济源职业技术学院

毕    业    设    计

设计任务书

设计题目：

砂轮研磨

设计要求：

1.分析介绍砂轮、各种研磨机以及各种加工工艺和注意事项。

2.传统研磨的工艺介绍。

3.理论与实践相结合，设计加工实例。

设计进度要求：

{dy}周：确定设计的题目；

第二周：找资料；

第三周：论文的初步设计方案；

第四周：资料的搜集，论文的设计；

第五周：进行设计；

第六周：进行设计；

第七周：审核定稿，交论文电子稿；

第八周：论文答辩。

指导教师（签名）：                

传统砂轮及研磨设备

砂轮的结构

(1) 砂轮：由磨料和结合剂在一起制成的圆饼或圆环等形状，通过旋转对被加工物进行磨削的工具。

(2) 传统砂轮：由氧化铝磨料与结合剂在一起制成的圆饼等形状的砂轮，我们称之为传统砂轮。

(3) 构成砂轮的三大要素：磨料、结合剂、气孔。

磨料：直接对工作物发生研磨作用的刀粒。

结合剂：产生磨料颗粒间的结合力，保持力，并使砂轮在一定速度下能安全回转。

气孔：磨料与结合剂以外的间隙，可帮助磨屑的排除，并保持研磨效果。

(4) 砂轮的标示方法

砂轮种类依其用途甚为繁多。本方法于1960年纳入ISO，成为国际性的统一标准。我国GB，台湾CNS，日本JIS，美国的ANSI，德国的DIN均依本方式表示。

砂轮的的磨料、粒度、结合度、组成结合剂

(1) 磨料

磨料在1800年代末期以xx的氧化铝质的金钢石为主体，直到1891年美国的艾其森博士，首先以石砂焦为主原料后经电阻炉熔制开发人造磨料碳化硅；1897年贾可布氏以攀土在电炉熔制炼制氧化铝；1934年李奇威氏首制商用碳化硼；1946单结晶氧化铝，1953年人造钻石；1969年氧化硼的开发。

表1.1磨料的种类、特性及用途

(2) 粒度

将熔炼的结晶铁块打碎，挤压和处理以筛选分出不同大小颗粒和微粉，其大小以数字表示，称为粒度。表示磨粒所能通过的{zh1}筛子时，每1英寸长直线上的所有筛选孔数目近似值。

(3) 结合度

砂轮结合度表示砂轮保持磨料颗粒的能力或称砂轮的结合强度，是指砂轮在研磨时能够抵抗磨料颗粒从砂轮上撕裂的压缩力、剪断力和冲击力的强弱程度。A表示最软至Z表示最硬。

(4) 组织

表1.2磨粒与结合剂含量比例的关系以及此两者与气孔大小的关系。

磨料率：是指磨料全部体积占砂轮全部体积的百分比，一般平面研磨选择组织7~13之间。

(5) 结合剂

在砂轮里保持磨粒与磨粒在一起，并且使砂轮能在一定速度下安全旋转的一种材料。

砂轮的检验与储存

(1) 砂轮的检验

目视和音响试验：

每一砂轮使用者在使用前应先行目视检查，看一看有无破裂和缺角。然后进行音响试验，一个瓷质烧结法和玻璃粒结法的砂轮，如果没有受到损伤，在敲击试验时会发出清晰的金属声音，有破裂的砂轮将发出钝哑的声音，有机质结合剂所制砂轮，试验时其声音不太清脆，对于有疑问的砂轮不要冒然使用，可送返制造厂进行一次回转达试验，以策安全。

(2) 砂轮的储存

砂轮应储存在干燥的地方，储存在合适的材架，料框或抽屉里，并对应清楚标贴分类，未安装法兰盘的砂轮储存在柜子里、安装的储存在砂轮架上，使砂轮竖直挂在砂轮架上，以免碰撞，挤压而使砂轮受损。

