基本介紹
- 中文名：磨削
- 外文名：grinding
- 讀音：mó xuē
- 屬性：加工方法
簡介,原理,類型,外圓磨削,內圓磨削,平面磨削,無心磨削,加工特點,加工工藝,磨床,加工範圍,發展歷程,磨床分類,安全防護,日常保養,砂輪,砂輪分類,砂輪使用安全,安裝過程,使用過程,更換過程,其它,
簡介
磨削加工，在機械加工隸屬於精加工（機械加工分粗加工，精加工，熱處理等加工方式），加工量少、精度高。在機械製造行業中套用比較廣泛，經熱處理淬火的碳素工具鋼和滲碳淬火鋼零件，在磨削時與磨削方向基本垂直的表面常常出現大量的較規則排列的裂紋--磨削裂紋，它不但影響零件的外觀，更重要的還會直接影響零件質量。
金剛石磨具
金剛石磨具原理
利用高速旋轉的砂輪等磨具加工工件表面的切削加工。磨削用於加工各種工件的內外圓柱面、圓錐面和平面,以及螺紋、齒輪和花鍵等特殊、複雜的成形表面。由於磨粒的硬度很高,磨具具有自銳性,磨削可以用於加工各種材料，包括淬硬鋼、高強度合金鋼、硬質合金、玻璃、陶瓷和大理石等高硬度金屬和非金屬材料。磨削速度是指砂輪線速度,一般為30～35米/秒,超過45米/秒時稱為高速磨削。磨削通常用於半精加工和精加工,精度可達IT8～5甚至更高，表面粗糙度一般磨削為Ra1.25～0.16微米，精密磨削為Ra0.16～0.04微米，超精密磨削為Ra0.04～0.01微米,鏡面磨削可達Ra0.01微米以下。磨削的比功率（或稱比能耗，即切除單位體積工件材料所消耗的能量）比一般切削大，金屬切除率比一般切削小，故在磨削之前工件通常都先經過其他切削方法去除大部分加工餘量，僅留0.1～1毫米或更小的磨削餘量。隨著緩進給磨削、高速磨削等高效率磨削的發展，已能從毛坯直接把零件磨削成形。也有用磨削作為荒加工的，如磨除鑄件的澆冒口、鍛件的飛邊和鋼錠的外皮等。
磨削
磨削類型
外圓磨削
主要在外圓磨床上進行，用以磨削軸類工件的外圓柱、外圓錐和軸肩端面。磨削時，工件低速旋轉，如果工件同時作縱嚮往復移動並在縱向移動的每次單行程或雙行程後砂輪相對工件作橫向進給，稱為縱向磨削法（圖1）。如果砂輪寬度大於被磨削表面的長度,則工件在磨削過程中不作縱向移動,而是砂輪相對工件連續進行橫向進給，稱為切入磨削法。一般切入磨削法效率高於縱向磨削法。如果將砂輪修整成成形面，切入磨削法可加工成形的外表面。
磨削工具機
磨削工具機內圓磨削
主要用於在內圓磨床、萬能外圓磨床和坐標磨床上磨削工件的圓柱孔（圖2）、圓錐孔和孔端面。一般採用縱向磨削法。磨削成形內表面時，可採用切入磨削法。在坐標磨床上磨削內孔時，工件固定在工作檯上，砂輪除作高速旋轉外，還繞所磨孔的中心線作行星運動。內圓磨削時,由於砂輪直徑小,磨削速度常常低於30米/秒。
平面磨削
主要用於在平面磨床上磨削平面、溝槽等。平面磨削有兩種：用砂輪外圓表面磨削的稱為周邊磨削(圖3)，一般使用臥軸平面磨床,如用成形砂輪也可加工各種成形面；用砂輪端面磨削的稱為端面磨削，一般使用立軸平面磨床。
無心磨削
一般在無心磨床上進行，用以磨削工件外圓。磨削時，工件不用頂尖定心和支承，而是放在砂輪與導輪之間，由其下方的托板支承，並由導輪帶動旋轉。當導輪軸線與砂輪軸線調整成斜交1°～6°時，工件能邊旋轉邊自動沿軸向作縱向進給運動，這稱為貫穿磨削（圖4）。貫穿磨削只能用於磨削外圓柱面。採用切入式無心磨削時，須把導輪軸線與砂輪軸線調整成互相平行，使工件支承在托板上不作軸向移動，砂輪相對導輪連續作橫向進給。切入式無心磨削可加工成形面。無心磨削也可用於內圓磨削，加工時工件外圓支承在滾輪或支承塊上定心，並用偏心電磁吸力環帶動工件旋轉，砂輪伸入孔內進行磨削，此時外圓作為定位基準，可保證內圓與外圓同心。無心內圓磨削常用於在軸承環專用磨床上磨削軸承環內溝道。
