6.2.3 外圆表面的磨削加工

    (齿轮, 齿轮箱, 汽车齿轮, gears, gearboxes 1)外圆表面磨削的工艺范围

    用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削。磨削加工是一种多刀多刃的高速切削方法，它使用于零件精加工和硬表面的加工。

    磨削的工艺范围很广，可以划分为粗磨、精磨、细磨及镜面磨。各种磨削方案所能达到的经济加工精度和表面粗糙度值见表 1.1。

    磨削加工采用的磨具（或磨料）具有颗粒小，硬度高，耐热性好等特点，因此可以加工较硬的金属材料和非金属材料，如淬硬钢、硬质合金道具、陶瓷等；加工过程中同时参与切削运动的颗粒多，能切除极薄极细的切屑，因而加工精度高，表面粗糙度值小。磨削加工作为一种精加工方法，在生产中得到广泛的应用。目前，由于强力磨削的发展，也可直接将毛坯磨削到所需要的尺寸和精度，从而获得了较高的生产率。

    (2)外圆表面磨削的常用方法

    齿轮, 齿轮箱, 汽车齿轮, gears, gearboxes 1)纵磨法

    如图 6.1a，砂轮高速旋转起切削作用，工件旋转作圆周进给运动，并和工作台一起作纵向往复直线进给运动。工作台每往复一次，砂轮沿磨削深度方向完成一次横向进给，每次进给（吃刀深度）都很小，全部磨削余量是在多次往复行程中完成的。当工件磨削接近最终尺寸时（尚有余量0.005-0.01mm），应无横向进给光磨几次，直到火花消失为止。纵磨法加工精度和表面质量较高，适应性强，用同一砂轮可磨削直径和长度不同的工件，但生产率低。在单件、小批量生产及精磨中应用广泛，特别适用于磨削细长轴等刚性差的工件。

图 6.1外圆磨床的磨削方法

    2)横磨法（切入法）

    如图 6.1b，磨削时，工件不作纵向往复运动，砂轮以缓慢的速度连续或间断地向工件作横向进给运动，直到磨去全部余量。横磨时，工件与砂轮的接触面积大，磨削力大，发热量大而集中，所以易发生工件变形、烧刀和退火。横磨法生产效率高，适用于成批或大量生产中，磨削长度短、刚性好、精度低的外圆表面及两侧都有台肩的轴径。若将砂轮修整成型，也可直接磨削成型面。

    3)综合磨法

    如图 6.1c，先用横磨法将工件分段进行粗磨，相邻之间有5-15mm搭接，每段上留有0.01-0.03mm的精磨余量，精磨时采用纵磨法。这种磨削方法综合了纵磨和横磨的优点，适用于磨削余量较大（余量0.7-0.6mm）的工件。

    4)深磨法

    磨削时采用较小的纵向进给量（ 1-2mm/r）和较大的吃刀深度（0.2-0.6mm）在一次走刀中磨去全部余量。为避免切削负荷集中和砂轮外圆棱角迅速磨钝，应将砂轮修整成锥形或台阶形，外径小的台阶起粗磨作用，可修粗些；外径大的起精磨作用，修细些。深磨法可获得较高的精度和生产率，表面粗糙度值较小，适用于大批量生产中，加工刚性好的短轴。

    (3)外圆表面的无心磨削

    在无心磨床磨削工件外圆时，工件不用顶尖来定心和支撑，而是直接将工件放在砂轮和导轮（用橡胶结合剂作的粒度较粗的砂轮）之间，由托板支撑，工件被磨削的外圆面作定位面，见图 6.2a。无心外圆磨床有两种磨削方式。

    齿轮, 齿轮箱, 汽车齿轮, gears, gearboxes 1)贯穿磨削法（纵磨法）

    如图 6.2b，磨削时将工件从机床前面放到托板上，推入磨削区，由于导轮轴线在垂直平面内倾斜α角（α=1 o -6 o ）,导轮与工件接触处的线速度v 导 可以分解成水平和垂直两个方向得分速度v 导水平 和v 导垂直 ，v 导垂直 控制工件的圆周进给运动，v 导水平 使工件作纵向进给。所以工件进入磨削区后，便既作旋转运动，又作轴向移动，穿过磨削区，工件就磨削完毕。α角增大，生产率高，但表面粗糙度随之增大；反之，情况相反。为保证导轮与工件呈线接触状态，需将导论形状修整成回转双面曲形。这种磨削方法不适用带台阶的圆柱形工件。

    2)切入磨削法（横磨法）

    先将工件放在托板和导轮之间，然后由工件（连同导轮）或磨削砂轮横向切入进给，磨削工件表面。这时导轮的中心线仅倾斜很小角度（约 30'）,以便对工件产生一微小的轴向推力，使它靠住挡板，得到可靠的轴向定位，见图6.2c。切如磨法适用于磨削有阶梯或成形回转表面的工件，但磨削表面长度不能大于磨削砂轮宽度。

图 6.2 无心外圆磨削的加工示意图

    在磨床上磨削外圆表面时，应采用充足的切削液，一般磨钢件多用苏打水或乳化液；铝件采用加少量矿物油的煤油；铸铁、青铜件一般不用切削液，而用吸尘器清除尘屑。