在车床上磨削工件的操作实例分享

1.实例1

如图7-3所示，磨削盘类工件支承座上的Ra0.8μm表面，单件加工，材料为20Cr，毛坯是锻件。

图7-3 支承座

（1）工艺分析 图样要求内孔ϕ186^+0.046₀mm轴线对基准外圆B轴线的同轴度公差为0.03mm；厚度尺寸为（7.8±0.05）mm的两端面对基准轴线B的垂直度公差为0.02mm。且ϕ186^+0.046₀mm孔等位置的渗碳深度为0.8～1.2mm，淬火后硬度为50～55HRC。

从工件结构来看，无论径向壁厚或轴向两端面间厚度都较薄，属薄壁盘类工件。热处理淬火后精加工表面有ϕ225^-0.015_-0.061mm外圆、ϕ186^+0.046₀mm孔、尺寸为（7.8±0.05）mm的两端平面及两端装夹基准面，由于这些表面的粗糙度值、尺寸精度及位置精度要求高，表面硬度又高，所以精加工时，不能采用车削方法，只能使用磨削加工。

（2）工件装夹与磨削 在车床上使用磨具磨削，其装夹方法简便可靠，加工合理、简单，并且工件表面是用砂轮的外圆进行磨削的，因此能保证工件的精度和表面粗糙度，并提高了磨削效率，装夹方法如下：

1）按图7-4所示装夹方法，用自定心卡盘软卡爪夹住工件，磨削次序是：先粗磨尺寸（7.8±0.05）mm一侧面A、端面F及ϕ186^+0.046₀mm内孔；然后松动卡爪，重新调整夹紧力，修整砂轮，并用切削液冷却工件粗磨时产生的热量，再按上述磨削次序精磨各表面，达到工件设计图样的精度和表面粗糙度要求。

2）按图7-5所示装夹方法，用花盘装夹工件，以磨削的端面为基准面，以ϕ186^+0.046₀mm孔定位，装夹在预先车削好的定位心轴上，用压板固定工件表面E处。即可粗、精磨尺寸（7.8±0.05）mm另一侧面、外圆ϕ225^-0.015_-0.061mm及端面G至图样要求。

图7-4 软爪装夹磨削内孔、端面

图7-5 花盘装夹磨削外圆、端面

（3）工件磨削 由于磨具具有功率小、转速低、体积小而结构强度较弱等特点，所以选用较小的切削用量，磨削效率比一般磨床磨削要低。在车床上磨工件时，应分粗磨、精磨，主轴回转应随工件加工直径增大而减小。

1）磨削内圆、外圆的方法。磨削时，床鞍纵向进给，使装夹在方刀架上的磨具作纵向往复进给。磨具上砂轮由中滑板带动作横向进给，工件的磨削余量要在多次往复进程中磨去。磨削时应注意以下两点：

①纵向进给时，磨具应由尾座往主轴箱方向进给，这时应该进给切削，但由主轴箱向尾座方向回程时，一般不应进给切削，特别是精磨时更应注意。粗磨时为了提高磨削效率，回程时可以进给磨削。

②磨削时为保证安全，防止砂轮碰伤到孔底端面，应在车床导轨上装一定位挡铁，同时把车床安全离合器的弹簧压力调节得小些，以便使进给机构自动停止进给。

③最后精磨时，背吃刀量控制在0.01mm左右，并空程进给数次。如磨削时发现内孔有锥度，用手动床鞍快速进给来修整。

④磨削时，应加注切削液，防止工件产生热变形或烧伤表面，切削液选用以冷却为主的乳化液。

⑤为防止工件产生几何形状误差，必须找正尾座套筒轴线，使之与主轴轴线同轴。

2）磨削台阶面的方法磨削时，把磨具用夹紧块紧固，装夹于方刀架上，用垫片调整，使模具主轴回转轴线与车床主轴箱轴线保持在同一水平面内。用刀架把模具回转某一角度，选用碟形砂轮或平行砂轮，并将砂轮切削部分用金刚钻修成90°，且保持4～5mm的宽度。

粗磨工件轴肩平面时，磨具由端面中心往端面外边缘方向进程，或端面外缘向中心方向都是允许的。但精磨时，磨具应由中心往外缘方向进给，其目的是使工件端面呈凹形，以保证装配精度。

3）磨削圆锥面的方法磨削圆锥面的方法实际上与车削圆锥面的方法相似，小滑板转过角度就是圆锥素线与车床主轴轴线的夹角，即等于工件的圆锥半角。此时，小滑板的进给就是纵向进给，中滑板作横向进给，横向进给量与背吃刀量相等。磨削时，磨具主轴轴线与主轴箱主轴轴线必须在同一水平面内，以确保圆锥素线的直线度。

（4）砂轮的修整 修整砂轮是为了提高磨削精度和减小工件表面粗糙度值，提高磨削效率并减小砂轮的跳动。砂轮修整后要保证其锐利性及平稳性，以免磨削过程中产生工件表面的波纹、斑点和其他瑕疵。

工件表面粗糙度值要求低，砂轮应修整得平细；工件材料硬度高，接触面积大时，砂轮应修整得粗糙；粗磨及半精磨的砂轮应修整得粗糙；横向、纵向进给量大时，砂轮表面要粗糙；进给量小时，砂轮表面要平细。

