平面磨削加工方法的特点和磨削用量选择

按照平面磨床和工作台的结构特点和配置形式,可将平面磨床分为五种类型,即卧轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴矩台平面磨床、立轴圆台平面磨床及双端面磨床等。

01平面磨床的类型简介

(1)卧轴矩台平面磨床
砂轮的主轴轴线与工作台台面平行,工件安装在矩形电磁吸盘上,并随工作台作纵向往复直线运动。砂轮在高速旋转的同时作间歇的横向移动,在工件表面磨去一层后,砂轮反向移动,同时作一次垂向进给,直至将工件磨削到所需的尺寸。
(2)卧轴圆台平面磨床
砂轮的主轴是卧式的,工作台是圆形电磁吸盘,用砂轮的圆周面磨削平面。磨削时,圆形电磁吸盘将工件吸在一起作单向匀速旋转,砂轮除高速旋转外,还在圆台外缘和中心之间作往复运动,以完成磨削进给,每往复一次或每次换向后,砂轮向工件垂直进给,直至将工件磨削到所需要的尺寸。由于工作台是连续旋转的,所以磨削效率高,但不能磨削台阶面等复杂的平面。
(3)立轴柜台平面磨床
砂轮的主轴与工作台垂直,工作台是矩形电磁吸盘,用砂轮的端面磨削平面。这类磨床只能磨简单的平面零件。由于砂轮的直径大于工作台的宽度,砂轮不需要作横向进给运动,故磨削效率较高。
(4)立轴圆台平面磨床
砂轮的主轴与工作台垂直,工作台是圆形电磁吸盘,用砂轮的端面磨削平面。磨削时,圆工作台匀速旋转,砂轮除作高速旋转外,定时作垂向进给。
(5)双端面磨床
该磨床能同时磨削工件两个平行面,磨削时工件可连续送料,常用于自动生产线等场合。

02平面磨削的形式

以砂轮工作表面的不同,平面磨削可分为周边磨削、端面磨削以及周边一端面磨削三种方式。
(1)周边磨削:又称圆周磨削,是用砂轮的圆周面进行磨削。卧轴的平面磨床属于这种形式。
(2)端面磨削:用砂轮的端面进行磨削。立轴的平面磨床均属于这种形式。
(3)周边一端面磨削:同时用砂轮的圆周面和端面进行磨削。磨削台阶面时,若台阶不深,可在卧轴矩台平面磨床上,用砂轮进行周边一端面磨削。

二、平面磨削的特点

平面磨削的形式不同,其特点也各不相同。

1、周边磨削的特点
能减少工件受热所产生的变形,有利于提高工件的磨削精度。适用于精磨各种工件的平面,平面度误差能控制在0.01~0.02mm/1000mm,表面粗糙度可达Ra0.8~0.2μm。但由于不磨削时要用间断的横向进给来完成工件表面的磨削,所以生产效率低。
2、端面磨削的特点
弯曲变形小,刚性好,可选用较大的磨削用量。上产效率高。工件容易产生热变形和烧伤。只适用于磨削精度不高且形状简单的工件。为改善端面磨削加工的质量,可采用以下措施:
①选用粒度较粗、硬度较软的树脂结合剂砂轮。
②磨削时供应充分的切削液。
③采用镶块砂轮磨削。
④将砂轮端面修成内锥心,使砂轮与工件成线接触或调整磨头倾斜一微小的角度,减少砂轮与工件的接触,改善散热条件。
3、周边一端面磨削的特点:磨削用量不宜过大。

三、平面磨削的方法

01横向磨削法

横向磨削在磨削时,当工作台纵向行程终了时,砂轮主轴或工作台作一次横向进给,这时砂轮所磨削的金属层厚度就是实际背吃刀量,待工件上第一层金属磨去后,砂轮重新作垂向进给,磨头换向继续作横向进给,磨去工件第二层金属余量,如此往复多次磨削,直至切除全部余量为止。

横向磨削法适用于磨削长而宽的平面,因其磨削接触面积小,排屑、冷却条件好,因此砂轮不易堵塞,磨削热较小,工件变形小,容易保证工件的加工质量,但生产效率较低,砂轮磨损不均匀,磨削时须注意磨削用量和砂轮的选择。

02深度磨削法

磨削时砂轮只作两次垂直进给。第一次垂直进给量等于粗磨的全部余量,当工作台纵向行程终了时,将砂轮或工件沿砂轮轴线方向移动3/4~4/5的砂轮宽度,直至切除工件全部粗磨余量;第二次垂直进给量等于精磨余量,其磨削过程与横向磨削法相同。

也可采用切入磨削法,磨削时,砂轮先作垂向进给,横向不进给,在磨去全部余量后,砂轮垂直退刀,并横向移动4/5的砂轮宽度,然后再作垂向进给,先分段磨削粗磨,最后用横向法精磨。

深度磨削法的特点是生产效率高,适用于批量生产或大面积磨削。磨削时须注意工件装夹闹固,且供应充足的切削液冷却。

03台阶磨削法

它是根据工件磨削余量的大小,将砂轮修整成阶梯形,使其在一次垂直进给中采用较小的横向进给量把整个表面余量全部磨去。

用台阶磨削法加工时,由于磨削用量较大,为了保证工件质量和提高砂轮的使用寿命,横向进给应缓慢一些。台阶磨削法生产效率较高,但修整砂轮比较麻烦,且机床须具有较高的刚度,所以在应用上受到一定的限制。

四、平面磨削砂轮及磨削用量的选择

01平面磨削砂轮的选择

当用砂轮的圆周磨削时,一般选用陶瓷结合剂的平行砂轮,粒度为F36~F60,硬度在H~L之间。

当用砂轮的端面磨削时,由于接触面积大,排屑困难,容易发热,所以大多数采用树脂结合剂的筒形或镶块砂轮,粒度为F20~F36,硬度在J~L之间。

02磨削用量的选择

(1)砂轮的速度
(2)工作台纵向进给量:工作台为矩形时,纵向进给量选1~12m/min。
(3)砂轮垂直进给量:其大小是依据横向进给量的大小来确定。

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