磨削加工與先進工藝

>一磨削加工的基礎知識近幾年來，磨床加工有很大的發展，已廣泛地應用于機械加工行業，磨削的機械零件有很高的精度和很細的表面粗糙度。隨著機制造的精度提高，一個國家的磨削工藝水平，往往地反映了國家機械制造的水平。我國制造的著名磨床有“MG1432A型高精度萬能外圓磨床，MG7132型高精度平面磨床，MS1312型高速外圓磨磨床，S7450型大螺紋磨床，MK8532型數控凸輪磨床等。磨床除能磨削外圓，內圓，平面、成型面外，還能磨削螺紋、齒輪、刀具、模具等復雜零件表面加工。磨床—磨床在磨削工件時，按加工要求不同，工作臺縱向運動的速度必須可以調整，能實現無極變速，并在換向時有一定的精度要求，磨床要具備這些條件，磨床的縱向往復運動采用了液壓傳動，液壓傳動在磨床的工作臺驅動及橫向快速進退等方面已廣泛應用。液壓傳動工作原理—在機床上為改善液壓傳動的性能，以滿足生產加工中的各種要求，磨床工作的液壓傳動系統是由以下部分組成：執行部分—液壓機（液壓缸、液壓馬達）在壓力油的推動下，作直線運動或回轉運動，即將液體的壓力能轉換為機械能。

　　控制部分—壓力控制閥，流量控制閥，方向控制閥等，用以控制液壓傳動系統所需要的力速度方向和工作性能的要求。輔助部分—油箱濾油器，油管和油管接頭等。其作用是創造必要的條件以保證液壓系統正常工作。機床的液壓傳動系統能實現工作臺的自動往復運動，砂輪架快速進退運動，砂輪架周期進給，尾架套筒的縮回，車軌潤滑以及其它一些動作。

　　磨削加工的特點及磨削過程特點砂輪是由磨料和結合劉粘結而成的特殊多刃具，在砂輪表面每平方厘米面積上約有60～1400顆磨料，每顆磨粒相當于一個刀齒，磨粒是一種高硬度的非金屬晶體，它不但可磨削銅，鑄鐵等較軟的材料，而且還可以加工各種淬火鋼的零件，高速鋼刀具和硬質合金等硬材料以及超硬材料。砂輪具有較高的周線速長一般35m/s左右，砂輪在磨削時除了對工件表面有切削作用外，還有強烈的擠壓和摩擦作用，在磨削區域瞬時溫度高達1000℃左右;砂輪工作面經修正手，可形成極細微的刃口以切除工件表面極薄的金屬層。磨削加工能獲得極高的加工精度和極細的表示粗糙度，磨削精度通常達到IT6～IT7公差等級，表示粗糙度可達Ra1.25～0.16µm，如境磨削工件表示粗糙度為Ra0.1µm工件表光滑如境，尺寸精度和形壯精度可達到1um以內，其誤差相當于人體頭發絲粗細的1/70或更小。

　　砂輪在磨削時，部分磨鈍的磨粒在一事實上的條件下能自動落或崩碎，從而使砂輪保持良好的磨削性能。磨削過程—金屬磨削的實質是工件被磨削的金屬表層，在無數磨粒瞬間的擠壓，摩擦作用下生產變形，而后轉為磨屑，并形成光潔表示的過程。金屬磨屑過程可分為：三個階段，砂輪表示的磨粒與工件材料接觸，為彈性變形成為第一階段，磨粒繼續切入工件，工件材料進入塑性變形的第二階段，材料晶粒發生滑移。使塑性變形不斷增大，當力達到工件的強度極限時，被磨削層材料。產生擠裂，即進入第三階段，最后被切離。磨削的全過程表現為，力和熱的作用，以磨削力——磨削時砂輪與工件間發生切削作用和摩擦作用，在砂輪和工件上分別，作用著大、小相等方向相反的力，這種相互作用的力稱為磨削力磨削熱——磨削時產生的熱量較車削，銑削大，熱量轉入砂輪，磨悄或被切削液帶走，然而砂輪是熱的不良導體，因此幾乎80%的熱量轉入工件和磨屑，磨削區域的瞬間高溫可燒傷工件的表層，并使磨屑時特別注意對工件的冷卻。

　　切削液—過去又稱冷卻液，主要用來降低度磨削熱和減小龐大磨削過程中的摩擦。切削液的主要作用是：冷卻，潤滑，清洗，防銹在切削過程中，把切削液直接澆注在砂輪和工件接觸的地方，以達到切削液的作用保證零件加工的質量。二高精度磨削加工及先進的工藝方法為了適應各類零件的磨削，磨床和砂輪的品種，性能也有了進一步的發展，在基本型譜的基礎上，又生產出，精密型，高精度型，半自動型及數控型等10個系列，各類磨床的精度適應性和專門化程度均有很大提高，如適于模具制造的坐標磨應酬具有加工精度高使用壽命長等特點，近20年來，在我國超硬磨料，如人造金鋼石，立方氮化硼等，已廣泛地應用于各種高硬度材料的磨削。要求精度高的機械零件的加工方法一般分為粗磨—半精磨—精磨—精密磨—超精磨五個階段。磨削加工一般是屬于零件的后道工序，即零件的精加工。

　　困此零件的尺寸精度和相關面的位置精度以及有關表示的形狀精度和表示粗糙度，都要在磨削中得到最后控制和保證，所以必須仔細分析和研究零件圖及技術要求，根據對零件圖的分析研究，就可以初步確定零件的加工順序和所采用的加工方法。

　　例如：尺寸精度IT6級，表示粗糙度為Ra0.8—0.1um時一般只需要經過粗磨，精磨或粗磨，精磨或粗磨。精磨和精密磨削，尺寸精度在IT6—IT5表示粗糙度為0.1um～Ra0.5um時，一般要經過粗磨，半精磨，精磨，高精度磨削加工。磨削加工所用的機床除特殊機床外，一般采作通用工藝裝備，以降低生產成本取得良好的經濟效果，成批大量生產時，可以根據零件的加工精度和技術要求，盡量采用專用夾具，專用量具，以滿足高生產率的要求，砂輪的選擇也應可能按照不同工序的不同要求考慮，磨料，粒度，硬度，尺寸等這樣人但能保證工件的加工精度，同時對提高生產率也有利。大批量的機械零件生產中，零件的產生相當穩定并廣泛采用專用機床的自動生產線，生產率極高，整個生產過程按一事實上節拍自動循環，操作工人只是在自動生產線的一端裝上毛坯，在另一端卸成品，并監視自動線的正常運轉，就可以了，我國已在汽車，拖拉機，軸承承等生產中建立了許多自動線，現在的機械制造基本特征是：多品種，中、小批生產占主導地位，工廠生產的產品經常地更換，以適應市場的競爭，目前除采用先進高效，高速磨削，強力磨削外，還逐步采用先進的自動或半自動磨削，數控磨削，適應控制磨削，和成組工藝等新技術，達到較高的生產率和設備負荷率。