磨削加工（上）

欢呼

1  高精度辊面的磨削
在普通外圆磨上要磨削直径为280mm，长度为2000mm，表面粗糙度为Ra0.4μm，辊面与两轴承位A、B为基准时的径向跳动小于0.003mm，如图6—1所示。要达这样高的加工精度，十分困难。为此，采用了以下措施，达到了工件要求。

(1)工艺理论。在机械制造过程中，选择定位基准时，应遵循基准统一原则和基准重合原则。此辊在装配及使用中，均是以两轴颈(轴承位)为定位基准，所以在制造中必须选它为定位基准，以达到基准既重合又统一的原则。
(2)基准在使用前的检查与调整。首先用两端中心孔定位，将轴颈配磨好，再把检查好的轴承安装在两端轴颈上，用螺母调整好轴承的间隙，达到在加工后装配与使用状态。
% |. d$ L9 Q! y3 F! d& i7 d+ ?(3)磨辊面外圆。安装时，先用磨床两顶尖与工件上中心孔定位，再用两中心架分别夹在两端轴承的外圆上，夹好后把两端的顶尖从中心孔退出。安装好鸡心夹，用拨棍带动工件旋转，进行粗磨。在精磨时，必须勤修整砂轮，使其砂轮保持锋利。还要调整导轨油压，以降低导轨油膜厚度来提高磨床纵向运动刚性，但必须矗机床导轨无爬行。磨到工艺尺寸后，必须进行无火花磨削。
2  SR4601mn球面副的磨削
5 S& g; K% b6 P8 A6 B在淬火压床的制造过程中，有三副相配合的大球面工件，如图6-2所示。外球面的材料为40Cr，淬火后硬度为HRC(52～58)：内球面工件的材料为HT200，加工精度要求较高。为解决这一难题，选在可扳磨头的台式导轨磨床上进行磨削，获得成功。满足了工件的技术要求，为解决球面副的磨削加工提供了经验。
1 B* s+ v  T* j( J5 R: k
(1)磨削球面的工艺原理。球面是多个等直径圆在同一圆心上的立体组合，球体上任一截面都是一个圆。根据这一原理，利用两个旋转运动，即工件的旋转运动和砂轮旋转运动，并使它们的轴心线相交。再利用两个直线运动，来调整加工位置和进给方向，用砂轮去除余量，形成符合要求的球面。
(2)磨削条件的选择及工艺计算。利用导轨磨床上立磨头能转角度的功能，调整砂轮主轴中心线与工件中心线的角度α，如图6—3所示，计算如下：
在△AOB中
- P' o# e( z( c+ }4 W' S∵sinα1/2=AB/2R=150/920=0.163,
( l' H) P0 Q" K- ?, t∴α1/2=9°29′
在△BOC中,
, Y; ]# s7 u  n" ?! A( G∵sinα2/2=BC/2R=140/920=0.146
∴α2/2=8°23′

将铣床回转工作台放在台式导轨磨的矩形磁盘上，另配减速箱和电动机带动回转工作台旋转，使其完成圆周进给运动，其转速为4.5r／min，如图6—4所示。然后将工件安装在回转工作台上。

& A/ G* G4 a- D0 z: h8 M: h3 F立磨头用BWl50×35×32WA36JV大气孔白刚玉砂轮，砂轮1-工作台；2-回转工作台;3-工件；4、5-齿轮；6-减速箱；7-电机。速度为vc=22.6m/s。制作一检查外球面精度的样板，为检查所要求的形状精度与尺寸精度。在磨削中，用样板检查后如达不到要求，可调整工作台的位置，以使球面符合要求。
' I7 b! l! J; V磨削时，必须把磨头旋转中心与工件的旋转中心，调整到同一垂直平面内，这时砂轮磨出的刀纹呈网状形。如不是网状形，就要调整其横向位置。如用样板检查球面时，也会出现两种情况，就是球面大或小，就要调整工作台纵向位置来消除。
在磨球平面时，也用上述的方法对机床进行调整。检查的方法，是油外球面来配磨。
3  修磨活顶尖60°锥面的方法
' s1 p. N9 o. o: k活顶尖是车床的常用夹具，而且使用较频繁。但在使用的过程中，由于使用不当，造成60°锥面尖部断裂、刀具划伤、表面磨损而影响使用或报废，给企业造成经济损失。但是，只要顶尖内的轴承不坏，就可以在普通的外圆磨床上把60°锥面修磨好，使活顶尖继续正常使用。
) y- u+ |2 a, y4 P; i修磨的方法：把活顶尖的莫氏锥柄插人在磨床头架主轴锥孔内，把头架逆时针扳转30°，然后在60°锥体后的圆柱面套绕一根小线绳。用手各拉小线绳的一头。在磨削的过程中，用双手来回拉动线绳，利用线绳与圆柱面的摩擦力，带动顶尖旋转，直至进给到磨好为止。