磨削打磨具
磨削打磨具加工特點
磨削與其他切削加工方式，如車削、銑削、刨削等比較，具有以下特點：
（1）磨削速度很高，每秒可達 30m～50m；磨削溫度較高，可達1000℃～1500℃；磨削過程歷時很短，只有萬分之一秒左右。
（2）磨削加工可以獲得較高的加工精度和很小的表面粗糙度值。
（4）磨削時的切削深度很小，在一次行程中所能切除的金屬層很薄。
（5）當磨削加工時，從砂輪上飛出大量細的磨屑，而從工件上飛濺出大量的金屬屑。磨屑和金屬屑都會使操作者的眼部遭受危害，塵未吸入肺部也會對身體有害。
（6）由於砂輪質量不良、保管不善、規格型號選擇不當、安裝出現偏心，或給進速度過大等原因，磨削時可能造成砂輪的碎裂，從而導致工人遭受嚴重的傷害。
（7）在靠近轉動的砂輪進行手工操作時，如磨工具、清潔工件或砂輪修正方法不正確時，工人的手可能碰到砂輪或磨床的其他運動部件而受到傷害。
（8）磨削加工時產生的噪音最高可達 110dB以上，如不採取降低噪聲措施，也會影響健康。
加工工藝
磨削是指用磨料，磨具切除工件上多餘材料的加工方法，根據工藝目的和要求不同，磨削加工工藝方法有多種形式，為了適應發展需要，磨削技術朝著精密，低粗糙度，高效，高速和自動磨削方向發展。磨削加工方法的形式很多，生產中主要是指用砂輪進行磨削，為了便於使用和管理，通常根據磨床產品的磨削加工形式及其加工對象，將磨削加工方法劃為四種方式：
1.按磨削精度分 粗磨,半精磨,精磨,鏡面磨削,超精加工.
2.按進給形式分 切入磨削,縱向磨削,緩進給磨削,無進給磨削,定壓研磨,定量研磨.
3.按磨削形式分 砂帶磨削,無心磨削,端面磨削,周邊磨削,寬砂輪磨削,成型磨削,仿形磨削,振盪磨削,高速磨削,強力磨削,恆壓力磨削,手動磨削,乾磨削,濕磨削,研磨,珩磨等.
4.按加工表面分 外圓磨削,內圓磨削,平面磨削和刃磨(齒輪磨削和螺紋磨削)
除此之外,還有多種區分方法,如按磨削中使用的磨削工具的類型分為:固結磨粒磨具的磨削加工方法和游離磨粒的磨削加工方法.固結磨粒磨具的磨削加工方法主要包括砂輪磨削,珩磨,砂帶磨削,電解磨削等;游離磨粒磨削的加工方法主要包括研磨,拋光,噴射加工,磨料流動加工,振動加工等.按砂輪線速度Vs的高低分為:普通磨削Vs<45m/s,高速磨削45m/s<=Vs<150m/s和超高速磨削>=150m/s.按採用的新技術情況分為:磁性研磨,電化學拋光等。
磨床
磨床是利用磨具對工件表面進行磨削加工的工具機。
加工範圍
磨床能加工硬度較高的材料，如淬硬鋼、硬質合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花崗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能進行高效率的磨削，如強力磨削等。
發展歷程
十八世紀30年代，為了適應鐘表、腳踏車、縫紉機和槍械等零件淬硬後的加工，英國、德國和美國分別研製出使用天然磨料砂輪的磨床。這些磨床是在當時現成的工具機如車床、刨床等上面加裝磨頭改制而成的，它們結構簡單，剛度低，磨削時易產生振動，要求操作工人要有很高的技藝才能磨出精密的工件。
內圓磨床
