《机械制造基础》课程教学资源（PPT课件）第7章 磨削加工技术

第7章磨削加工技术 o71概述 o72砂轮 o7.3麼削加工方法 o74先进麼削方法 结束

第7章 磨削加工技术  7.1 概述  7.2 砂轮  7.3 磨削加工方法  7.4 先进磨削方法 结 束

7.1概述 磨削加工是用磨料磨具(如砂轮、砂带、油石、研磨料 等)为工具在磨床上进行切削的一种加工方法,是零件精加 工的主要方法之一。它的应用范围很广,不仅能加工一般材 料,如钢、铸铁等,还可加工一般刀具难以加工的材料,如 淬火钢、硬质合金、玻璃及陶瓷等 磨床加工的工艺范围很宽,可磨削内外圆柱面、圆锥面、 平面、齿轮齿廓面、螺旋面及各种成形面等,还可刃磨刀具 和切断等。随着磨料磨具的不断发展,机床结构和性能的不 断改进,以及高速磨削、强力磨削等高效磨削工艺的采用, 磨削已逐步扩大到粗加工领域。选用小切削余量的毛坯,以 磨代车(或镗、铣、刨),既节省原料,又节省工时,为机 械加工的方向之一。 返回

7．1 概述  磨削加工是用磨料磨具（如砂轮、砂带、油石、研磨料 等）为工具在磨床上进行切削的一种加工方法，是零件精加 工的主要方法之一。它的应用范围很广，不仅能加工一般材 料，如钢、铸铁等，还可加工一般刀具难以加工的材料，如 淬火钢、硬质合金、玻璃及陶瓷等。  磨床加工的工艺范围很宽，可磨削内外圆柱面、圆锥面、 平面、齿轮齿廓面、螺旋面及各种成形面等，还可刃磨刀具 和切断等。随着磨料磨具的不断发展，机床结构和性能的不 断改进，以及高速磨削、强力磨削等高效磨削工艺的采用， 磨削已逐步扩大到粗加工领域。选用小切削余量的毛坯，以 磨代车（或镗、铣、刨），既节省原料，又节省工时，为机 械加工的方向之一。 返回

7.2砂轮 o7.2.1概述 砂轮是磨削加工的主要工具,它是由磨料和结合剂构成 的疏松多孔物体。磨粒、结合剂和空隙是构成砂轮的三要素。 随着磨料、结合剂及砂轮制造工艺的不同,砂轮特性差别很 大,对磨削加工的精度及生产率等有着重要的影响,必须根据 具体情况选用。 1.砂轮的特性 砂轮的特性由磨料、粒度、结合剂、硬度及组织等五个 方面的因素决定 )磨料 磨料是制造砂轮的主要原料,在磨削中担负主要的切削 工作。磨料必须具备高硬度、高耐热性、耐磨性和一定的韧 性。如表7-1。 下一页返回

7．2 砂轮  7．2．1概述  砂轮是磨削加工的主要工具，它是由磨料和结合剂构成 的疏松多孔物体 。磨粒、结合剂和空隙是构成砂轮的三要素。 随着磨料、结合剂及砂轮制造工艺的不同，砂轮特性差别很 大，对磨削加工的精度及生产率等有着重要的影响,必须根据 具体情况选用。  1．砂轮的特性  砂轮的特性由磨料、粒度、结合剂、硬度及组织等五个 方面的因素决定。  1)磨料  磨料是制造砂轮的主要原料，在磨削中担负主要的切削 工作。磨料必须具备高硬度、高耐热性、耐磨性和一定的韧 性。如表7-1。 下一页 返回

表7-1常用磨料的性能与用途 系磨料|代 列名称号 特性 适于磨削的材料 氧棕刚玉 棕褐色,硬度高,韧性大,价格便宜碳钢、合金钢 化物 GZ 系白刚GB白色,硬度比GZ高,韧性比Gz差 淬火钢、高速钢 碳黑碳 黑色,硬度比GB高,性脆而锋利,导热铸铁、黄铜 化化硅TH性较好 物 系「绿碳 绿色,硬度及脆性比IH高,有良好的导硬质合金、宝石、陶瓷 化硅TL热性 人造金 无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色、硬硬质合金、宝石、光学玻 刚石JBR|度高 璃、半导体材料等 立方氮 黑色或淡色白,硬度仅次于JR,耐磨性高钒高速钢、不锈钢等难加 化硼CBN高、发热小 工材料 返回

