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同时,剧热的磨屑在空气中被氧化产生火花。
为了防止工件表面烧伤、工件变形,要使用大量的切削液来帮助散热,降低磨削温度,及时冲走磨屑,以保证工件加工质量。
磨削不仅可用于零件的内外圆柱面、圆锥面、成形表面的精加工,还可以代替车削、铣
削、刨削作粗加工和半精加工用,而且可以代替气割、锯削来切断钢锭,以及清理铸、锻件
的硬皮和飞边,作毛坯的粗加工用。
2、砂轮
砂轮是由许多极硬的磨粒经过结合剂粘结而成的切削工具。
砂轮表面上尖硬的棱角颗粒称为磨料,起着切削作用。
把磨料粘结在一起的粘结材料叫做结合剂。
磨料、结合剂之间有许多空隙,起着散热和容纳磨屑的作用。
磨料、结合剂和空隙构成砂轮结构的三要素。
1、砂轮的特性和选用
砂轮特性包括磨料、磨料粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等。
每种砂轮根据其本身的特性都有一定的适用范围,选用时应根据工件的材料、热处理方法以及形状和尺寸等选用合适的砂轮。
(1)磨料磨料是砂轮的主要成分,它直接担负切削工作,必须具有很高的硬度、热硬性和相当的韧性,常用的磨料见表5-1。
表5-1常用磨料
类别
名称
代号
特性
用途
氧化物
棕刚玉
A
含91%~96%氧化铝,棕色,硬度高,韧性好,价格便宜
磨碳钢,合金钢,可锻铸铁
白刚玉
WA
含97%~99%氧化铝,白色,硬度比棕刚玉高,韧性低,磨削发热少
精磨淬火钢,高碳钢,高速钢,易变形的钢件
碳化硅
黑色碳化硅
C
含95%以上的碳化硅,黑色或深蓝色,有光泽,硬度比白刚玉高,性脆而锋利,导热性能好
磨铸铁,黄钢,铝及非金属材料
绿色碳化硅
GC
含97%以上的碳化硅,绿色,硬度和脆性比黑色碳化硅高,导热导电性能好
磨硬质合金,玻璃,宝石,玉石,陶瓷等
高硬磨料
人造金刚石
MBD
无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色,性脆,硬度极高。
价格贵
磨硬质合金,玻璃,宝石,难加工的高硬材料等
立方氮化硼
CBN
黑色或淡白色,立方晶体,硬度略低于人造金刚石,耐磨,发热量小
磨高温合金,高钼,高钒,高钴合金,不锈钢等
(2)粒度粒度是指磨料颗粒的大小,即粗细程度。
粒度分磨粒和微粉两组:
磨粒是用筛选法分类,是以一英寸长的筛子上的孔网数来表示,粒度号越大,磨粒越细;
微粉是用显微测量法实际量到的磨粒尺寸分类,在磨料尺寸前加W来表示,因此用这种方法表示的粒度号越小,磨粒越细。
通常磨软材料时,为防止砂轮堵塞,用粗磨粒;
磨硬、脆材料和精磨时,用细磨粒。
粒度大小对磨削效率和工件表面粗糙度有很大影响。
不同粒度的使用范围见表5-2。
表5-2不同粒度的使用范围表
粒度号
一般使用范围
14~24
磨钢锭,铸件毛刺,切断钢坯
36~60
磨平面,外圆,内圆,无心磨
60~100
精磨,工具刃磨等
120~W20
精磨,珩磨,螺纹磨等
W20以下
镜面磨,精细珩磨,超精磨等
(3)结合剂结合剂是砂轮中用以粘结磨粒的物质,它的种类和性质将影响砂轮的强度、热硬性、耐冲击性和耐蚀性等。
结合剂对磨削温度、工件表面粗糙度也有影响,常见的结合剂见表5-3所示。
表5-3常用的结合剂表
代号
性能
陶瓷
结合剂
V
性能稳定,气孔率大,热硬性、耐蚀性好,强度较大,粘结力大;
弹性、韧性、抗振性差,价格便宜
轮速<
35m/s,用于成形磨削,磨螺纹齿轮,曲轴。
能制各种磨具,应用最广
树脂
B
强度大,弹性好,耐冲击,自锐性好,气孔率小;
热硬性、耐腐蚀性差,不宜长期存放
轮速>
50m/s的高速磨削,能制成薄片,砂轮磨槽,刃磨刀具,高精度磨削
橡胶
R
强度,弹性更好,退让性好,磨时振动小,气孔率小,热硬性、耐油性差,
可制成更薄的砂轮,无心磨导轮,柔软抛光轮,
金属
M
韧性、成形性好,强度大,使用寿命长,自锐性差
制造各种金刚石磨具,一般用青铜,当直径<
1.5mm用电镀镍
(4)硬度砂轮硬度是指结合剂粘结磨粒的牢固程度,即砂轮工作表面上的磨料在磨削力的作用下脱落的难易程度。
砂轮硬度软的,磨粒易脱落;
反之,不易脱落。
所以,砂轮的硬度与磨粒的硬度不是一个概念。
砂轮的硬度对磨削生产率和加工的表面质量影响极大,砂轮的硬度等级见表5-4。
表5-4砂轮的硬度等级名称及代号表
硬度
等级
大级
超软
软
中软
中
中硬
硬
超硬
小级
超
软1
软2
软3
中1
中2
硬1
硬2
硬3
D
E
F
G
H
J
K
L
N
P
Q
S
T
Y
一般情况下,工件材料越硬,砂轮的硬度应选得软些,使磨钝的砂粒及时脱落,以便露出有尖锐棱角的新磨粒,以防止磨削温度过高而产生“烧伤”。
工件材料越软,砂轮的硬度应选得硬些,以便充分发挥磨粒的切削作用。
