磨工工艺在机械制造中的应用探讨

　　[摘 要]磨工工艺是指磨削加工工艺，主要指利用砂轮在磨床上对工件进行加工，使工件在精度、形状等方面达到使用要求，保障机械制作效率。磨工工艺主要包括外圆磨削、内圆磨削、平面磨削等。本文主要分析了机械操作过程中各项操作工艺的发展特点，分析了各种磨工工艺的特点和应用，提出了应用技术的使用，期望能够推动机械制造水平的提升。
　　中图分类号：C61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0274-01
　　一、磨工工艺概述
　　磨工工艺即磨削加工工艺。磨削是指使用磨具、磨料将工件上多余的部分除去，使工件的表面质量达到使用要求的一种方法。磨削加工是一种应用十分广泛的切削加工方法，是精加工的一种，虽然加工量少，但加工精度高。磨削加工具有以下几种特点：①适用范围广。磨削加工能够用于有色金属、铸铁等软材料的加工，还可以用于硬质合金、刚健等硬度较高的材料的加工。②精度极高。磨削加工的产品的尺寸精度可达到1微米以内。③砂轮的角速度极高。④能够加工的表面种类多，能够将很薄的金属层切除。⑤砂轮上的磨粒具有自动脱离的作用，能够保证砂轮的良好性能。磨削工艺的磨具选择十分重要，常见的磨具有砂轮、砂带。砂轮的选择要考虑砂轮的硬度、磨料粒度、砂轮结合剂等。磨削一般有三个步骤：第一步，初磨阶段，实际磨削深度小于进给量；第二步，稳磨阶段，实际磨削深度等于进给量；第三步，停止进给，由于实际磨削深度不为零，增加磨削次数，磨削深度趋零，工件的精度和表面质量随之提高。
　　二、磨工工艺在机械制造中的应用
　　在机械制造中，常见的磨工工艺包括外圆磨削、内圆磨削、平面磨削、螺纹磨削、无心磨削等。
　　1、外圆磨削
　　外圆磨削是指在普通外圆磨床上磨削轴、套筒或者其他类型的零件外圆柱面以及阶台的断面。外圆磨削工艺不仅能够加工淬火的黑色金属，还能够加工有色金属零件。在这一过程中多出现废品，因为受砂轮质量、砂轮不平衡、工件长度及定位精度等因素的影响，常会使工件表面出现直波形振痕；由于砂轮位置、工作台漂浮、砂轮架等原因会使工件表面出现螺旋形振痕；当砂轮硬度过高、切削液供给不足、砂轮钝化时，会导致工件表面出现烧伤；当砂轮轴线与中心线不平行时，端面的垂直度会超差；砂轮主轴的间隙过大时，会造成圆度超差。在外圆磨削过程中要注意以下几个问题：一是要保持工件两端中心孔、机床顶尖的清洁，及时清除毛刺、污物。二是切除余量大的工件，加紧尾架弹簧。三是受淬火影响大的工件，用百分表检查其径向跳动，跳动过大时应进行修正。四是调整磨削工件的锥度。
　　2、内圆磨削
　　内圆磨削是指用磨头对工件圆柱孔、孔端面和特殊形状内孔表面进行的磨削。一般能达到Ra0. 2～Ra0.4um的粗糙度值。内圆磨削主要用于内孔的加工，用于加工淬硬工件和工件的通孔和不通孔等，在机械制造中有广泛的应用。常见的内圆磨削种类有中心内圆式、行星式、无心式。中心内圆式磨削多用于形状规则，能够自由旋转的工件；行星内圆磨削主要用于大型或者形状不规则、不对称、旋转不便的工件；无心内圆磨削主要用于大批量的磨削中，加工外圆表面已经精加工的薄壁工件。内圆磨削的主要缺点有：①砂轮直径小，磨削速度低，不能保证磨削表面的粗糙度。②砂轮与工件的接触面积大，磨粒很容易发钝，工件容易烧伤。③内圆磨削过程中所产生的磨削难以清除时会和切削液混合影响砂轮的正常工作。④砂轮的长轴在长期的工作中会使其变弯曲，会降低加工精度。⑤内圆磨削在一个半封闭的空间内进行，冷却液较难进入，另外在这样的空间中也不容易散热，即使个别的砂轮导热性好，但长期的、大量的工作所产生的热量对工件也有影响，因此在工作过程中要控制好温度。⑥另外，在内圆磨削过程中，工件的孔径较小，因此砂轮的直径也较小，连接长轴较细，在磨削过程中容易产生振动，影响了工件的精度，因此，在磨削过程中，砂轮的直径小，因此转速比外圆磨削要高，每一次的磨削后磨削粒会增多，砂轮也会变钝，要及時修正，避免影响工作效率。