表7-1 常用磨料的性能与用途 返回 系 列 磨料 名称 代 号 特 性 适于磨削的材料 氧 化 物 系 棕刚玉 GZ 棕褐色，硬度高，韧性大，价格便宜 碳钢、合金钢 白刚玉 GB 白色，硬度比GZ高，韧性比GZ差 淬火钢、高速钢 碳 化 物 系 黑碳 化硅 TH 黑色，硬度比GB高，性脆而锋利，导热 性较好 铸铁、黄铜 绿碳 化硅 TL 绿色，硬度及脆性比TH高，有良好的导 热性 硬质合金、宝石、陶瓷， 人造金 刚石 JR 无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色、硬 度高 硬质合金、宝石、光学玻 璃、半导体材料等 立方氮 化硼 CBN 黑色或淡色白，硬度仅次于JR，耐磨性 高、发热小 高钒高速钢、不锈钢等难加 工材料

7.2砂轮 o2)粒度 表示磨料颗粒的大小。砂轮的粒度对磨削加工生产率和 工件表面质量影响较大。一般来说,粗磨时,应选用粗粒度 的砂轮,以保证较高的生产率;精磨时,选用细粒度砂轮, 以减低磨削表面的粗糙度值;磨软而粘的材料,应选用粗粒 度的砂轮,以防工作表面堵塞;磨削脆、硬材料,则应选用 细粒度砂轮。粒度的选用如表72所示 3)结合剂 用于黏合磨粒,制成各种不同形状和尺寸的砂轮。结合 剂的性能决定了砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性、耐热性 和使用寿命。常用的结合剂有陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡 胶结合剂和金属结合剂等,其中以陶瓷结合剂应用最广。结 合剂的性能与用途如表7-3。 上一页下一页返回

 2)粒度  表示磨料颗粒的大小。砂轮的粒度对磨削加工生产率和 工件表面质量影响较大。一般来说，粗磨时，应选用粗粒度 的砂轮，以保证较高的生产率；精磨时，选用细粒度砂轮， 以减低磨削表面的粗糙度值；磨软而粘的材料，应选用粗粒 度的砂轮，以防工作表面堵塞；磨削脆、硬材料，则应选用 细粒度砂轮。粒度的选用如表7-2所示。  3)结合剂  用于黏合磨粒，制成各种不同形状和尺寸的砂轮。结合 剂的性能决定了砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性、耐热性 和使用寿命。常用的结合剂有陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡 胶结合剂和金属结合剂等，其中以陶瓷结合剂应用最广。结 合剂的性能与用途如表7-3。 上一页 下一页 返回 7．2 砂轮

表7-2粒度的选用 粒度号 颗粒尺寸 使用范围 /p m 12#、14#、16# 2000~1000粗磨、荒磨、打磨毛刺 20#、24#、30#、36# 1000400磨钢锭、打磨铸件毛刺、切断钢坯等 46#、60# 400~250内圆、外圆、平面、无心磨、工具磨等 70#、80# 250~160内圆、外圆、平面、无心磨、工具磨等半精磨、精磨 100#、120#、150#、180#、160~50 半精磨、精磨、珩磨、成型磨、工具磨等 240# w40、W28、W20 50~14 精磨、超精磨、珩磨、螺纹磨、镜面磨等 W14~更细 14~2.5 精磨、超精磨、镜面磨、研磨、抛光等 返回

表7-2 粒度的选用 返回 粒 度 号 颗粒尺寸 /μm 使 用 范 围 12#、14#、16# 2000～1000 粗磨、荒磨、打磨毛刺 20#、24#、30#、36# 1000～400 磨钢锭、打磨铸件毛刺、切断钢坯等 46#、60# 400～250 内圆、外圆、平面、无心磨、工具磨等 70#、80# 250～160 内圆、外圆、平面、无心磨、工具磨等半精磨、精磨 100#、120#、150#、180#、 240# 160～50 半精磨、精磨、珩磨、成型磨、工具磨等 W40、W28、W20 50～14 精磨、超精磨、珩磨、螺纹磨、镜面磨等 W14～更细 14～2.5 精磨、超精磨、镜面磨、研磨、抛光等

表7-3结合剂的性能与用途 名称 号 性能 应用范围 耐热、耐水、耐油、耐酸碱,气孔率大,强|能制成各种磨具, 陶瓷结 度高,但韧性弹性差 适用于成形磨削和 合剂 磨螺纹、齿轮、曲 轴等 树脂结 强度高,弹性好,耐冲击,有抛光作用,但制造高速砂轮、薄 合剂 B 耐热性差,抗腐蚀性差 砂轮 橡胶结 强度和弹性更好,有极好的抛光作用,但耐抛光砂轮、薄砂 合剂 R 热性更差,不耐酸,气隙堵塞 轮、无心磨导轮 金属结 强度高,成形性好,有一定韧性,但自锐性制造各种金刚石磨 合剂J 差 具,使用寿命长 返回

