磨削工艺：精度高的微量磨削，降低零件表面质量和使用寿命

1.精度高、表面粗糙度值小

磨削所用的砂轮表面有极多的、具有锋利的切削刃的磨粒，而每个磨粒又有多个刀刃，磨削时能切下薄至几微米的磨屑。磨削过程是磨粒切削、刻划和滑擦的综合作用过程，有一定的研磨抛光作用。磨床比一般切削加工机床精度高，刚性及稳定性好，并且具有控制小背吃刀量的微量进给机构，可以进行微量磨削，从而可以实现精密加工。磨削速度高，如普通外圆磨削vc≈30～35 m/s，高速磨削vc＞50 m/s。一般磨削的尺寸公差等级为可达IT7～IT6，表面粗糙度Ra值为0.8～0.2 μm；当采用小粒度砂轮磨削时，Ra可达到0.1～0.008 μm。

2.砂轮有自锐作用

磨削过程中，磨钝了的磨粒会自动脱落而露出新鲜锐利的磨粒，这就是砂轮的自锐作用。砂轮由于本身的自锐性，使得磨粒能够以较锋利的刃口对工件进行切削。实际生产中，人们有时就利用这一原理进行强力磨削，以提高磨削加工的生产效率。

3.磨削温度高

磨削时的切削速度为一般切削加工的10～20倍，磨粒多为负前角切削，挤压和摩擦较严重；消耗功率大，产生的切削热多。而砂轮本身的传热性很差，大量的磨削热在短时间内传导不出去，在磨削区形成瞬时高温，有时高达800～1 000℃。大部分磨削热将传入工件，降低零件的表面质量和使用寿命。因此在磨削过程中，应向磨削区加注大量的切削液，不仅可降低磨削温度，还可以冲掉细碎的切屑和碎裂及脱落的磨粒，避免堵塞砂轮空隙，提高砂轮的寿命。

4.磨削的背向力大

图2-101　磨削力(www.xing528.com)

与车外圆时切削力的分解类似，磨削外圆时，总磨削力分解为磨削力Fc、进给力Ff和背向力Fp这3个相互垂直的分力，如图2-101所示。磨削力Fc决定磨削时消耗功率的大小。在一般切削加工中，切削力Fc比背向力Fp大得多；而在磨削时，背向力Fp大于磨削力Fc（一般2～4倍）；进给力Fp最小，一般可忽略不计。

背向力Fp不消耗功率，但它作用在工艺系统（机床-夹具-工件-刀具所组成的系统）刚性较差的方向上，会使工件产生水平方向的弯曲变形，直接影响工件的加工精度。例如纵磨细长轴的外圆时，由于工件的弯曲而产生腰鼓形，如图2-102所示。

图2-102　背向磨削力所引起的加工误差

5.可加工高硬度材料

磨削不仅可以加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料，还可以加工一般刀具难以切削的高硬度的淬硬钢、硬质合金、陶瓷、玻璃等材料。但对于塑性很大、硬度很低的有色金属及其合金，因其屑末易堵塞砂轮气孔而使砂轮丧失切削能力，一般不宜磨削，而多采用刀具切削精加工。

6.应用越来越广泛

磨削可加工外圆、内圆、锥面、平面、成形面、螺纹、齿形等多种表面，还可以刃磨各种刀具。随着精密铸造、模锻、精密冷轧等先进毛坯制造工艺日益广泛的应用，毛坯的加工余量较小，可不必经过车、铣、刨等粗加工和半精加工，而直接用磨削达到较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度。因此，磨削加工获得越来越广泛的应用和日益迅速的发展。目前在工业发达国家，磨床已占到车间机床总数的30%～40%，而且还有不断增加的趋势。