基准及夹具的使用(3)用成形内圆砂轮修磨中心孔修磨时，将砂轮修成60尖角，适宜于修磨淬火变形和尺寸较大的中心孔。(4)用四棱
8、硬质合金顶尖挤压中心孔挤压用硬质合金顶尖有四条圆锥棱带(图2-8)，挤压一般在立式中心孔研磨机上进行，适合大批量生产。(5)用中心孔磨床磨削中心孔见图2-9a，磨削时砂轮作行星磨削运动，并沿30角方向作进给运动(图2-9b)。五、定位基准及夹具的使用图2-9中心孔磨床及中心孔的行星磨削五、定位基准及夹具的使用4.顶尖图2-10顶尖的种类五、定位基准及夹具的使用T28.eps5.各种心轴五、定位基准及夹具的使用图2-11各种心轴六、常用量具及其使用1.游标卡尺的读数图2-12游标卡尺1、6量爪2紧固螺钉3游标4尺身5深度尺六、常用量具及其使用图2-13带数字和指示表显示游标卡尺a)带数字显示的b
9、)带指示表显示的六、常用量具及其使用图2-14读数值0.1mm游标卡尺读数示例a)读数为0.6mmb)读数为10.5mmc)读数为20.4mmd)读数为27.9mm六、常用量具及其使用图2-15读数值0.05mm游标卡尺读数示例a)读数为0.45mmb)读数为10.1mmc)读数为11.9mmd)读数为20.05mm六、常用量具及其使用图2-16读数值0.02mm游标卡尺的读数示例a)读数为0.22mmb)读数为7.02mmc)读数为10.14mmd)读数为19.98mm六、常用量具及其使用2.千分尺的读数图2-17千分尺1尺架2测砧3测微螺杆4锁紧装置5固定套筒6微分筒7测力装置六、常用量具
10、及其使用图2-18测量姿势六、常用量具及其使用图2-19025mm千分尺读数示例a)读数为8.35mmb)读数为14.68mmc)读数为12.765mm六、常用量具及其使用图2-202550mm千分尺读数示例a)读数为26.5mmb)读数为30.01mmc)读数为34.48mm第二节外圆磨削技能训练实例一、工艺准备1.阅读分析图样2.磨削工艺3.工件的定位夹紧4.选择砂轮5.选择设备二、工件磨削步骤及注意事项三、精度检验及误差分析二、工件磨削步骤及注意事项三、精度检验及误差分析二、工件磨削步骤及注意事项三、精度检验及误差分析一、工艺准备1.阅读分析图样图2-21光轴2.磨削工艺3.工件的定位夹
11、紧图2-22校对头架、尾座中心及调整拨杆4.选择砂轮5.选择设备二、工件磨削步骤及注意事项图2-23工件轴线与工作台纵向运动方向的关系a)平行b)、c)不平行二、工件磨削步骤及注意事项1)用对刀法在工件两端作横向进给，待磨圆即退刀，记住横向进给手轮刻度值。2)测量工件两端直径。3)按照横向进给手轮刻度值和工件两端直径的差值，判断工作台的调整方向。4)工作台的找正如图2-24所示。图2-24工作台的找正1螺钉2百分表3螺杆二、工件磨削步骤及注意事项5)重复上述步骤，并继续找正。6)试磨工件，待工件全长基本磨圆后，测量工件两端直径，并根据工件两端直径差值再精细调整工作台。1)找正工作台时要注意不同
12、机床调整螺杆的旋向。2)注意控制螺杆的调整量。3)找正时要注意使砂轮保持良好的磨削性能，磨钝的砂轮要及时修整，以排除砂轮磨损不均匀对找正的影响。二、工件磨削步骤及注意事项图2-25接刀磨削二、工件磨削步骤及注意事项1)接刀时可在工件接刀处涂一层薄的显示剂(红油)，然后用切入法接刀磨削，当磨至显示剂颜色变淡消失的瞬间即退刀。2)要精确地找正工作台。3)当出现单面接刀痕迹时，要及时检查中心孔和顶尖的质量。4)要注意中心孔的清理和润滑。5)要正确调整顶尖的顶紧力。6)留接刀长度应适当，防止砂轮与夹头碰撞，造成事故(图2-26)。7)接刀也按粗精磨加工。二、工件磨削步骤及注意事项图2-26接刀长度的控
13、制三、精度检验及误差分析1.圆柱度的两点测量法图2-27测量工件的径向圆跳动三、精度检验及误差分析2.径向圆跳动的测量方法图2-28圆跳动检查仪的使用三、精度检验及误差分析3.表面粗糙度的测量图2-29用表面粗糙度样块测量工件表面粗糙度三、精度检验及误差分析4.误差分析1)工作台未找正正确。2)砂轮越出工件圆柱面太多或太少，纵向进给不均匀。3)工件或机床的弹性变形，使工件轴线偏斜。4)头架和尾座顶尖的中心不重合。5)中心孔形状不正确或有毛刺、铁屑尘埃等。6)顶尖60圆锥磨损，有圆度误差。7)磨削热的影响，使加工表面热变形，改变实际背吃刀量所致。一、工艺准备1.阅读分析图样三、精度检验及误差分析
