机械加工一体化教材—磨削模块(7)

（1）磨床应具有较大的功率、较好的刚度； （2）磨削时，要锁座套筒，防止工件脱落。 （3）磨削时要注意充分的冷却。

以上四种磨削方法，无论采用哪种，选取磨削用量的原则都是粗磨时以提高生产率为主，精磨时以保证精度和表面粗糙度为主。因此，粗磨时可选较大的背吃刀量，较高的工件转速，较大的纵向进给量，而且要选择粒度大、硬度软、组织松的砂轮。但切入磨削则不能用太软的砂轮。精磨时，应选取较小的背吃刀量、较慢的工件转速和较小的纵向进给量。另外，砂轮的粒度要小，硬度要适当提高，组织要相应紧密些。

在特殊情况下，磨削用量要视具体情况选用。如磨削刚性好的工件时，可进一步加大背吃刀量和纵向进给量；磨削刚性差的细长轴或薄壁件则应相反；工件材料硬、导热性差，则背吃刀量应减小，而纵向进给量可大些；容易烧伤的工件，为缩短砂轮与工件接触时间，加速散热，应加大纵向进给量和工件速度。

五、轴肩（端）面的磨削

工件上轴肩的形状如图5-4-6所示，其中图5-4-6a、b为退刀槽的轴肩，一般用于端面对外圆轴线有垂直度要求的零件；图5-4-6c为带圆角的轴肩，常用于强度要求较高的零件。

图5-4-6 轴肩的形式

1.带退刀槽轴肩的磨削 工件的轴肩磨削，可在磨好外圆以后进行。磨削时，将砂轮退离外圆表面0.1mm左右，用工作台纵向手轮来控制工件台纵向进给，借砂轮的端面磨出轴肩端面。手摇工作台纵向进给手轮，待砂轮与工件端面接触后，作间断均匀地进给，进给量要小，可观察火花来控制（图5-4-7）。当砂轮靠近轴肩端面时，应将砂轮退出0.1mm左右，并将砂轮端面修成内凹形，以减少砂轮与工件的接触面积，提高磨削质量。

2.带圆弧轴肩的磨削 磨削时带圆弧轴肩时，应将砂轮一尖角修成圆弧面，工件外圆柱面的长度较短时，可先用切入法磨削外圆，留0.03~0.05mm余量，接着把砂轮靠向轴肩

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端面，再切入圆角和外圆，将外圆磨至尺寸（图5-4-8）。这样，可使圆弧连接光滑。

图5-4-7 轴肩的磨削 图5-4-8 磨带圆弧轴肩

第二节 平面磨削

一、平面磨削的形式

按照平面磨床磨头和工作台的结构特点，可将平面磨床分为五种类型，即卧轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴矩台平面磨床、立轴圆台平面磨床及双端面磨床等。图5-4-9为这五种平面磨削的示意图。

图5-4-9 各种平面磨床的磨削

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1.平面磨床的类型简介

（1）卧轴矩台平面磨床 砂轮的主轴轴线与工作台台面平行（图5-4-9a），工件安装在矩形电磁吸盘上，并随工作台作纵向往复直线运动。砂轮在高速旋转的同时作间歇的横向移动，在工作表面磨去一层后，砂轮反向移动，同时作一次垂向进给，直至将工件磨削到所需的尺寸。

（2）卧轴圆台平面磨床 砂轮的主轴是卧式的，工作台是圆形电磁吸盘，用砂轮的圆周面磨削平面（图5-4-9b）。磨削时，圆台电磁吸盘将工件吸在一起作单向匀速旋转，砂轮除高速旋转外，还在圆台外缘和中心之间作往复运动，以完成磨削进给，每往复一次或每次换向后，砂轮向工件垂直进给，直至将工件磨削到所需要的尺寸。由于工作台是连续旋转的，所以磨削效率较高，但不能磨削台阶面等复杂的平面。

（3）立轴矩台平面磨床 砂轮的主轴与工作台垂直，工作台是矩形电磁吸盘，用砂轮的端面磨削平面（图5-4-9c）。这类磨床只能磨简单的平面零件。由于砂轮的直径大于工作台宽度，砂轮不需要作横向进给运动，故磨削效率较高。

（4）立轴圆台平面磨床 砂轮的主轴与工作台垂直，工作台是圆形电磁吸盘，用砂轮的端面磨削平面（图5-4-9d）。磨削时，圆工作台作匀速旋转，砂轮除作高速旋转外，定时作垂向进给。

（5）双端面磨床 该磨床能同时磨削工件两个平行面，磨削是工件可连续送料，常用于自动生产线等场合。图5-4-9c所示为直线贯穿式双端面磨床，适用于磨削轴承环、垫圈和活塞环等工件的平面，生产率极高。

