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第7章磨削加工

□□教学基本要求与目标

1．认知：了解磨削运动、磨削表面形成机理，了解磨料的粒度和砂轮硬度；理解和掌握砂轮的特性及选择的原则，理解当量磨削厚度，砂轮当量直径的含义，识记磨削温度与烧伤；掌握提高磨削表面质量和效途的途径。

2．运用：分析磨削过程的特点，举例说明磨削温度对工件质量的影响，举例说明提高磨削质量的措施。

□□教学重点

重点：磨具的选用；

难点：常见磨削加工的类型和特点。

□□课时分配

本章课时：讲课…6学时

7.1 磨具的特性与选用（1.5核酸检测方法学时）

7.2 磨削原理（1.5学时）

7.3 磨削加工类型与运动（1.5学时）

7.4 磨床（0.75学时）

7.5 先进磨削技术简介（0.75学时）

□□授课方式

以教师讲授为主，多媒体教学为辅

□□习题与思考题

P161习题与思考题7.1，7.2，7.3，7.4，……7.8

〖主要教学过程〗

第7章磨削加工

7.1 磨具的特性与选用

磨削加工是用磨料磨具（砂轮、砂带、油石和研磨料）作为刀具对工件进行切削加工的方法。磨削可加工外圆、内孔、平面、螺纹、齿轮、花键、导轨和成形面等各种表面。其加工精度可达IT5～IT6级，表面粗糙度一般可达Ra 0.08μm。磨削尤其适合于加工难以切削的超硬材料(如淬火钢)。磨削在机械制造业中的用途非常广泛。

凡在加工中起磨削、研磨、抛光作用的工具，统称磨具。根据所用磨料的不同，磨具可分为普通磨具和超硬磨具两大类。

一、普通磨具

1．普通磨具的类型

所谓普通磨具是指用普通磨料制成的磨具，如刚玉类磨料、碳化硅类磨料和碳化硼磨料制成的磨具。普通磨具按照磨料的结合形式分为固结磨具、涂覆磨具和研磨膏。根据不同的使用方式，固结磨具可制成砂轮、油石、砂瓦、磨头、抛磨块等；涂附磨具可制成纱布、砂纸、砂带等。研磨膏可分成硬膏和软膏。

2．砂轮特性及其选择

砂轮特性决定于五要素：磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。

砂轮是磨削加工中最常用的工具。它是由结合剂将磨料颗粒黏结而成的多孔体。掌握砂轮的特性，合理选择砂轮，是提高磨削质量和磨削效率、控制磨削加工成本的重要措施。砂轮的组成要素如下：

（1）磨料磨料即砂轮中的硬质颗粒。常用的磨料主要是人造磨料，其性能及适用范围如下表：

（2）粒度粒度表示磨料颗粒的尺寸大小。磨料的粒度可分为两大类，基本颗粒尺寸大于40μm的磨料，用机械筛选法来决定粒度号，其粒度号数就是该种颗粒正好能通过筛子的网号。网号就是每英寸(25.4mm)长度上筛孔的数目。因此粒度号数越大，颗粒尺寸越小；反之，颗粒尺寸越大。当颗粒尺寸小于40μm的磨料用显微镜分析法来测量，其粒度号数是基本颗粒最大尺寸的微米数，以其最大尺寸前加w来表示。

（3）结合剂结合剂的作用是将磨粒黏合在一起，使砂轮具有必要的形状和强度。结合剂的性能对砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性及耐热性有突出的影响，并对磨削表面质量有一定影响。

①陶瓷结合剂（V）化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉，占90%，但性脆，不宜制成薄片，不宜高速，线速度一般为35m/s。

②树脂结合剂（B）强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差（300℃），自锐性好。

③橡胶结合剂（R）强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐热性差（200℃），自锐性好。

座便器结构④金属结合剂（M）青铜、镍等，强度韧性高，成形性好，但自锐性差，适于金刚石、立方氮化硼砂轮。

（4）硬度砂轮的硬度是指磨粒在磨削力的作用下，从砂轮表面脱落的难易程度。砂轮硬即表示磨粒难以脱落；砂轮软，表示磨粒容易脱落。所以，砂轮的硬度主要由结合剂的黏结强度决定，而与磨粒本身的硬度无关。

指砂轮工作时在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度。

取决于结合剂的结合能力及所占比例，与磨料硬度无关。

硬度高，磨料不易脱落；硬度低，自锐性好。

分7大级（超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬），16小级。

选用砂轮时，应注意硬度选得适当。若砂轮选得太硬，会使磨钝了的磨粒不能及时脱落，因而产生大量磨削热，造成工件烧伤；若选得太软，会使磨料脱落得太快而不能充分发挥其切削作用。

栏木机砂轮硬度选择原则：

①磨削硬材，选软砂轮；磨削软材，选硬砂轮；

②磨导热性差的材料，不易散热，选软砂轮以免工件烧伤；

③砂轮与工件接触面积大时，选较软的砂轮；

④成形磨精磨时，选硬砂轮；粗磨时选较软的砂轮。

（5）组织砂轮的组织是指磨粒在砂轮中占有体积的百分数(即磨粒率)。它反映了磨粒、

结合剂、气孔三者之间的比例关系。磨粒在砂轮总体积中所占的比例大，气孔小，即组织号小，则砂轮的组织紧密；反之，磨粒的比例小，气孔大，即组织号大，则组织疏松。砂轮上未标出组织号时，即为中等组织。

分紧密、中等、疏松三类13级。

紧密组织成形性好，加工质量高，适于成形磨、精密磨和强力磨削。

中等组织适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃磨等。

疏松组织不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨平面、内圆等接触面积较大时，磨热敏性强的材料或薄件。

3．砂轮的形状与尺寸

砂轮的形状、代号及用途，按GB2484—84规定，标志顺序如下：磨具形状、尺寸、磨料、粒度、硬度、组织、结合剂和最高线速度。

常用形状有平形(P)、碗形(BW)、碟形(D)等，砂轮的端面上一般都有标志。

表7.6 常用砂轮形状、代号及用途

砂轮名称	代号	简图	主要用途
平行砂轮	1		外圆磨、内圆磨、平面磨、无心磨、工具
薄片砂轮	41		切断及切槽
筒形砂轮	2		端磨平面
碗形砂轮	11		电力检查井刃磨刀具、磨导轨
蝶形1号砂轮蜂窝不粘锅	12a		磨铣刀、铰刀、拉刀、磨齿轮
双斜边砂轮	4		磨齿轮及螺纹
杯形砂轮	6		磨平面、内圆、刃磨刀具
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