14、图2-30台阶轴2.磨削工艺3.工件的定位夹紧4.选择砂轮三、精度检验及误差分析5.选择设备二、工件磨削步骤及注意事项1)磨?400.008mm。2)粗磨?30+0033mm、?300mm，留精磨余量0.05mm。3)精细修整砂轮。4)用纵向法精磨?400.008mm至尺寸，磨台阶面，保证端面圆跳动0.005mm。5)用切入法精磨?30+0033mm至尺寸。6)调头，用切入法精磨?300mm至尺寸，磨台阶面至技术要求。二、工件磨削步骤及注意事项图2-31调整工作台行程二、工件磨削步骤及注意事项1)首先用纵向法磨削长度最长的外圆，以便找正工作台，使工件的圆柱度达到公差要求。2)用纵向法磨削台阶旁
15、外圆时，需细心调整工作台行程，使砂轮在越出台阶旁外圆时不发生碰撞(图2-31)。3)纵向法磨削台阶轴时，为了使砂轮在工件全长能均匀地磨削，待砂轮在磨削至台阶旁换向时，可使工作台停留片刻。4)磨削时注意砂轮横向进给手轮刻度位置，防止砂轮与工件碰撞。5)砂轮端面的狭边要修整平整。二、工件磨削步骤及注意事项图2-32测量工件径向圆跳动和端面圆跳动误差三、精度检验及误差分析1.台阶轴圆跳动的测量2.工件端面平面度的测量图2-33用样板平尺检验平面度误差a)测量方法b)内凸c)内凹三、精度检验及误差分析图2-34端面的磨削花纹三、精度检验及误差分析3.误差分析(1)工件端面的磨削花纹也可反映端面是否磨平
16、。(2)表面直波形振痕误差是由于磨削时振动所致。1)砂轮不平衡。2)砂轮磨钝，对工件的挤压太大。3)砂轮硬度太硬，自锐性差。4)工件圆周速度过高。5)磨床部件的振动，引起共振。6)砂轮主轴轴承间隙太大，引起砂轮振动。7)中心孔有多角形误差。三、精度检验及误差分析8)工件细长，在磨削力作用下弹性变形，引起自激振动。一、工艺准备1.阅读分析图样2M35.eps三、精度检验及误差分析2.磨削工艺3.工件的定位夹紧4.选择砂轮5.选择设备二、工件磨削步骤及注意事项1)试磨工件，找正工作台，使工件圆柱度在0.003mm内(工艺要求)。2)粗磨?25+0009mm、?200mm，留精磨余量0.040.05
17、mm。3)粗磨另一端?25+0009mm、?160mm，留精磨余量0.040.05mm。4)精磨一端?25+0009mm、?200mm至尺寸，磨端面至尺寸要求。5)精磨另一端?25+0009mm至尺寸，磨台阶面至尺寸。6)精磨?160mm至尺寸，磨端面控制长度尺寸至33+020mm。二、工件磨削步骤及注意事项1)中心孔需经过研磨，磨削前要清理中心孔。2)要精确对准头架和尾座的中心。3)用切入法磨削时，需精细地修整砂轮。4)磨两台阶面控制尺寸33+020mm，要注意均匀分配余量。5)用分度值为0.02mm的游标卡尺测量端面距离。三、精度检验及误差分析1.圆度的两点测量法2.废品分析表2-4外圆磨
18、削中常见缺陷的产生原因及消除方法三、精度检验及误差分析表2-4外圆磨削中常见缺陷的产生原因及消除方法三、精度检验及误差分析表2-4外圆磨削中常见缺陷的产生原因及消除方法三、精度检验及误差分析表2-4外圆磨削中常见缺陷的产生原因及消除方法三、精度检验及误差分析表2-4外圆磨削中常见缺陷的产生原因及消除方法三、精度检验及误差分析表2-4外圆磨削中常见缺陷的产生原因及消除方法三、精度检验及误差分析表2-4外圆磨削中常见缺陷的产生原因及消除方法三、精度检验及误差分析(1)磨削用量砂轮圆周速度提高后，使单颗磨粒的切屑厚度减小，工件表面粗糙度值减小。(2)砂轮特性细粒度砂轮，在工件表面上的残留面积小，工件
19、表面粗糙度值较小。(3)磨床性能磨床砂轮主轴的旋转精度以及工作台运动的平稳性对工件表面粗糙度有较大影响。(4)切削液良好的冷却润滑可减小工件表面粗糙度值。(5)工件材料种类塑性材料在磨削时其表面会产生较大的塑性变形，以使工件表面粗糙度值增大。复 习 思 考 题1.外圆磨削有哪几种形式?各有何特点?2.外圆磨削有哪几种方法?各有何特点?3.如何合理选择外圆磨削的砂轮?4.试述中心孔的种类和结构。5.如何修研中心孔?6.试述顶尖的种类和结构。7.磨削时产生直波形误差的原因是什么?如何防止?8.工件表面有螺旋痕迹的原因是什么?如何防止?9.工件产生圆度误差的原因是什么?如何防止?10.为什么要划分粗、精磨?11.如何磨削光轴和台阶轴?12.轴类零件有哪些主要技术要求?13.如何计算端面外圆磨削的径向、轴向背吃刀量?复 习 思 考 题14.端面外圆磨削有何特征?15.影响工件表面粗糙度的因素有哪些?