內圓磨床1876年在巴黎博覽會展出的美國布朗-夏普公司製造的萬能外圓磨床，是首次具有現代磨床基本特徵的機械。它的工件頭架和尾座安裝在往復移動的工作檯上，箱形床身提高了工具機剛度，並帶有內圓磨削附屬檔案。1883年，這家公司製成磨頭裝在立柱上、工作檯作往復移動的平面磨床。
1900年前後，人造磨料的發展和液壓傳動的套用，對磨床的發展有很大的推動作用。隨著近代工業特別是汽車工業的發展，各種不同類型的磨床相繼問世。例如20世紀初，先後研製出加工氣缸體的行星內圓磨床、曲軸磨床、凸輪軸磨床和帶電磁吸盤的活塞環磨床等。
自動測量裝置於1908年開始套用到磨床上。到了1920年前後，無心磨床、雙端面磨床、軋輥磨床、導軌磨床，珩磨機和超精加工工具機等相繼製成使用；50年代又出現了可作鏡面磨削的高精度外圓磨床；60年代末又出現了砂輪線速度達60～80米/秒的高速磨床和大切深、緩進給磨削平面磨床；70年代，採用微處理機的數字控制和適應控制等技術在磨床上得到了廣泛的套用。
磨床分類
隨著高精度、高硬度機械零件數量的增加，以及精密鑄造和精密鍛造工藝的發展，磨床的性能、品種和產量都在不斷的提高和增長。(1)外圓磨床：是普通型的基型系列，主要用於磨削圓柱形和圓錐形外表面的磨床。
平面磨床
平面磨床(2)內圓磨床：是普通型的基型系列，主要用於磨削圓柱形和圓錐形內表面的磨床。
(3)坐標磨床：具有精密坐標定位裝置的內圓磨床。
(4)無心磨床：工件採用無心夾持，一般支承在導輪和托架之間，由導輪驅動工件旋轉，主要用於磨削圓柱形表面的磨床。
(5)平面磨床：主要用於磨削工件平面的磨床。
(6)砂帶磨床：用快速運動的砂帶進行磨削的磨床。
(7)珩磨機：用於珩磨工件各種表面的磨床。(8)研磨機：用於研磨工件平面或圓柱形內，外表面的磨床。
坐標磨床
坐標磨床(9)導軌磨床：主要用於磨削工具機導軌面的磨床。
(10)工具磨床：用於磨削工具的磨床。
(11)多用磨床：用於磨削圓柱、圓錐形內、外表面或平面，並能用隨動裝置及附屬檔案磨削多種工件的磨床。
外圓磨床安全防護
磨削加工套用較為廣泛，是機器零件精密加工的主要方法之一。但是，由於磨床砂輪的轉速很高，砂輪又比較硬、脆、經不起較重的撞擊，偶然的操作不當，撞碎砂輪會造成非常嚴重的後果。因此，磨削加工的安全技術工作顯得特別重要，必須採取可靠的安全防護裝置，操作要精神集中，保證萬無一失。此外，磨削時砂輪的工件上飛濺出的微細砂屑及金屬屑，會傷害工人的眼睛，工人若大量地吸入這種塵末則對身體有害，也應採取適當的防護措施。磨削加工時應注意如下的一些安全技術問題。1.開車前應認真地對工具機進行全面檢查，包括對操縱機構、電氣設備及磁力吸盤等卡具的檢查。檢查後再經潤滑，潤滑後進行試車，確認一切良好，方可使用。
使用安全
使用安全2.裝卡工件時要注意卡正、卡緊，在磨削過程中工件鬆脫會造成工件飛出傷人或撞碎砂輪等嚴重後果。開始工作時，套用手調方式，使砂輪慢些與工件靠近，開始進給量要小，不許用力過猛，防止碰撞砂輪。需要用擋鐵控制工作檯往復運動時，要根據工件磨削長度，準確調好，將擋鐵緊牢。
3.更換砂輪時，必須先進行外觀檢查，是否有外傷，再用木錘或木棒敲擊，要求聲音清脆確無裂紋。安裝砂輪時必須按規定的方法和要求裝配，靜平衡調試後進行安裝，試車，一切正常後，方可使用。
4.工人在工作中要戴好防護眼鏡，修整砂輪時要平衡地進行，防止撞擊。測量工件、調整或擦拭工具機都要在停機後進行。用磁力吸盤時，要將盤面、工件擦淨、靠緊、吸牢，必要時可加擋鐵，防止工件移位或飛出。要注意裝好砂輪防護罩或工具機擋板，站位要側過高速旋轉砂輪的正面。