(5)组织砂轮的组织表示砂轮结构的松紧程度,它与磨粒、结合剂和气孔三者的比例有关。
砂轮的组织号是以磨粒所占砂轮体积的百分比来确定。
组织号越大,砂轮组织越松,磨削时不易堵塞,磨削效率高,但由于磨刃少,磨削后工件表面粗糙度较高。
砂轮的组织分类及用途见表5-5。
表5-5砂轮的组织分类及用途表
类别
紧密
中等
疏松
组织号
0123
4567
891011121314
磨料占砂轮体积(%)
62605856
54525048
46444240383634
成形磨削,精密磨削
磨削淬火钢,刃磨刀具
磨削韧性大而硬度低的材料,大面积磨削
(6)形状与尺寸为了适应在不同类型的磨床上磨削各种形状和尺寸的工件,砂轮也需制成各种形状和尺寸。
在可能的情况下,砂轮的外径应尽量选得大一些,提高砂轮的线速度,以获得较高的生产率和较低的表面粗糙度。
表5-6为常用砂轮的形状、代号。
表5-6常用砂轮的形状、代号表
砂轮名称
简图
主要用途
平形砂轮
磨外圆,内圆,平面,螺纹,用于无心磨,工具磨和砂轮机上
双斜边一号砂轮
PSX
磨齿轮和单线螺纹
双面凹砂轮
PSA
磨外圆,刃磨刀具,用作无心磨的磨轮和导轮
薄片砂轮
PB
切断和开槽
碟形一号砂轮
D1
刃磨铣刀,铰刀,拉刀,和其它刀具,大尺寸还可用于磨齿轮
碗形砂轮
BW
磨机床捣鬼,刃磨工具
杯形砂轮
端面刃磨铣刀、铰刀,扩孔钻,拉刀等,圆周磨平面,内圆
筒形砂轮
用于立式平面磨床的立轴上磨平面
(7)砂轮标志砂轮标志是用符号和数字表示该砂轮的特性,标在砂轮的非工作表面上。
例如:
P400×
40×
203A46L5V30
形状外径厚度孔径磨料粒度硬度组织号结合剂允许的磨削速度
2、砂轮的检查、安装、平衡和修整
砂轮是在高速运转下工作,安装前先外观检查,再敲击听其响声判断砂轮是否有裂纹,以防止高速旋转时砂轮破裂。
安装砂轮时,砂轮内孔与砂轮轴配合间隙要适当,过松会使砂轮旋转时偏向一边而产生振动;
过紧,则磨削时受热膨胀易将砂轮胀裂,一般配合间隙为0.1~O.8mm。
砂轮用法兰盘与螺帽紧固,在砂轮与法兰盘之间垫以O.3~3mm厚的皮革或耐油橡胶垫片,如图5-2所示。
为使砂轮工作时平稳,不发生振动,一般直径在125mm以上的砂轮都要进行静平衡调整。
图5-3所示,即将砂轮装在心轴上,再放在平衡架导轨上,如果不平衡,较重的部分总是转到下面,这时可移动法兰盘端面环形槽内的平衡块进行平衡。
反复进行,直到砂轮在导轨上任意位置都能静止为止。
砂轮工作一段时间后,磨粒逐渐变钝,砂轮表面空隙堵塞,砂轮几何形状失准,使磨削质量和生产率都下降,这时需要对砂轮轮几何形状失准,使磨削质量和生产率都下降,这时需要对砂轮进行修整。
修整砂轮通常用金刚石刀进行。
修整时,金刚石刀与水平面倾斜10。
左右,与垂直面呈20°
~30°
,刀尖低于砂轮中心l~2mm以减少振动,见图5-4。
修整时要用冷却液充分冷却,横向进给量O.01~0.02mm,纵向进给量与加工表面粗糙度有关,进给量越小,砂轮表面修出的微刃等高性好,磨出的工件表面粗糙度越低。
3、磨床
(1)磨床类型与型号磨床有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、齿轮磨床、导轨磨床、无心磨床、工具磨床等,常用的是外圆磨床和平面磨床。
磨床型号的表示可见JBl838—85《金属切削机床型号编制方法》规定,如M1432A表示内容如下:
M——磨床类机床,14——万能外圆磨床,32——最大磨削直径的击,即最大磨削直径为320mm,A——第一次重大改进。
(2)外圆磨床主要组成外圆磨床又分为普通外圆磨床和万能外圆磨床。
两者的主要区别是:
万能外圆磨床的头架和砂轮下面都装有转盘,能绕垂直轴线偏转一定角度,并增加了内圆磨头等附件。
因此万能外圆磨床不仅可以磨削外圆柱面、端面及外圆锥面,还可以磨内圆柱面、内台阶面及锥度较大的内圆锥面。
现以M1432A型万能外圆磨床为例(图5-5)。
介绍外圆磨床主要组成部分及作用。
①床身用来支承各部件,上部有工作台和砂轮架,内部装有液压传动系统。
②工作台工作台上装有头架和尾座。
工作台有两层,下工作台可在床身导轨上作纵向往复运动,上工作台相对下工作台在水平面内能偏转一定的角度,以便磨削圆锥面。
③头架头架内的主轴由单独的电动机经变速机构带动旋转,可得六种转速。
主轴端部可安装顶尖、拔盘或卡盘。
工件可支承在头架顶针和尾架顶针之间,也可用卡盘安装。
④砂轮架用于安装砂轮,并由单独的电动机带动砂轮高速旋转。
砂轮架可在床身后部的导轨上作横向进给,进给的方法有自动周期进给、快速引进或退出、手动三种,前两种是靠液压传动来实现的。
⑤尾座用于支承工件。
(3)其它类型磨床
①内圆磨床
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