3 v, @+ E% f6 Z: C( E9 Y# r3 J此种修磨方法的特点是采用拉动线绳带动顶尖旋转来代替鸡心夹和拨盘，具有体积小，操作方便，加工时的顶尖定位基准与顶尖的工作基准统一重合，位置精度好。修磨一个活顶尖，一般只需(2～3)min，其效率比较高。
4  金刚石砂轮的修正方法
为了提高工件表面的磨削质量，延长金刚石砂轮的使用寿命，提高磨削效率，需要对金刚石砂轮进行修整。
青铜结合剂的金刚石砂轮，经过使用一段时间后，在砂轮工作表面上敷着一层铜粉粘结剂，使砂轮变钝，如清除不掉，严重影响磨削效率和工件表面质量。修整时，选择一片直径略小于砂轮直径的120#的绿碳化硅的砂轮，把它安装在心轴上，顶在磨床上，再把金刚石砂轮的转速调至到(100～200)r/min，与绿碳化硅砂轮对磨，这样就把粘在金刚石砂轮表面上的铜粉磨掉或粘在绿碳化硅砂轮表面上，达到修整的目的。
$ J. q/ X7 N# @5  降低导轨磨削表面粗糙度的方法
将肥皂涂在导轨表面上，来降低磨削表面粗糙度的方法。经反复试验实践证明行之有效，能显著地降低磨削表面粗糙度。方法很简单，只要在精磨后的导轨表面上，涂一层薄薄的肥皂，然后停止轴向进给，让砂轮对导轨表面无火花磨削（1-2）次即可。
3 I" L# I, y& w, j4 U2 @' x% T6  高速干磨橡胶轴承
在万能磨床上，以每分钟两万转的高速干磨橡胶轴承，取得了湿磨每班3件到干磨35件的优质高效的显著效果。它的特点是：干胶屑呈粉末状而不成湿团，故容易排除；干胶屑不像湿胶屑那样粘结在砂轮表面，大大提高了磨屑用量；高转速形成的旋风自行车冷却，不至于产生高温；砂轮消耗量减少，用湿磨法磨削16个工件耗砂轮一个，干磨时磨45件才耗一个砂轮。
7  薄片工件的磨削方法
(1)垫弹性垫片。工件装夹时，在工件与电磁盘之间垫一层很薄的橡皮或海绵，厚度大约0.5mm。当工件被吸紧时，由于橡皮或海绵能够压缩，因而工件的弹性变形减小，磨出的平面就比较平直。工件这样反复翻身磨几次，平面度达到要求后，再直接放在电磁盘上进行磨削，直到工件达到图纸要求为止。
(2)在工件与电磁盘的空隙中垫纸。将工件放在平板上，用眼睛观察工件与平板的空隙部位的大小，再在空隙处垫上合适厚度的纸，然后以垫平的一面作定位基准面，吸在电磁盘上磨反面，以后再这样反复翻身磨几次，就能得到较平的平面。
  t" Z8 s% t8 W6 i7 {(3)涂白蜡。在工件表面涂一层白蜡，然后在较平的砂轮端面上摩擦，使工件凸部上的白蜡磨去。凹部的白蜡留下，再放在平板上检查，如工件平面较平，就以它为定位基准，放至电磁盘上磨削第一个平面，然后在反复翻身磨两面。
8  磨削薄片工件时应注意的事项
(1)薄片工件在磨削时容易产生翘曲，而翘的方向常常是一样的，凹部都在靠砂轮的这一边。因此将工件的凸面放在上面，先将凸面磨平,再将工件翻过来磨第二面，这样反复几次，两面交替磨削，从薄片工件上磨去相同的金属层，使其平面平直而弯曲减小。
(2)工件装夹时，应考虑力的作用点，尽力做到既吸得牢，又变形很小。磁盘必须平整光洁，不能有毛刺，否则影响接触面积而吸不牢。较小的薄片工件装夹通过的磁力线只一根或两根时，可用面积较大比工件成品薄一点的薄片作挡板，挡住工件不使工件跑出。当工件不太宽时，可将工件成45。角放在吸盘上，由于工件放在两根以上磁力线上，因而吸的比较牢固。
(3)砂轮的特性应选择粗粒度、组织疏松、硬度较软的。经常保持砂轮锋利，使砂轮和工件接触面要小一些，冷却液必须充足供给。
(4)一般吃刀深度和进给量不宜过大，但要提高工作台的纵向进给速度。
  Y1 h+ @, V" |(5)为了提高平面的加工精度，可在吸盘上涂一层薄薄的机油，利用机油的粘性使薄片工件紧密地贴吸在磁盘上。【MechNet】
% o1 K6 f  a6 ^% G6 I文章关键词： 磨削