日常保養
磨床要有專人負責保養和使用，定期檢修，確保工具機處於良好狀態。
1、作業完畢，機件各處，尤其是滑動部位，應擦試乾淨後上油。
3、必要之部位，上防鏽。
使用以上磨床保養注意事項
1、研磨前，請校正砂輪平衡。
2、必須依工物材質、硬度慎選砂輪。
3、主軸端與砂輪凸緣應塗薄油膜以防生鏽。
4、請注意主軸旋轉方向。
5、禁止使用空氣槍清潔工作物及機器。
6、請注意鋼索是否鬆動，確實調整。
7、請注意油窗油路是否順暢。
8、油槽內請用Mobil#1405，每3-6個月換一次。(初期宜1-2個月換油一次)
9、油量調整螺絲調整至適當，是減少，是增加。
10、吸塵箱，過濾鋼，請每周清潔一次。
11、吸力弱時請檢查吸塵管是否有粉屑堵塞。
12、必須保持吸塵管道清潔，否則會引起燃燒。
砂輪
砂輪分類
砂輪磨具用量最大、使用面最廣一種，使用時高速旋轉，可對金屬或非金屬工件外圓、內圓、平面各種型面等進行粗磨、半精磨精磨以及開槽切斷等。
砂輪種類繁多。
1.按所用磨料可分為普通磨料（剛玉、碳化矽等）砂輪天然磨料超硬磨料（金剛石、立方氮化硼等）砂輪；
2.按形狀可分為平形砂輪、斜邊砂輪、筒形砂輪、杯形砂輪、碟形砂輪等；
3.按結合劑可分為陶瓷砂輪、樹脂砂輪、橡膠砂輪、金屬砂輪等。砂輪特性參數主要有磨料、粘度、硬度、結合劑、形狀、尺寸等。
由於砂輪通常高速下工作，因而使用前應進行迴轉試驗（保證砂輪最高工作轉速下，不會破裂）靜平衡試驗（防止工作時引起工具機振動）。砂輪工作一段時間後，應進行修整以恢復磨削性能正確幾何形狀。
砂輪使用安全
安裝過程
安裝時首先要對砂輪的安全質量進行檢測,方法,用尼絨錘(也可以用筆)輕敲砂輪側面,音響清脆則沒問題。
（1）定位問題
砂輪機安裝在什麼位置，是我們安裝過程中首先要考慮的問題，只有選定了合理又合適的位置，我們才能進行其它的工作。砂輪機禁止安裝在正對著附近設備及操作人員或經常有人過往的地方，一般較大的車間應設定專用的砂輪機房。如果確因廠房地形的限制不能設定專用的砂輪機房，應在砂輪機正面裝設不低於1.8m高度的防護檔板，並且檔板要求牢固有效。
（2）平衡問題
砂輪的不平衡主要是由砂輪的製造和安裝不準確，使砂輪重心與迴轉軸不重合而引起的。不平衡造成的危害主要表現在兩個方面，一方面在砂輪高速旋轉時，引起振動，易造成工件表面產生多角形振痕；另一方面，不平衡加速了主軸的振動和軸承的磨損，嚴重時會造成砂輪的破裂，甚至造成事故。因此，要求直很大大於或等於200mm的砂辦公樓裝上卡盤後應先進行靜平衡，砂輪在經過整形修整後或在工作中發現不平衡時，應重複進行靜平衡。
（3）匹配問題
匹配問題主要是指卡盤與砂輪的安裝配套問題。按標準要求，砂輪卡盤直徑不得小於被安裝砂辦公樓直徑的1/3，且相應規定砂輪磨損到直徑比卡盤直徑大10mm時應更換新砂輪。這樣就存在一個卡盤和砂輪的匹配問題，否則會出現這樣的情況，“大馬拉小車”造成設備和材料的浪費；“小馬拉大車”又不符合安全要求，易造成人身事故。因此，卡盤與砂輪的合理匹配，一方面可以節約設備，切約材料；另一方面又符合安全操作要求。此外，在砂輪與卡盤之間還應加裝直徑大於卡盤直徑2mm，厚度為1mm~2mm的軟墊。
（4）防護問題
防護罩是砂輪機最主要的防護裝置，其作用是：當砂輪在工作中因故破壞時，能夠有效地罩住砂輪碎片，保證人員的安全。砂輪防護罩的形狀有圓形和方形兩種，其最大開口角度不允許超過90°；防護罩的材料為抗拉強度不低於415N/mm2的鋼。更換新砂輪時，防護罩的安裝要牢固可靠，並且防護罩不得隨意拆卸或丟棄不用。
