1、第一章第一节磨床的基本知识一、磨床工作在制造业中的重要地位二、磨床主要组成部分的名称和用途三、磨床液压传动的基本概念四、磨床的型号五、磨床的润滑和保养一、磨床工作在制造业中的重要地位图1-1磨削加工的工艺范围a)外圆磨削b)内圆磨削c)平面磨削d)成形面磨削e)螺纹磨削f)齿轮磨削二、磨床主要组成部分的名称和用途图1-2万能外圆磨床(上海机床厂制造)1变速机构2头架3拨盘4顶尖5拨杆6内圆磨具7喷嘴8支架9砂轮10横向进给手轮11砂轮架12尾座套筒13尾座14砂轮架快速进退手柄15上工作台16下工作台17撞块18手轮19床身二、磨床主要组成部分的名称和用途1.头架2.尾座3.工作台4.砂轮架二
2、、磨床主要组成部分的名称和用途5.内圆磨具6.床身7.液压传动系统三、磨床液压传动的基本概念图1-3工作台纵向液压传动示意图四、磨床的型号表1-1机床通用特性JG.eps五、磨床的润滑和保养T7.eps2.磨床的保养1)合理操作磨床不损坏磨床部件、机械结构。2)工作前后须清理机床，检查磨床部件、机械结构、液压系统、冷却系统是否正常，并及时修理排除磨床故障。3)在工作台上调整头架、尾座位置时，须擦净其联接面，并涂润滑油后移动头架或尾座。五、磨床的润滑和保养4)人工润滑的部位应按规定的油类加注，并保证一定的油面高度。5)定期冲洗冷却系统，合理更换切削液。6)高速滚动轴承的温升应低于60。7)不同精
3、度等级和参数的磨床与加工工件的精度和尺寸参数相对应，以保护机床精度。8)磨床敞开的滑动面和机械机构须涂油防锈。9)不碰撞或拉毛机床工作面和部件。(1)外部保养1)清洗机床外表，使机床外表保持清洁、无锈蚀、无油痕。五、磨床的润滑和保养2)拆卸有关防护盖板、挡板进行清洗，应使各部位清洁、安装牢固。3)检查补齐手柄、螺钉、螺母。(2)砂轮架及头架、尾座的保养1)拆洗砂轮架传动带罩壳及砂轮防护罩壳。2)检查电动机及紧固螺钉螺母是否松动。3)调整砂轮架传动带松紧程度，使之松紧适中。4)拆洗尾座套筒，保持套筒和尾座壳体内清洁及良好润滑。(3)液压、润滑系统的保养1)检查液压系统压力情况，保持液压部件运行正
4、常。五、磨床的润滑和保养2)清洗液压泵过虑器。3)检查砂轮架主轴润滑油的油质及油量。4)清洗导轨，检查润滑油的油质及油量，保持油孔、油路的畅通；检查油管安装是否牢固，是否有断裂泄漏现象。5)清洗油窗。(4)冷却系统的保养1)清洗切削液箱，调换切削液符合环保要求。2)检查切削液泵，清除嵌入泵内吸油口的棉纱等杂物，保持电动机运转正常。五、磨床的润滑和保养3)清洗过滤器，拆洗切削液管，使管路畅通，构件安装牢固、排列整齐。(5)电气系统的保养1)清扫电器箱，保持箱内清洁、干燥。2)清理电线及蛇皮管，对裸露的电线及损坏的蛇皮管作修复。3)检查各电器装置，做到固定整齐，工作正常。4)检查各发光装置，如照明
5、灯、工作状态指示灯等工作正常，发光明亮。(6)机床附件的保养如平衡架、中心架、砂轮修整器等，应清洁、整齐、无锈迹。五、磨床的润滑和保养1)切断电源，摇动手轮使砂轮架退至较后位置，推动头架，尾座至工作台两端。2)清扫机床铁屑较多的部位，如水槽、切削液箱、防护罩壳等。3)用柴油清洗头架主轴、尾座套筒、液压泵过滤器等。4)在机修人员指导配合下，检查砂轮架及床身油池内的油质情况，油路工作情况等，并根据实际情况调换或补充润滑油和液压油。5)在维修电工的指导配合下，进行电器检查和保养。五、磨床的润滑和保养6)进行机床油漆表面的保养，按从上到下，从后到前，从左到右的顺序进行，如有油痕，可用去污粉或碱水清洗。