　　3、平面磨削
　　工件的表面不仅有圆柱、圆锥等表明外，还有其他的一些平面，如底面、侧面等在工件上相互平行、垂直或呈现一定角度平面。要想应用到实际中，这些平面就需要达到一定的技术要求。平面之间的平行、垂直和倾斜度和其他的位置度，还有平面的粗糙度，而平面磨削就是在平面磨床上对工件的这些平面进行加工，以达到一定的标准。工件无论大小都能够在磨床上进行加工。根据结构的不同，平面磨床可分为矩台卧轴平面磨床、圆台立轴平面磨床、圆台卧轴平面磨床等。在平面磨削过程中常见的问题有以下几种：①烧伤问题。引发烧伤问题的因素有冷却液、砂轮、供给和速度、修正等。多数烧伤问题是由冷却液引起的的，如冷却喷嘴位置错误、冷却液流速问题、冷却压力问题、冷却液浓度过低或过高等。另外，供给速度太低、磨削深度太深等；还有砂轮磨粒太细、结构过于紧密、砂轮太硬等。②误差问题。磨削误差的产生不仅受到磨除率的影响，还受到加工过程中的内部变化。常见的磨削误差类型有倾斜痕迹、走刀痕迹、逗点、振纹、烧伤点等。对倾斜痕迹的处理应确保进给方向的一致，减少修正度；对走刀痕迹应更换修正工具或者纠正条件，确保标准温度；对逗点的处理应优化冷却剂过滤器，定期清洁砂轮防护罩；对振纹的处理应避免冷却剂飞溅到静止的砂轮上，调整砂轮的相对速度；对烧伤点的处理应提高修正速度，提高冷却剂的供应，使用软砂轮。
　　4、圆锥面磨削
　　圆锥面磨削的优点较多：磨削零件配合紧密，安装方便，能够自动校准中心，当圆锥角度过小时，会产生较大的扭矩。圆锥面磨削对锥度的要求较高，磨削精度通过改变接触面的大小来确定。常见的圆锥面磨削方法有外圆锥面磨削和内圆锥面磨削。外圆锥面磨削分为转动工作台磨削、转动投架磨削、转动砂轮架磨削；内圆锥面磨削分为转动头架磨削、转动工作台磨削。无论是哪一种方法都要先做好圆锥斜角的数值，然后根据圆锥斜角的大小调整头架或砂轮架底座上的刻度盘转过相应的圆锥斜角，以达到磨削锥面的目的。在圆锥面磨削过程中常见的质量问题有：由于砂轮钝化、检验不准确等原因，会导致锥度不准确；砂轮旋转轴线不等高等原因，会导致母线不直；塞头、头架主轴轴承间隙过大等会导致圆度较差。
　　5、其他磨工工艺
　　其他磨工工艺还有低粗糙度磨削、高速磨削、强力磨削等。低粗糙度磨削的要求严格，工艺复杂，它依靠精度高、性能优、紧密的修正技术，它使用了微刃刻划切削作用、微刃的等高性作用。高速磨削是指提高砂轮的线速度来提高磨削效率和磨削质量的一种工艺，它比普通磨削的磨削速度、供给速度更高。高速磨削的特点在于提高了生产率和砂轮的耐用度，提高了精度。强力磨削是指大进给量和大磨削深度，其金属去除率较高。强力磨削的特点有：代替一部分车削、刨削；使用得当可以直接成为成品，一次性完成粗精加工；提高了加工效率；缩短了辅助时间；对工件表面条件的要求较低。强力磨削已广泛应用到了平面磨、外圆磨等磨床中，并逐渐向高速强力磨削发展。控制力磨削的结构简单、可靠，有利于保证精度和表面粗糙度。
　　结语
　　在机械制造过程中，磨工工艺应用广泛，显示出了极巨大的应用优势。在实际机械制造过程中，应根据要求和材料实际选择最佳的磨削工艺，通过平面磨削、内圆磨削、外圆磨削等方式对元件进行加工，以提高元件的加工质量，满足交工要求。
　　参考文献
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