研磨设备型号及加工范围

现阶段所用的研磨设备可分为两大类：一种是手摇平面磨床；另一类是半自动平面磨床。

(1) 手摇平面磨床的四种型号

① JL618手摇平面磨床

砂轮主轴回转数3600rpm

使用砂轮{zd0}外径Ф205mm

使用砂轮最小外径Ф100mm

砂轮轴中心至工作台面{zd0}距离Ф400mm

床台有效工作范围（长X宽X高）450*160*310

② JL818手摇平面磨床

砂轮主轴回转数3600rpm

使用砂轮{zd0}外径Ф205mm

使用砂轮最小外径Ф100mm

砂轮轴中心至工作台面{zd0}距离Ф400mm

床台有效工作范围（长X宽X高）465*200*310

③ JS—BM3L

砂轮主轴回转数3600rpm

使用砂轮{zd0}外径Ф205mm

使用砂轮最小外径Ф100mm

砂轮轴中心至工作台面{zd0}距离Ф400mm

床台有效工作范围（长X宽X高）450*160*310

④ JS-BMHL（次微米磨床）

砂轮主轴回转数3600rpm

使用砂轮{zd0}外径Ф205mm

使用砂轮最小外径Ф100mm

砂轮轴中心至工作台面{zd0}距离Ф400mm

床台有效工作范围（长X宽X高）450*160*310

(2) 自动平面磨床的七种型号

其传动方式均以液压和电动传动，分别为：JI-618AD  JL-3060ATD  JL-5010ATD KLST-510AHD

    传统研磨

平面研磨

平面检测项目有：尺寸公差、平面度、面粗度。

检测设备有：分厘卡，高度规，卡尺，量表，大里是平台及面粗度标准快。

(1) 砂轮底部的修整

平面加工是 所有成型研磨之基础，平面的好坏直接影响到成型尺寸

精度，进而影响整个产品的品质。因此，研磨出一个好的平面是进行所有成型加工的首要条件。

磨削成功的关键是砂轮选择适当，适合于所要磨削的材料和磨削种类，但是为使任一砂轮具有{zd0}的材料磨除量并磨成满意的光洁度，砂轮磨削面必须保持高度磨削率。因此砂轮必须进行修正和修锐。

① 修正

是一种砂轮成形工件，是给与砂轮以专有的形状，使其磨削面与砂轮心轴线成为同心圆，并使砂轮磨削面与轮轴线平行的修整方法。砂轮面上的角度、特别形状或轮廓即在砂轮面上修整成形，当形状或轮廓未达到所规定的限定以内时，该砂轮应进行修正。

② 修锐

是去除砂轮面上磨钝的磨粒使之产生新的锐刃，并移除窝藏在砂轮面上的金属屑，以使砂轮磨削保持良好的修整方法。砂轮削锐后面上露出新的锐刃磨粒，恢复砂轮面的{zd0}磨削效率，粗削锐可使材料磨除率快速，细削锐可以使砂轮面变得平滑，使精磨表面得到较高的光洁度。

③ 砂轮需要削锐的时机

砂轮面应保持良好状态，有下列情况时，应以修锐：

A、因金属磨削窝藏在砂轮面上，以致在工作物上留有砂轮填塞线

B、在工作物表面出现颤纹。

C、砂轮与工作物接触时砂轮过度震动

D、在磨削过程中产生过大的热量。

E、在工作物表面上出现黑色或棕色xx痕迹。

④ 削锐程度及其影响

如修锐适当，将降低磨削工作中产生的热量，减少工作物的应力变形增加材料的磨除率。如将砂轮削成平滑，既用钻石修刀在砂轮面缓慢横移所得到磨削面，则此时砂轮可以磨得高精细光洁度，但磨削效率不良，易在工作物上出现颤纹，xx或热裂。

(2) 修整的方法

砂轮修整主要用修整器，休整方式分为手式操作和机械式操作，各依所要求准度，表面光洁度和机器设备而采用。最常用的休整器为：手持休整器，挤压休整与钻石休整器。目前，公司里常用的休整工具有钻石休整器和软性材料休整器。

① 传统砂轮的低部修整

传统砂轮系指磨料为氧化铝系与炭化石夕系的砂轮，公司大量使用的是氧化铝系的砂轮，主要是白色氧化铝，这种砂轮具有良好的破碎性及刀口的锐利度。适合于合金钢，工具刚的精密研磨与轻研磨。其常用的修整工具为钻石休整器（以焊接、嵌入、烧结的方式将钻石安装在钢制的柄上的一种休整器）。钻石休整器种类较多。有单石式、多组式、多石式及聚集式。

单石式休整器通常用工具室用砂轮，多石修整器修整速度快，多用于修整生产磨床用宽砂轮。

(3) 一般磨仁零件的平面加工

平面加工分粗加工和精磨，必要时要进行半精磨，按设定的加工条件选择适当的加工速度。粗磨过程中一定要适时测量，要求掌握工件的实际状况，变形量多大，平面度多大（{zg}点与{zd2}点的值），根据实际情况预留余量。一般情况下，粗磨余量0.02-0.1精磨余量时切勿时工件发热，走刀要均匀。加工中要注意砂轮的磨损并即使修整砂轮，避免砂轮损耗影响到加工尺寸。

