第三章 磨削加工与砂轮

一、磨削加工与常用磨床

（一）磨削加工特点

磨削加工与其他加工方法相比较，具有以下特点。

（1）砂轮是由磨粒和结合剂黏结而成的多刃刀具，在砂轮表面每平方厘米面积上有60～1400颗磨粒，每颗磨粒相当于一个刀齿。磨粒是一种硬度极高的非金属晶体，它不但可以磨削铜、铸铁等较软的材料，而且还可以加工硬度很高的材料，如各种淬硬钢件、高速钢刀具和硬质合金等，这些材料是一般工种很难加工或根本不能加工的。

（2）砂轮具有极高的圆周线速度，目前一般砂轮的线速度可达到35m/s左右。砂轮在磨削时除对工作表面有切削作用外，还有强烈的摩擦作用，在磨削区域，磨削温度可达400～1000℃。

（3）砂轮表面经过修整以后，可形成极细微的刀口，从而可切除工件表面极薄的金属层。磨削作为精加工工序，一般安排在车、铣等工序之后。

（4）磨削加工能获得极高的加工精度和极小的表面粗糙度值。磨削精度通常可以达到IT6～IT7级，表面粗糙度可达 Ra1.25～0.16μm。如镜面磨削工件的表面粗糙度只要Ra0.01μm。

（5）砂轮在磨削时还具有“自锐作用”，部分磨钝的磨粒在一定条件下能自动脱落或崩碎，从而使砂轮保持良好的磨削性能。

（二）常用磨床简介

1.M1432A型万能外圆磨床

M1432A型万能外圆磨床主要由床身、工作台、头架、尾座、砂轮架横向进给手轮和内圆磨具等组成（图3-1）。

（1）头架：头架内有主轴和变速机构。在主轴的前端可安装顶尖，用于支承工件。调节传动变速机构，可以使拨盘获得几种不同的转速。拨盘通过拨杆带动工件作圆周运动。

（2）尾座：尾座顶尖用来支承工件的另一端。尾座的后端装有弹簧，可调节顶尖对工件的预紧力。

（3）工作台：工作台分上、下两层。上工作台可相对下工作台回转一定角度，以便磨削圆锥；下工作台在液压传动下可沿床身的纵向运动。工作台的行程位置由撞块控制。

（4）砂轮架和横向进给手轮：砂轮架安装在床身的横向导轨上。操作横向进给手轮，可以实现砂轮架的横向进给运动，以控制工件的磨削尺寸。砂轮架还可以由快速手柄控制，实现行程为50mm的快速进退运动。砂轮安装在砂轮架的主轴端部，由电动机带动作高速旋转运动。砂轮上方的切削液喷嘴，用来浇注切削液。

（5）内圆磨具：内圆磨具用于磨削工件的内孔，在它的主轴端部可安装内圆砂轮。内圆磨具装在可回转的支架上，使用时可向下翻转至工作位置。

（6）床身：床身是一个箱形铸件，其纵向导轨上安装有工作台，横向导轨上装有砂轮架。床身上还装有横向进给机构和纵向进给机构等部件。

2.M7120A型平面磨床

M7120A型平面磨床是卧轴矩台平面磨床中比较常见的一种机床（图3-2）。它由床身、工作台、立柱、磨头和砂轮修整器等部件组成。

（1）床身：床身为箱形铸件，上面有V形导轨及平导轨；工作台安装在导轨上。床身前侧装有工作台手动机构、垂直进给机构、液压操纵板及电器按钮板。液压操纵板用以控制机床的机械与液压的传动；电器按钮板装有液压泵启动按钮、砂轮变速启动开关、电磁吸盘工作状态选择开关及总停开关，并装有退磁器插座。在床身后部的平面上，装有立柱及垂直进给机构和减速器。

（2）工作台：工作台是一个盆形铸件，上部有长方形的台面，下部有凸出的导轨。工作台上部为长方形的台面，表面经过磨削，并有一条T形槽，用以固定工作物和电磁台面。在台面两端装有防护罩，以防止切削液的飞溅。

工作台由液压传动实现在床身导轨上作直线往复运动，并由撞块自动控制换向。工作台也可利用摇动手轮进行调整，手轮每转一圈，工作台移动6mm。

（3）立柱：立柱为一箱形结构，前部有两条平导轨，中间安装有丝杠，通过螺母，使滑板沿平导轨作垂直运动。

（4）磨头：磨头在水平燕尾导轨上的移动有两种进给形式。一种是断续进给，即工作台每换向一次，磨头横向作一次进给，进给量为1～12mm。另一种是连续进给，磨头在水平燕尾导轨上往复连续移动。磨头座左侧槽内装有行程撞块，用以控制磨头横向移动距离。连续移动速度为0.3～3m/min，由进给选择旋钮控制。磨头除了由液压传动控制外，也可用手轮控制移动，每格进给量为0.01mm。

（5）垂直进给机构：垂直进给机构位于床身前面，固定在床身上。摇动手轮带动轴转动，通过垂直进给减速器齿轮，使丝杠转动，即得到垂直进给。按动微进给按钮，磨头作垂直微进给，每按动一次，进给0.005mm。垂直进给最大移动量为345mm，手轮转一圈移动量为1mm。

（6）砂轮修整器：砂轮修整器装在滑板前面。有可移动轴套（图3-3），其中心线倾斜45°，不通过砂轮中心，并与金刚石尖端及砂轮中心连线成10°的倾角。内套筒在轴套内滑动，当旋转调节螺母时，通过左旋螺纹使内套筒作直线运动。砂轮的修正值由调节螺母上的刻度来决定，调节螺母每格刻度值为0.01mm。