6、7)进行附件的清洁保养。8)补齐所缺少的零部件。9)调整机床，如调整砂轮架主轴、头架主轴的间隙等。10)装好各防护罩壳、盖板。第二节磨削加工的特点及磨削过程一、磨削加工的特点二、磨削过程及磨削力、磨削热一、磨削加工的特点1)砂轮是由磨料和结合剂粘结而成的磨削工具(磨具)。2)砂轮是一种特殊的多刃磨削工具。3)磨削加工能获得极高的加工精度和极低的表面粗糙度值。4)磨削作为机械加工的精加工工艺，是工件经过粗加工后，只切除工件表层极薄的金属层，最终达到工件的加工精度和表面粗糙度要求。5)一般磨削加工的金属切除效率较低，生产效率较低；高速磨削，强力磨削则有较高的金属切除率。一、磨削加工的特点6)砂轮在
7、磨削时还具有自锐性，即部分磨钝的磨粒在一定条件下能自动脱落或崩碎，从而露出新的微刃磨削，使砂轮保持良好的磨削性能，这是砂轮具有的独特能力。7)砂轮的工作表面需经过修整，才能形成合适的微刃进行磨削加工。二、磨削过程及磨削力、磨削热1.磨削过程图1-4磨粒形状及磨粒的磨削作用a)磨粒及微刃形状b)起切削作用的磨粒c)起刻划作用的磨粒d)起抛光作用的磨粒二、磨削过程及磨削力、磨削热T8.eps2.磨削力二、磨削过程及磨削力、磨削热图1-5磨削力二、磨削过程及磨削力、磨削热(1)切削力Fc总切削力在主运动方向上的正投影。(2)背向力Fp总切削力在垂直于进给运动方向上的分力。(3)进给力Ff总切削力在进
8、给运动方向上的正投影。T9.eps3.磨削热第三节磨削用量的概念一、磨削的基本运动二、磨削用量一、磨削的基本运动T10.eps(1)主运动主运动是直接切除工件表层金属，使之变为切屑，形成工件新表面的运动。一、磨削的基本运动图1-6磨削时的运动一、磨削的基本运动(2)进给运动进给运动是使新的金属层不断投入磨削的运动。2.不同磨削方式的进给运动1)外圆磨削的进给运动为工件的圆周进给运动，工件的纵向进给运动和砂轮的横向吃刀运动(图1-6a)。2)内圆磨削的进给运动与外圆磨削相同(图1-6b)。3)平面磨削的进给运动为工件的纵向(往复)进给运动，砂轮或工件的横向进给运动和砂轮的垂直吃刀运动(图1-6c
9、)。一、磨削的基本运动T11.eps二、磨削用量图1-7磨削用量二、磨削用量1.砂轮圆周速度例1已知砂轮直径为400mm，砂轮转速为1670r/min，求砂轮的圆周速度。解根据公式(1-1)2.工件圆周速度二、磨削用量二、磨削用量二、磨削用量图1-8纵向进给量二、磨削用量3.纵向进给量例2已知砂轮宽度B=40mm，选择纵向进给量f0.4B，工件转速nw224r/min，求工作台纵向速度。解根据公式(1-5)4.背吃刀量二、磨削用量第四节砂轮一、砂轮的结构二、砂轮的特性要素三、砂轮的代号四、砂轮的选择五、砂轮的安装六、砂轮的平衡七、砂轮的修整第四节砂轮T12.eps一、砂轮的结构T13.eps二
10、、砂轮的特性要素图1-9砂轮结构示意图二、砂轮的特性要素1.磨料T14.eps(1)刚玉类磨料刚玉类磨料的主要成分是氧化铝(Al2O3)。1)棕刚玉(A)含杂质较多，呈棕褐色。2)白刚玉(WA)含氧化铝的纯度极高，呈白色。3)铬刚玉(PA)在氧化铝内再渗入氧化铬(Cr2O3)，呈玫瑰红色。4)微晶刚玉(MA)颜色和化学成分与棕刚玉相似。5)单晶刚玉(SA)单晶刚玉是用特殊方法熔炼成的单晶体。二、砂轮的特性要素(2)碳化物类碳化物类磨料其硬度和脆性比氧化铝高，磨粒也更锋利，不宜用来磨削钢料等韧性金属，适用于磨削脆性材料，如铸铁、硬质合金等。1)黑碳化硅(C)磨料的颜色呈黑色，且有金属光泽，其硬度
