磨工工藝在機械制造中的應用研究

馬曉玲

煙臺工程職業技術學院，山東煙臺 264006

1 磨削加工的特點

磨削加工是使用由許多細小棱形多角且極硬的磨粒粘貼起來的砂輪作為切削工具的。磨削加工的特點主要如下：

1）適應材料范圍廣。這種方法不但可以用來加工軟材料如有色金屬、鑄鐵等，還可以加工某些硬度很高的材料如硬質合金、淬硬鋼件等；2）表面粗糙度極低而且精度很高。磨削加工的產品的尺寸精度和預期精度誤差可以達到1微米以內；3）砂輪具有很高的角速度；4）可以精加工各種表面，在一次行程中可以將攻擊表面極薄的金屬層切除掉；5）砂輪上磨鈍的磨粒會自動脫離或者崩碎，即常說的自銳作用，能夠保持砂輪良好的性能。

2 主要的幾種磨工工藝

2.1 外圓磨削

外圓磨削是磨工中最基本的工作內容：在普通外圓磨床上磨削軸、套筒或者其他類型的零件外圓柱面以及階臺的斷面。這種工藝不但能加工淬火的黑色金屬，也能加工不淬火的黑色、有色金屬零件。外圓磨削中經常會出現廢品，其影響因素也是各方面的，下表列舉了常見一些缺陷及原因。

表現 原因1 工件表面有直波形振痕 砂輪不平衡、工件振動、砂輪鈍化或塞實2 工件表面有螺旋形痕跡 砂輪未調整好、工作臺有漂浮、砂輪架剛性不足3 工件表面燒傷 砂輪過硬、切削液不足、砂輪鈍化或塞實4 端面垂直度超差 砂輪軸線與中心線不平行5 圓度超差 砂輪主軸的間隙過大

2.2 內圓磨削

內圓磨削是用來精加工內孔的，可以用來加工淬硬工件以及零件上的通孔、不通孔、端面等，在機械加工有著廣泛的應用。內圓磨削的3種主要形式為：中心內圓磨削、行星式內圓磨削、無心內圓磨削。與外圓磨削相比，內圓磨削主要特點為：砂輪直徑較小磨削速度較低，磨削表面的粗糙度難以降低；砂輪與工件的接觸面較大導致磨粒容易發鈍，工件也容易發熱燒傷；內圓磨削的磨屑難以排除與切削液混合起來造成砂輪塞實而影響性能；砂輪的長軸在磨削力作用下會產生彎曲變形從而影響加工的精度。內圓磨削中也會產生很多缺陷，具體列舉在下表：

表現 原因1 表面粗糙度大 砂輪轉速低、修整的太細2 工件表面燒傷 砂輪直徑過大、轉速過低、散熱條件差3 喇叭口 接長軸剛性差、砂輪超越孔口過長4 錐形孔 頭架未調整好、砂輪磨損不均勻5 內孔圓度差 工件回轉不平衡、頭架軸承間隙大6 表面有螺旋形痕跡 工作臺有移動、磨頭軸向位移過大7 端面跳動量大 砂輪硬度布均勻、時間不夠

2.3 平面磨削

平面磨削是指在各種平面磨床上進行的磨削。平面磨床根據結構的不同又可以細致劃分為矩臺臥軸平面磨床、圓臺立軸平面磨床、圓臺臥軸平面磨床、矩臺立軸平面磨床。根據砂輪工作表面的不同這4種不同類型的磨床在磨削時又可以分為圓周磨削和端面磨削。平面磨削中出現的各種問題也是由多種因素形成的，常見表現及原因如下：

表現 原因1 平面呈現中凹形 進給量過大、冷卻不充分2 側面呈現喇叭口 砂輪磨鈍、主軸軸承間隙過大3 線性劃傷 冷卻液太少、表面排屑不良4 表面走刀痕跡 砂輪母線未定好

2.4 圓錐面磨削

圓錐面具有很多優點：配合緊密，裝卸方便，能自動對準中心，當圓錐角較小時能傳遞很大的扭矩等，因此在機床工具中圓錐面的應用十分廣泛。圓錐面磨削時錐度也有著嚴格的要求，磨削精度則是以接觸面的大小來確定。圓錐面磨削方法分為外圓錐面磨削和內圓錐面磨削。根據錐度大小的不同，外圓錐面磨削又分為轉動工作臺磨削、轉動頭架磨削、轉動砂輪架磨削；內圓錐面磨削可分為轉動頭架磨削、轉動工作臺磨削。圓錐面磨削時，除了產生之前某些同樣的問題還會產生圓錐面特有的一些質量問題，這些問題主要由錐度、圓度、母線等產生，具體體現和原因如下：

體現 原因1 錐度不準確 砂輪鈍化、檢驗不準確、機床局部熱變形2 母線不直 砂輪旋轉軸線不等高、中心架與工件接觸不好3 圓度不好 砂輪鈍化或者塞實、頭架主軸軸承間隙過大

2.5 其他磨工工藝

除了上述的幾種工藝外還有許多其他工藝，如低粗糙度磨削、高度磨削、強力磨削、控制力磨削、特種材料磨削等。低粗糙度磨削主要特點為微刃刻劃切削作用、微刃的等高性、微刃的摩擦拋光作用；高速磨削能提高生產率、砂輪的耐用度、加工精度以及降低表面粗糙度，但前提是需要增大電機功率；強力磨削同樣有著高效率，而且砂輪耐用度高、不易產生振動；控制力磨削以其簡單的結構能可靠地達到規定的精度和表面粗糙度。這些工藝自身特點都非常明顯，而且在實際中的運用也越來越廣泛。

3 結論

對磨工工藝需要注重理論與實踐的聯系，在機械制造中，各項加工內容雖然不一樣，但是其技術要點是基本相同的：都要從形狀精度、表面質量、尺寸精度、位置精度這些方面來考慮。當生成的工件出現了問題就要聯系理論知識加以檢查找出問題的所在。

[1]鄧俊杰.軸承零件磨工工藝，1985.

[2]石偉.軸承磨工工藝學之我見，2010.