(4) 平面变形检验

常见的变形有弯曲变形和扭曲变形，其检验方法如下：

① 加工中听声音法

在研削过程中，正常无变形情况下，砂轮磨削工件出现“沙沙”的均匀声音。但是一旦工件发生变形，会使局部难以吸平而悬空，磨削时会出现“吱吱”的断续声音。

② 透光法看变形

将工件置于大理石平台中，用眼睛目测看其有无变形。

③ 变形量大小检验

一般地讲，粗细检验变形，可用高度检验。量测工件两头与中间，其{zg}点与{zd1}点之差值即为工件之变形量。xx测量应使用投影机或4分表来测量。

变形形态确定

将工件置于大理石平台上，将高度规测头与工件，若高度规无变化或变化小于点时，则证明工件为B、C均有变化或均无变化，而且变化相近时，则证明此工件为弯曲变形。

(5) 变形的修整

① 弯曲变形的修整

A、半吸，全吸法：适用于余量足够修除变形的情况。

将工件以拱形放置，在拱面磨平均值30%~50%的面积后再翻面磨平对面30%~50%的面积。

按着翻面磨平拱形面60%~80%的面积，再翻面磨平60%~80%的面积。

{zh1}翻面将两面全部磨平，注意及时修整砂轮保持砂轮锋利。

B、敲击法：适用于变化大，而余量小的情况

热实法：适用于工件余量充足，但其变形量易被磁力吸平的情况。

C、刮变形法

② 扭曲变形修整

垫实法

敲击法：当工件余量较少或对角跷曲的变形远远大于余量时。

(6) 加工精度保证

平面加工精度要求有：平面度、面粗度及尺寸公差。平面的平面度依加工工件的厚度，加工面积及加工难以程度而有所不同，一般应保证在0.002以内，加工面积较大且难加工的工件或圆面精度要求交底的工件平面度可适当放低要求，但不宜过低，应以满足客户要求为准。平面面粗度的保证，靠精磨砂轮的修整来控制，一般地精磨时应将砂轮底部稍微修细点，但不宜过细，否则工件容易烧刀，进而影响平面度及加工尺寸，{zh1}一刀不进,刀空走一刀,可使平面面粗度更好些。平面的保证靠合理的加工参数，合适的余量预留以及多次的测量来保证。

平面尺寸的测量工具有：卡尺、高度规、块规、分厘卡等。对于厚而小的工件看其精度可选择卡尺、电子高度规进行快捷的测量，但对于变形的工件要用分厘卡来量测

正角研磨

(1) 正角研磨的方法

① 手抓正角

注意：测量过程中必须一手按紧表座，一手按紧工件并轻轻绕表座旋转每一面均需测两次以上，一做确认，使用千分表或MUHR测量抓正角，次方法是最基本的抓正角的方法。但是此方法比较烦琐，所以一般用与正角要求很严格的大型工件或治具等正角研磨。

② 具体加工步骤

A、将要所加工的六面体全部见光，并且保证每两面的平行度为0.001以内。

B、测量计算出此工件的DF值然后将工件靠在靠板上切深度为DF的断差，边缘一般留1毫米左右。

C、将工件翻面，以切过断差为基准面，将另一面磨平见光，保证平面度在0.002以内。

D、以刚磨平的面为基准底面，测量工件的正角，如还有差异，则在重复AD步骤，直至测量垂直度在0.002以内。（和符合要求）

E、调换基准底面，加工另外两组平面的垂直度，最终必须保证三组平面互相垂直。

③ 加工中注意事项：

假如加工时，测量差异值超出量表范围，则差异值按0.2计算加工，直至进入量表量程。

一组正角加工好后，加工另外一组正角时，工件必须紧靠在靠板上，否则会把前一组抓好的正角跑掉。假如断差切斜，前一组正角回跑掉。

当所计算出的值误差较大，可随差正角误差越来越小，其差异值也会越来越小，最终将垂直度保证在90度用次抓正角过程中需要多次测量，反复加工，不必怀疑方法的正确性。

(2) 正角器的种类

正角器本身精度为0.002，一般用于垂直度早+-0.01以内的工件。研磨个人一般有三个正角器，按断差形状不同分为T型、L型、X型。

正角器在使用时还配有压板及螺钉。压板一般有三种：小弯头、大弯头、平头。

压板上有两个螺钉，小弯头和大弯头在孔内可以移动的螺钉为压紧螺钉，直接旋于压板上的螺钉为调节螺钉，平头则刚好相反。必须注意，压紧前压板必须与正角器底面水平，否则压紧时力向不同，不易压平且压头要在正角器装夹基准面中间。

①抓正角的步骤

A、工件两大面磨平，平面度必须在0.002以内，作为装夹基准

B、选择合适的正角器，将工件装夹与其中。装夹时注意，工件的B面必须露出以便研磨C面必须用高度规打平在0.002以内，选择合适的压板压在工件和正角器上用螺钉锁紧

                                                                                                             C面

                            B面

                            正角器                                   A面

图2.1

C、粗磨必须如所表示的摆放，因砂轮的切削方向的受力较大，所以应以正角器的大面作为前端摆放，以防止工件松动。

D、要注意，先加工A面再加工B面然后再将A面光一刀，防止加工B面时A面有松动。

E、精磨完毕后可用奇异笔在工件上画交叉纹，不进刀空走一刀，目视擦掉是否均匀来判断是否磨平。则将工件取下，然后分别以AB两面为基准装夹在平台上磨平对应的两个面，则此工件的正角就好了。

