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外圆磨无心磨内圆磨等多种磨削方法的先容和特点

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外圆磨床


外圆磨床


  为了正确地了解磨床设计的布局,各部件运动的相互关系,传动链的要求,妥善而合理地解决它们之间的关系问题,就必须对磨削方法有一个基本的概念,这样才能真正地认识和做好磨床设计工作。


  大家知道磨床的种类很多,磨削形式也不少,有外圆磨、内圆磨、无心磨、螺纹磨、齿轮磨等等。尽管磨削形式多种多样,加工工件表面形状不一,但以砂轮工作表面来分,基本上可分为下列三种磨削方法:(1)周边磨削;(2)断面磨削;(3)成形磨削。


  图1就是按上述分类方法先容几种常见的磨削形式、运动关系及其特点。除了图1中所先容的磨削方式外,还有外圆切入、切向磨削、行星内圆磨削等等,这里不再一一列举。


磨床磨削


磨床磨削


  必须指出,图1中所举的磨削形式分类,也不是一成不变的,还要根据具体条件决定。如图1中将花键磨削列入成形磨削一类里,但由于花键的形状不同,要求也不一样,而且各厂根据设备条件和加工习惯所采用的方法也不同,可以用端面磨削,也可用周边磨削。又如齿轮磨削的方法很多,可分展成法和成形法,一般都采用展成法来完成,很少采用成形法。


  随着科学技术和生产的发展,为了提高磨削精度和生产率,新的磨削方法不断涌现。前面已经先容了提高磨削表面质量的问题,这里大家再从提高生产效率的角度来先容几种新的高效率磨削方法,以便使大家对磨削方法有进一步的认识。


  高效率磨削大体有两条途径:一条是改变磨削用量,如高速磨削、强力磨削、恒压力磨削等;另一条是增大磨削面,以提高生产效率,如宽砂轮磨削、多片砂轮磨削、砂带磨削等。对于电解磨削和金刚石砂轮磨削也作简要的先容。


  一、高速磨削


  从目前的概念来讲,一般认为只要砂轮磨削速度高于35m/s对工件进行加工的,都可称为高速磨削,它是提高生产效率的重要途径之一,因此引起了国内外的普遍重视。国外已采用了60m/s甚至100m/s的砂轮圆周线速度进行磨削。我厂在1958年曾对高速磨削进行过试验,并取得了一定的进展。随着科学技术的不断发展,人们的认识不断提高,高速磨削的速度一定还会不断增高。


  二、强力磨削


  强力磨削是通过加大进给量和提高磨削速度的一种高效率磨削方法,特别适合磨削难以加工的硬材料,以及断续面和阶梯面零件。因此在某些方面可以代替车削和铣削,而效率比车、铣要高得多。据有关资料报导,采用强力磨削,一次磨削深度达6mm以上,每小时的磨屑达330kg,大大提高了生产效率。


  强力磨削的主要特点,是磨削力和磨削热比高速磨削显著增加,因此对机床的要求除了增加电动机功率,加固砂轮防护罩,增加冷却液供应和防止飞溅,合理地选择砂轮外,机床还必须有足够的刚度。


  三、恒压力磨削


  普通磨削时砂轮相对工件按一定的速度作进给,而恒压力磨削又称控制力磨削,它是砂轮以一定的压力压向工件,并在磨削过程中砂轮相对工件保持一定的压力(粗磨时压力高,精磨时压力低),其工作原理说明如下图2


磨床磨削


磨床磨削


  压力油的油压P推动活塞,通过支架带动砂轮架趋近工件进行磨削,以定位挡块来保证工件的尺寸精度。改变压力油的油压P,可调节磨削压力的大小。


  四、宽砂轮磨削


  随着生产的不断发展,在加工过程中采用了宽砂轮磨削。一般外圆磨削的砂轮宽度仅在50mm左右,而宽砂轮磨削由于加大了磨削面(目前宽砂轮磨削的砂轮宽度300mm左右),可以成倍地提高生产率。特别对大批生产的零件,像机床主轴,汽车、拖拉机上的驱动轴,电动机上的转子轴等,采用宽砂轮磨削时,生产效率提高尤为显著。


  为了适应工农业生产发展的需要,北京第二机床厂和长春机床厂等都分别设计制造了宽度较大的宽砂轮磨床。上海第三机床厂设计制造的M1532宽砂轮磨床,砂轮宽度为300mm,电动机功率为30W。后面先容的加工圆锥滚子球基面磨床3MT4320以及无心磨床都是属于宽砂轮磨床。


  五、多片砂轮磨削


  多片砂轮磨削也是利用增大磨削面,以提高磨削效率的一种有效措施。一台磨床上安装几片砂轮(目前多达10片以上),可以同时加工零件的几个表面,主要用来加工曲面、凸轮轴等零件。它的优点除了能提高生产率,相对地还能减少磨床数量,减少机床占地面积,节省劳动力,并能保证工件有较好的同心度。


  多片砂轮磨削(如加工曲轴的五片砂轮磨床的总宽度达815mm),实质上也是宽砂轮磨削的一种形式,因此它对机床提出的要求,与宽砂轮磨床相同。


  六、砂带磨削


  用柔软的砂带代替砂轮进行磨削,它可以适应工件形状的变化,磨削特殊的曲线形状,加上砂带上的每颗磨粒都参加切削,所以效率很高。主要用于加工薄钢板(包括带钢)、钢锭和曲面(如汽轮机、燃气轮机叶片、汽车凸轮轴)等。近几年来,砂带磨床发展较快,有些国家砂带和砂轮的产量各占50%。


  砂带本身材料有纸、布、塑料三种。高效率砂带磨削,一般以布质为主。砂带结合剂有胶水、树脂和一层胶水一层树脂的复合结合剂。高效率砂带磨削采用树脂结合剂制成的砂带。


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