11、高于刚玉类的任何一种。2)绿碳化硅(GC)含碳化硅的纯度极高，呈绿色，也有美丽的金属光泽。(3)超硬类超硬类磨料是近年来发展的新型磨料。1)人造金刚石(MBD)金刚石是目前已知物质中最硬的一种材料，其刃口非常锋利，切削性能优良，但价格昂贵。二、砂轮的特性要素2)立方氮化硼(CBN)主要用于磨削高硬度、高韧性的难加工钢材。T15.eps2.粒度二、砂轮的特性要素表1-2粒度二、砂轮的特性要素表1-2粒度二、砂轮的特性要素表1-2粒度二、砂轮的特性要素T16.eps3.结合剂(1)陶瓷结合剂(V)陶瓷结合剂是应用最广的一种结合剂。1)力学和化学性能稳定，能耐热和耐腐蚀，极能适应使用各种切削液的磨削
12、，贮存时间也较长。2)砂轮的多孔性好，有利于散热和容纳磨屑，砂轮不易堵塞。二、砂轮的特性要素3)呈脆性，不能承受大的冲击力和侧面压力，易产生裂纹，不能制造薄片砂轮。4)磨削热较大。5)冰冻会产生裂纹。(2)树脂结合剂(B)树脂结合剂是一种有机结合剂，由石碳酸与甲醛合成，有以下特点：1)有很高的强度，可制成薄片砂轮和线速度为50m/s的高速磨削砂轮。2)砂轮有较好自锐性，磨削效率高。3)砂轮具有一定的弹性，可避免烧伤工件表面。二、砂轮的特性要素4)耐热温度为200左右，故当磨削温度增高时，砂轮会快速损耗，失去正确的外形。5)化学性能不稳定，易受碱、油和水的浸蚀。(3)橡胶结合剂(R)它以天然或人
13、造橡胶为主要原料制成，其主要特点是：1)耐热温度低于150，耐湿性也较差，易于“老化”，存放期为二年。2)有较好的弹性，可制成薄片砂轮。3)不易烧伤工件，且有良好的抛光作用。4)砂轮的气孔小。二、砂轮的特性要素T17.eps4.硬度二、砂轮的特性要素表1-3砂轮硬度等级二、砂轮的特性要素表1-3砂轮硬度等级T18.eps5.组织二、砂轮的特性要素表1-4砂轮组织号(GB/T24841994)二、砂轮的特性要素图1-10砂轮的组织a)松b)中c)密6.砂轮形状和尺寸二、砂轮的特性要素表1-5常用砂轮与砂瓦的名称、形状、代号及用途二、砂轮的特性要素表1-5常用砂轮与砂瓦的名称、形状、代号及用途二、
14、砂轮的特性要素表1-5常用砂轮与砂瓦的名称、形状、代号及用途7.最高工作速度三、砂轮的代号1M10A.TIF四、砂轮的选择1.磨料的选择表1-6磨料选择2.粒度的选择四、砂轮的选择表1-7粒度的选择3.砂轮硬度的选择T19.eps五、砂轮的安装图1-11砂轮的安装1法兰底盘2法兰盘3衬垫4内六角螺钉五、砂轮的安装T20.eps六、砂轮的平衡图1-12砂轮静平衡原理六、砂轮的平衡1)调整平衡架导柱面水平位置。2)安装平衡心轴。3)找出不平衡量位置。4)装平衡块。5)求各点的平衡。图1-13砂轮的平衡1平衡架2平衡架导柱3螺钉4水平仪5垫铁6平衡心轴7平衡块七、砂轮的修整1.砂轮磨钝的形式(1)磨
15、粒的钝化如图1-14a所示，磨粒的锋利微刃已丧失，磨粒表面平滑，失去磨削性能。图1-14砂轮磨钝的形式七、砂轮的修整(2)磨粒急剧且不均匀的脱落如图1-14b所示，砂轮工作面磨粒的脱落将使砂轮丧失正确的工作形面，影响加工精度。(3)砂轮的粘嵌和堵塞如图1-14c所示砂轮的网状空隙被磨屑堵塞。T21.eps2.砂轮磨钝的过程3.修整砂轮的方法(1)金刚钻笔车削法金刚钻笔是将大颗粒的金刚钻镶焊在特制刀杆上制成。七、砂轮的修整图1-15砂轮的修整a)金刚钻笔b)修整器c)金刚钻笔安装角d)修整层局部放大1金刚钻2焊料3笔杆七、砂轮的修整表格七、砂轮的修整1)应根据砂轮的直径选择金刚钻颗粒的大小。2)