对磨具上砂轮的修整方法，需要使用砂轮修整器，如图7-6所示为专用砂轮修整器，这种砂轮修整器是装夹在车床导轨上。该砂轮修整器有以下特点：金刚石修正点处于与车床主轴箱轴线位置上，并能在水平方向转动360°，砂轮修整器的底部可作纵、横方向位置的调整。当磨具装夹在方刀架上使用砂轮修整器时，其具体修整方法如下：

1）磨削工件外圆及内圆时，应移动床鞍来修整砂轮。

2）磨削内、外端面时，应移动中滑板修整砂轮。

3）磨削外圆与外端面、内圆与内端面时，砂轮必须修整成直角，以保证工件的垂直度要求。

4）磨削内、外圆锥面，应根据工件圆锥半角，转动小滑板来修整砂轮。(www.xing528.com)

5）以砂轮成形磨削工件锥面时，则将砂轮修整器上端换成修整角度用的滑板，转动所需要的角度，移动金刚石座时对砂轮进行修整。

6）磨削特殊成形面时，移动床鞍修整砂轮外圆，用手持金刚石修整砂轮圆弧转接处，使砂轮成圆弧形，以便双手控制磨削。

7）磨削特殊圆弧面时，须使磨具垂直于主轴轴线和机床导轨安装，并以工件端面为基准，移动金刚石座来修整，以便砂轮直接磨出所需成形面。

8）修整砂轮时，每次进给量为0.02～0.05mm，最后停止进给反复修整两次达到砂轮平细。

图7-6 专用砂轮修整器

2.实例2

（1）工艺分析 如图7-7所示为轴套，工件外形虽不复杂，但属深孔工件，热处理淬火后，ϕ95⁰_-0.035mm和2×ϕ70⁰_-0.019mm外圆均已精加工，并符合图样要求。本工序是精加工ϕ32^+0.025₀mm、ϕ42^+0.025₀mm内孔，其要求ϕ32^+0.025₀mm、ϕ42^+0.025₀mm孔对2×ϕ70⁰_-0.019mm外圆轴线径向圆跳动公差为0.02mm和0.04mm；表面粗糙度值为Ra0.8μm。

图7-7 轴套

工件内、外圆精度要求较高，在轴中间有六个等分长槽，增加了车削ϕ42^+0.025₀孔的困难。若先把内、外圆精加工后，再铣削六等分长槽，这种工艺方法容易使工件变形，同时铣削加工后修去孔内毛刺时，很容易把孔壁碰伤，故不易达到图样技术要求。因此，采取先铣削六等分槽，然后在车床上磨削内孔的方法来保证精度要求。

（2）工件在车床上的磨削工艺方法

1）工件的主要工艺特点是ϕ42^+0.025₀mm孔的深度为480mm，且是不通孔，磨削时与外圆磨削比较，有以下几方面的不利因素：

①磨内孔砂轮直径小，砂轮转速受磨具转速的限制，所以磨削速度较低，工件表面粗糙度值不易减小。

②磨具接长轴细长，刚性差，容易产生弯曲变形和振动，对控制磨削精度和表面粗糙度都有很大的影响，同时也限制了磨削用量的提高。

③在车床上磨削内孔时，切削液只能浇注在外圆上，造成工件散热不均，易产生热变形。

④磨削时，由于砂轮与工件成内切圆接触，砂轮与工件的磨削圆弧比外圆磨削大，因此，磨削热和磨削力都比较大，磨粒容易磨钝，工件容易发热或烧伤。

2）工件的装夹方法如图7-8所示，用单动卡盘夹住一端，另一端用中心架支承，用杠杆指示表找正两端ϕ70⁰_-0.019mm基准外圆，使径向圆跳动量不大于0.01mm。

图7-8 在车床上磨削内孔的装夹方法

为防止工件表面被夹伤、拉毛，在单动卡盘夹住部分使用弹性套装夹，见图7-9。中心架支承爪使用尼龙1010制造，磨削时应加油润滑。

3）为了提高磨具转速，保证加工质量，采用风动磨具磨削（主轴两端装配在轴承座中，当压缩空气进入后，分别供应轴承的毛细管喷孔和叶轮的喷管，一方面在轴承间隙中形成轴承气膜，起到润滑轴承的作用，另一方面压缩空气推动叶轮使主轴高速旋转。由风动钻机改装而成的风动磨具具有较高的转速，高达1500r/min）。磨具用夹紧块紧固，装夹于方刀架上，用垫片调整，使磨具主轴回转轴线与主轴轴线保持在同一水平面内。选用杯形砂轮，并将其切削部分的宽度修整成15～20mm。

图7-9 弹性套

4）粗、精磨削时，使用往复进给加工，最后精磨时，背吃刀量控制在0.01mm左右，并空程进给数次。如磨削时发现内孔有锥度，用手动床鞍快速进给来修整。

磨削时应注意，磨具由尾座向主轴箱方向进给时，应该进给背吃刀量。但回程时，一般不应该切削，特别是精磨时更应注意。

5）磨削时，应加注切削液，防止产生热变形和烧伤工件表面，切削液选用以冷却为主的乳化液。

6）磨削时为保证安全，防止砂轮碰伤到孔底端面，应在车床导轨上装一定位挡铁，同时把车床安全离合器的弹簧压力调节得小些，以便使进给机构自动停止进给。