2.平面磨削的形式 若以砂轮工作表面来分则可划分为圆边磨削、端面磨削及周边一端面磨削三种平面磨削的形式。

（1）周边磨削 又称圆周磨削，是用砂轮的圆周面进行磨削。卧轴的平面磨床均属于这种形式（如图5-4-9a、b）。在刀具磨床上磨削小平面或钩槽底平面，也是周边磨削。

（2）端面磨削 用砂轮的端面进行磨削。立轴的平面磨床均属于这种形式（如图5-4-9c、d）。在磨削台阶轴或台阶孔端面时，采用的也是端面磨削。在刀具磨床上磨削槽侧，也用端面磨削。大尺寸圆盘的端面，也可在万能外圆磨床上用转动头架的方法进行端面磨削。

（3）周边一端面磨削 同时用砂轮的圆周面和端面进行磨削（见图5-4-9e）。磨削台阶面时，若台阶不深，可在卧轴矩台平面磨床上，用砂轮进行周边一端面磨削。小尺寸的台阶面或沟槽，其底面和侧面，也可在刀具磨床上进行周边一端面磨削。

二、平面磨削的特点

平面磨削的形式不同，其特点也各不相同。

1.周边磨削的特点 用砂轮圆周面磨削平面时，砂轮与工件的接触面较小，磨削时的冷却和排屑条件较好，产生的磨削力和磨削热也较小，因此能减少工件受热所发生的变形，有利于提高工件的磨削精度。适用于精磨各种工件的平面，平面度误差能控制在0.01~0.02mm/1000mm，表面粗糙度可达Ra0.8~0.2um。但由于磨削时要用间断的横向进给来完成整个工件表面的磨削，所以生产效率较低。

2.端面磨削的特点 在立轴平面磨床上，用筒形砂轮端面磨削时，机床的功率较大，砂轮主轴主要承受轴向力，因此弯曲变形小，刚性好，可选用较大的磨削用量。另由于砂

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轮与工件接触面积大，同时参加切削的磨粒多，所以生产效率较高。但磨削过程中发热量较大，切削液不易直接浇注到磨削区，排屑较困难，因而工件容易产生热变形和烧伤。只适用于磨削精度不高且形状简单的工件。

图5-4-10 镶块砂轮

1-楔块 2-螺钉 3-平衡块 4-砂瓦 5-法兰盘

为了改善端面磨削加工的质量，通常可采用以下措施： （1）选用粒度较大、硬度较低的树脂结合剂砂轮。 （2）磨削时供应充分的切削液。

（3）采用镶块砂轮磨削。镶块砂轮（见图5-4-10）由几块扇形砂瓦，用螺钉、楔块等固定在金属法兰盘上构成。磨削时，砂轮与工件的接触面减少，改善了排屑与冷却条件，砂轮不易堵塞，且可更换砂瓦，砂轮使用寿命长。但是镶块砂轮是间断磨削，磨削时易产生振动，因此加工表面的粗糙度值较高。

（4）将砂轮端面修成内锥面或者使磨头倾斜一微小的角度，以减少砂轮与工件的接触面积，改善散热条件（见图5-4-11）。但磨头倾斜后磨出的平面略呈凹形，

图5-4-11 磨头便斜对加工精度的影响

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其凹值A可按下式计算

A=N?tan??1(D。?D2。?B2)tan? 2式中 N ——砂轮与工件在x—x方向接触长度（mm）； D。——砂轮直径（mm）； B ——磨削表面宽度（mm）； a ——磨头倾斜角度（°）； A ——中凹值（mm）。

从上式可知，磨头倾斜角度a、磨削宽度B增大时，中凹值可增加；砂轮直径增大时，中凹值减小。

磨头与工作台台面是否垂直一般可用两种方法检查。一种方法是用千分表测量，将千分表座吸附在磨头砂轮架上，工作台上放一块垂直度误差极小的平垫铁，将千分表量头压在平垫铁侧面，磨头垂直升降，看千分表读数的变化，即可知磨头与工作台的垂直度误差。若工作台放一块平行度误差极小的平垫铁，先移动工作台，用千分表测量一下工作台的水平，再用千分表测量一下平垫铁上平面的两端高低，将检测平垫铁的读数误差值与工作台的读数误差值相比较，也可换算出磨头与工作台面的垂直度误差。第二种方法是直接通过观察加工面的磨削痕迹来判断。若磨头与工作台面相互垂直，则磨痕为正反相交叉的双纹或称双刀花，若磨头倾斜，则磨痕是不相交的单纹或单刀花（见图5-4-12）。

图5-4-12 端面磨削的痕迹

3.周边一端面磨削的特点 周边一端面磨削最终须使砂轮的圆周面与端面同时与工

件表面接触，磨削条件较差，产生的磨削热较大，所以磨削用量不宜过大。在卧轴矩台平面磨床上磨台阶面时，通常先用周边磨削磨出水平面，在接近台阶侧面处调整控制好工作台行程挡铁，使砂轮不与台阶端面碰撞，同时需将砂轮端面修成内凹形，用手摇工作台纵向进给手轮，缓慢均匀的进给，观察端面磨削的火花，控制磨削进给量。在精磨时，适当增加光磨时间，以保证周边一端面磨削的精度，磨削时并注意供应充足的切削液进行冷却。

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