16、金刚钻的价格昂贵，使用时要检查其焊接是否牢固，以免失落；还应经常检查金刚钻尖角的磨损程度，磨损严重的应作修研后使用。3)金刚钻笔的安装角度，一般取510，金刚钻的安装高度要低于砂轮中心12mm，且安装要牢固，以防止金刚钻笔振动或扎入砂轮(图1-15b、c)。4)根据加工要求选择修整用量。5)修整时应充分的冷却，防止金刚钻脱落。(2)其它修整工具介绍，金刚石笔是由颗粒较小的碎粒金刚石或金刚粉用结合力强的合金结合而成。七、砂轮的修整图1-16其它修整工具a)层状金刚石笔b)链状金刚石笔c)粉状金刚石笔d)滚轮式割刀e)金刚石滚轮f)金刚石滚轮磨削法修整装置第五节切削液一、切削液的作用二、切削液的种
17、类三、切削液的使用第五节切削液T22.eps一、切削液的作用(1)冷却作用切削液的热传导作用，能有效地改善散热条件，带走绝大部分磨削热，降低磨削温度。(2)润滑作用切削液能渗入到磨粒与工件的接触表面之间，粘附在金属表面上，形成润滑膜，减少磨粒和工件之间的摩擦，从而延长砂轮的寿命，减小工件表面粗糙度值。(3)清洗作用切削液可将细小磨屑和脱落的磨粒冲洗掉以免划伤工件磨削表面。(4)防锈作用切削液必须具有防锈且无腐蚀性，以防止锈蚀工件和机床。一、切削液的作用T23.eps二、切削液的种类表1-8各种切削液的特点(1)乳化液通常在外圆、内圆、平面磨削时都使用乳化液。二、切削液的种类表1-9乳化油配方(
18、质量分数)及质量指标二、切削液的种类表1-9乳化油配方(质量分数)及质量指标(2)合成液合成液是一种新型的切削液，二、切削液的种类由添加剂、防锈剂、低泡油性剂和清洗防锈剂配制而成。(3)极压切削油表1-10为极压切削油配方。表1-10极压切削油配方(质量分数)三、切削液的使用图1-17外圆磨床冷却系统及冷却方式1管道2沉淀盒3泵4水箱5喷嘴三、切削液的使用1)切削液应该直接浇注在砂轮与工件接触的部位，如图1-17b所示，这样才能将这个区域所产生的磨削热导出，降低磨削区域的温度，防止工件热变形和表面烧伤。2)切削液流量应充足，并应均匀地喷射到整个砂轮磨削宽度上，以达到良好的冷却效果。3)切削液应
19、有一定的压力注入磨削区域，以达到良好的清洗作用，防止磨屑在磨削区域堵塞砂轮表面。4)合理配置挡水板，防止切削液飞溅出磨床。5)水箱中切削液要保持一定的液面高度。三、切削液的使用6)切削液应经常保持清洁，尽量减少切削液中磨屑和磨料碎粒的含量，变质的切削液要及时更换，超精密磨削时可以采用专门的过滤装置。7)切削液的液流要保持通畅，防止液流在通道中被磨屑堵塞。8)不要把其它杂物带入水箱中。9)在夏天，特别要注意防止乳化液锈蚀工件和磨床工作台表面，乳化液的质量分数可取高些。10)防止切削液溅入眼中，特别要防止切削液中的亚硝酸钠入口或吸入肺中，保护身体健康。11)树立环保意识。三、切削液的使用表1-11
20、相关工业污水排放标准复 习 思 考 题1.万能外圆磨床由哪几个主要部分组成?各部分有什么作用?2.外圆、内圆、平面磨削分别有哪些基本运动?3.按图1-3说明磨床工作台纵向往复液压传动的原理。4.说明下列磨床型号的含义：5.磨床主轴轴承和导轨分别用何种润滑油润滑?如何保养磨床?6.试述磨削加工的特点?7.磨削过程中，工件加工面材料发生哪些变形?8.什么叫磨削力?三个磨削力对磨削有何影响?9.什么叫磨削热?磨削热对加工有何影响?10.磨削用量包括哪几个基本参数?如何计算砂轮圆周速度、工件圆周速度?11.试述切削液的作用、种类及特点。复 习 思 考 题12.如何正确使用切削液?13.砂轮由哪三要素构成?14.试述磨料、结合剂的种类及其代号和特点。15.如何选择磨料?16.如何选择砂轮硬度?17.什么叫砂轮硬度?18.什么叫砂轮组织?19.如何选择砂轮粒度?20.什么叫砂轮最高工作速度?21.简述砂轮的选择原则?22.说明下列砂轮牌号的含义：23.引起砂轮不平衡的原因是什么?试述平衡砂轮的目的和方法。