表7-3 结合剂的性能与用途 返回 名 称 代 号 性 能 应用范围 陶瓷结 合剂 V 耐热、耐水、耐油、耐酸碱，气孔率大，强 度高，但韧性弹性差 能制成各种磨具， 适用于成形磨削和 磨螺纹、齿轮、曲 轴等 树脂结 合剂 B 强度高，弹性好，耐冲击，有抛光作用，但 耐热性差，抗腐蚀性差 制造高速砂轮、薄 砂轮 橡胶结 合剂 R 强度和弹性更好，有极好的抛光作用，但耐 热性更差，不耐酸，气隙堵塞 抛光砂轮、薄砂 轮、无心磨导轮 金属结 合剂 J 强度高，成形性好，有一定韧性，但自锐性 差 制造各种金刚石磨 具，使用寿命长

7.2砂轮 o4)硬度砂轮的硬度是指在磨削力作用下磨粒脱落的难易 程度。如磨粒容易脱落,表明砂轮硬度低,反之则表明砂轮 硬度高。砂轮的硬度与磨粒的硬度是两个不同的概念,硬度 相同的磨粒,可以制成不同硬度的砂轮。 砂轮硬度的选择,对磨削质量、磨削效率和砂轮损耗都 有很大影响。一般来说,磨削较硬的材料,应选用较软的砂 轮;磨削较软的材料,应选用较硬的砂轮。磨削有色金属时, 应选用较软砂轮,以免切屑堵塞砂轮;在精磨和成形磨削时, 应选用较硬砂轮。 上一页下一页返回

 4)硬度 砂轮的硬度是指在磨削力作用下磨粒脱落的难易 程度。如磨粒容易脱落，表明砂轮硬度低，反之则表明砂轮 硬度高。砂轮的硬度与磨粒的硬度是两个不同的概念，硬度 相同的磨粒，可以制成不同硬度的砂轮。  砂轮硬度的选择，对磨削质量、磨削效率和砂轮损耗都 有很大影响。一般来说，磨削较硬的材料，应选用较软的砂 轮；磨削较软的材料，应选用较硬的砂轮。磨削有色金属时， 应选用较软砂轮，以免切屑堵塞砂轮；在精磨和成形磨削时， 应选用较硬砂轮。 上一页 下一页 返回 7．2 砂轮

7.2砂轮 5)组织砂轮的总体积是由磨粒、结合剂和气孔构成的, 这三部分体积的比例关系,在工程中常称为砂轮的组织。 o2.砂轮的形状常用砂轮的形状、代号及主要用途如表7-6 所示。 o3.砂轮的平衡、安装与修整 1)砂轮的安装由于砂轮工作时的转速很高,而砂轮的质 地又较脆,因此,必须正确地安装砂轮,以免砂轮碎裂飞出, 造成严重的设备事故和人身伤害。安装砂轮时,应根据砂轮 形状、尺寸的不同而采用不同的安装方法。 上一页下一页返回

 5)组织砂轮的总体积是由磨粒、结合剂和气孔构成的， 这三部分体积的比例关系，在工程中常称为砂轮的组织。  2．砂轮的形状 常用砂轮的形状、代号及主要用途如表7-6 所示。  3．砂轮的平衡、安装与修整  1)砂轮的安装 由于砂轮工作时的转速很高，而砂轮的质 地又较脆，因此，必须正确地安装砂轮，以免砂轮碎裂飞出， 造成严重的设备事故和人身伤害。安装砂轮时，应根据砂轮 形状、尺寸的不同而采用不同的安装方法。 上一页 下一页 返回 7．2 砂轮

表7-6常用砂轮的形状代号 及主要用途 砂轮种类 断面形状 形状代 号 主要用途 平形砂轮 P 磨外圆、内孔、平面及刃磨刀具 仁双斜边砂轮Psx「磨齿轮及螺纹 双面凹砂轮 PSA 磨外圆、刃磨刀具、无心磨的磨 轮和导轮 双面凹带锥砂轮 PSA 磨外圆及台肩 薄片砂轮PB 切断、磨槽 筒形砂轮 主轴端磨平面 碗形砂轮 BW 磨机床导孰、刃磨刀具 碟形1号砂轮 D 刃磨刀具 碟形3号砂轮 器 D 磨齿轮及插齿刀 返

表7-6 常用砂轮的形状代号 及主要用途 返回 砂轮种类 断面形状 形状代 号 主要用途 平形砂轮 P 磨外圆、内孔、平面及刃磨刀具 双斜边砂轮 PSX 磨齿轮及螺纹 双面凹砂轮 PSA 磨外圆、刃磨刀具、无心磨的磨 轮和导轮 双面凹带锥砂轮 PSZA 磨外圆及台肩 薄片砂轮 PB 切断、磨槽 筒形砂轮 N 主轴端磨平面 碗形砂轮 BW 磨机床导孰、刃磨刀具 碟形1号砂轮 D1 刃磨刀具 碟形3号砂轮 D2 磨齿轮及插齿刀