磨削加工：基本应用和设备种类

（1）加工特点

磨削加工是用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法。它和车削、铣削、刨削等比较，具有以下工艺特点：

1）加工质量高

磨削时，由于磨粒的刃口比较锋利、切削深度较小、切削速度高，磨床横向进给量很小，因此每个磨刃只从工件表面磨去极薄的一层金属，留下的残余面积极小；加上磨床精度高、刚性好、传动系统采用带传动和液压传动，工作很平稳。能获得很高的加工精度和质量较高的表面。一般加工精度可达IT5～IT8级，表面粗糙度Ra为0.2～1.6 m。当采用镜面磨削时，表面粗糙度Ra为0.015～0.04 m。

2）能加工硬度很高的材料

在磨削时，由于磨粒本身具有很高的硬度，且砂轮具有自锐性，使得磨粒总能以坚硬而锋利的刀刃对工件进行连续的切削工作。因此，不论硬或软的材料都能磨削，尤其对一些车、铣、刨、钻等切削加工难以进行的高硬度材料，如淬火钢、各种切削刀具及硬质合金等，均能由磨削完成。

3）不宜磨削较软的有色金属

对于一般有色金属零件，由于材料塑性好，若采用磨削进行精加工，会使砂轮很快被有色金属磨屑所堵塞，使磨削无法进行，因此对较软的有色金属材料的零件不宜进行磨削加工。

4）磨削温度高

磨削时，砂轮的圆周速度可达35～50 m／s，而普通硬质合金刀具的切削速度在3.3 m／s以下，陶瓷刀具的切削速度在6.7 m／s以下，约为车削、铣削时切削速度的10倍。磨粒对工件表面的切削、刻划和滑擦等综合作用会产生大量的热。又因砂轮本身的导热性差，磨削区的温度可高达800～1 000℃，甚至可使微粒金属熔化、工件表面烧伤、硬度下降。使导热性差的工件表层产生很大的磨削应力，甚至产生微裂纹。所以在磨削时，需要采用大量的切削液，以有效地降低切削温度，提高磨削质量。

（2）应用范围

磨削是一种应用范围较为广泛的加工方法，主要用于磨削外圆、内圆、圆锥、平面、成形表面（如齿轮、螺纹、花键、刀具）等各种复杂零件表面的精加工。它除了能磨削普通材料外，尤其适用于一般刀具难以切削的高硬度材料的加工，如淬硬钢、硬质合金等。近年来，随着磨床、砂轮、冷却方式等技术的快速发展，磨削加工正在逐步代替部分车削、铣削加工，目前在工业发达国家中，磨床占各类机床总数的30%～40%。磨削加工的基本应用如图4.9所示。(www.xing528.com)

图4.9　磨削加工的基本应用

（3）典型加工设备

磨床的种类有很多，常用的有外圆磨床、内圆磨床和平面磨床等。如图4.10所示，是外圆磨床M1432A。

按国家标准《金属切削机床型号编制方法》（GB／T 15375—2008）的规定，M1432A型号的意义：M—磨床；1—外圆磨床；4—万能外圆磨床；32—最大磨削直径为320 mm；A—第一次重大改进。

外圆磨床M1432A的主要组成部件为：

图4.10　外圆磨床M1432A

①头架和尾架：这两个装置与车床的卡盘和顶尖相似，用来安装工件，头架上可以安装顶尖，也可以安装卡盘；头架通过塔形皮带轮来传动并改变转速，实现圆周进给运动。头架可以逆时针偏转90°，便于磨削任意锥角的锥面。

②砂轮架：用来安装外圆砂轮和内圆磨具，它可沿床身上的导轨作横向进给运动，这个横向移动可以由液压驱动，完成快速引进→自动周期横向进给→快速退出的工作循环，也可用手动进给。

③工作台：用来实现纵向往复运动，即纵向进给。为了能磨削小锥角的长锥面，工作台分上下两层，上工作台可以相对下工作台偏转一定角度（顺向3°，逆向9°）。

④纵向往复运动采用液压传动，其优点是传动平稳，操作简便，可在较大范围内实现无级调速。缺点是结构复杂，制造成本高，使用要求高，维修困难。