擋悄屏板是砂輪機的主要防護附屬檔案之一，防護罩在主軸水平面以上開口大於等於30(時必須設此裝置。它的主要功能是用來遮擋磨削過程中的飛悄，以免傷及操作人員。它安裝於防護罩開口正端，寬度應大於砂輪防護罩寬度，並且應牢固地固定在防護罩上。此外，要求砂輪圓周表面與檔板的間隙應小於6mm。
（5）托架問題
托架是砂輪機常用的附屬檔案之一，按規定砂輪直徑在150mm以上的砂輪機必須設定可調托架。砂輪與托架之間的距離應小於被磨工件最小外形盡寸的1/2，但最大不應超過3mm。
（6）接地問題
砂輪機使用動力線，因此設備的外殼必須有良好的接地保護裝置。這也是易造成事故的重要因素之一。
使用過程
（1）側面磨削問題
在砂輪機的日常使用中，我們常常可以發現有的操作者不分砂輪機的種類、不分砂輪的種類，隨意地就使用砂輪的側面進行磨削，這是嚴重違反安全操作規程的違章操作行為。按規程用圓周表面做工作面的砂輪不宜使用側面進行磨削，這種砂輪的徑向強度較大，軸向強度很小，操作者用力過大時會造成砂輪破碎，甚至傷人，在實際的使用過程中應禁止這種行為。
（2）正面操作問題
在日常的使用中，許多操作者總習慣正對著砂輪進行操作，原因是這個方向上能用上勁，其實這種行為是砂輪機操作中應特別禁止的行為。按操作規程，使用砂輪機磨削工件時，操作者應站在砂輪的側面，不得在砂輪的正面進行操作，以免砂輪出故障時，砂輪飛出或砂輪破碎飛出傷人。
（3）用力操作問題
在砂輪機的使用時，有些操作者，尤其是年青的操作者，為求磨削的速度快，用力過大過猛，這是一種極不安全的操作行為。任何砂輪的平身都有一定的強度，這樣做很可能會造成砂輪的破碎，甚至是飛出傷人，也是一種應禁止的行為。
（4）共同操作問題
在實際的日常操作中，也有這樣的情況發生，有人為趕生產任務、搶工作時間，兩人共用一台砂輪機同時操作，這是一種嚴重的違章操作行為，應嚴格禁止。一台砂輪機不夠用的時候，可以採用添加砂輪機的辦法解決，絕對不允許同時共用一台砂輪機。
更換過程
（1）磨損問題
任何砂輪都有它的一定的使用磨損要求，磨損情況達到一定的程度就必須重新更換新的砂輪。不能為了節約材料，就超磨損要求使用，這是一種極不安全的違章行為。一般規定，當砂輪磨損到直徑比卡盤直徑大10mm時就應更換新砂輪。
（2）有效期問題
從庫房領出的新砂輪不一定是合格的砂輪，甚至從廠家買進的新砂輪也不一定是合格的砂輪。任何砂輪都有它一定的有效期限，在有效期限內使用，它是合格砂輪；超過有效期使用，就不一定是合格的砂輪。規程規定“砂輪應在有效期內使用，樹脂和橡膠結合劑砂輪存貯一年後必須經迴轉試驗，合格者方可使用”。
（3）質地問題
在使用過程中，如果發現砂輪局部出現裂紋，應立即停止使用，重新更換新的砂輪，以免造成砂輪破碎傷人事故。
其它
（1）環境問題
砂輪機一般應設定專用砂輪機房，且嚴禁在砂輪機房或砂輪機附近堆放易燃易爆的物品，以免發生火災或爆炸事故，也不應在砂輪機附近亂放其它零件或物品。
（2）管理問題
砂輪機應有專人負責，凡非本單位人員欲在砂輪機上磨削物件時，需經專職負責人許可，並且嚴格遵守安全操作規程，嚴禁未經負責人員同意，外人私自亂用砂輪機。此外，砂輪的更換亦應由專人負責，禁止他人私自更換、安裝砂輪。
（3）關車問題
操作人員停止工作後，應立即關車。禁止砂輪機在無人使用、無人管理的情況下空轉。此外，使用後應保持中短波輪機的清潔。