注意：又加工好的基准面，一般不允许再重磨，否则会将原始基准走掉，导致正角跑掉。

(3) 正角器使用注意事项：

A、正角器使用前必须清洁干静，并检测是否有毛刺。

B、压紧工件时调节螺钉与压角器接触面需垫一垫片，以防正角器压伤。

C、正角器使用中必须轻拿轻放，不可碰伤，用后必须上油。

D、正角器表面必须保持较好的平面度，不可拿正角器当锤子使用。

基础成型研磨

(1) 段差成型

① 段差种类

常见的段差有四种：直段差、圆弧段差、斜面段差、异形段差

② 砂轮侧面的修整方法：

A、选择合适的砂轮修整底面

B、将侧面修刀座吸与平台上，修刀尖对着需修整的砂轮侧面，移动机台前后手柄，将修刀尖慢慢靠近砂轮侧面，听到有摩擦声音时，将y方向（前后方向）数显归零。

C、粗修砂轮：将砂轮转速调到1800-2400rpm，移动到与修刀尖以上的位置，然后将修刀向砂轮方向进刀0.02-0.2mm/次，再将砂轮均匀向下切，同时左右往返摇动，修刀修砂轮z方向（上下方向）进刀最上点位置，在砂轮上逐渐减低，以防修刀尖被撞掉，最终使砂轮侧面大致平整（注意：砂轮修整高度必须大于加工工位高度1mm以上）。

D、精修砂轮：粗修好的砂轮将砂轮转速调到2400-3000rpm，移动到修刀尖以上位置，然后将修刀向砂轮方向进刀0.001-0.1mm/次，再将砂轮均匀向下切，同时左右往返摇动修刀，使砂轮侧面细腻而平整。

当砂轮宽度修到0.8mm以下时，必须使用锋利的修刀进行精修，判断修好的标准是：空修是声音小而均匀连续，退刀0.001mm则听不到声音。

③ 研磨段差的方法

A、段差的加工按照段差的深度和面积大小来决定是否需要粗加工，具体判断是否需要粗加工有以下几点标准：

B、段差是否很深

直接精切会导致发热太大，不能保证尺寸精度。

直接精切时切不动，斜率底，工件有可能被xx，变形。

C、段差面积是否很大

直接精切会造成工件变形，不能保证尺寸精度

直接精切时切不动，效率低

D、工件段差不深面积也不大，但切会导致工件教大变形（如薄片工件）

④ 段差粗切步骤：

A、砂轮修好，工件装于平台上

B、靠板对刀上下方向对刀数显归零，将砂轮移动到所加工尺寸（含侧面余量）

C、向下粗切到底面剩0.1mm时多次冷却后再缓慢进刀到设定值，最终保证底面有0.02-0.03mm的余量

⑤ 精加工（精切）

砂轮选择：一般情况下精切应选100J,120J,180J

砂轮转速的选择：一般情况下加工侧面时3000-3600rmp，加工底面时为1800-2400rmp。

进刀量：加工侧面时为0.002-0.01mm，底面为0.001-0.002mm

加工步骤：

A、装夹：将精切砂轮修好并将工件装与平台上。

B、对刀：靠板对刀后将砂轮移动到所需要尺寸部位，并将前后数显归零（或直接在工件上对刀）。

C、加工尺寸：在所加工的工件顶部对刀，向下切至与粗切留量的底面接触时将转速调低，再将工件底面大不分见光（冷却状态下），将工件取下，测量尺寸还有还有多少余量，再装回继续加工，直到符合要求。

清角：

A、在尺寸到位时将数显归零，砂轮摇离工件进行底部修整，一般修掉0.1-0.2mm即可，保持砂轮底部棱角尖锐。

B、将砂轮摇至零位，砂轮转速调至3300rmp左右进行清角，此时在工件底部涂上奇异笔或粉笔，以0.01-0.02mm的进刀量对工件进行清角，目视工件底部奇异笔或粉笔的擦去状况，到时停止进刀，若此时清角没有达到要求则重复。

C、有特别要求清角的工件还需要投影机测其r角大小，所谓r角并非指工件上r角半径，而是指直面上装配时的干涉值，他在x轴与y轴上的尺寸，测量时就需要测出x轴与y轴值，当工件要求r小于等于0.03mm时，x值和y值必须小于等于0.03mm

图2.2

⑥ 加工、特殊情况的段差

当加工段差特别深的时候，可利用剔边砂轮或碗状砂轮加工，以保证段差侧面的垂直度。

直槽成型

(1) 直槽砂轮成型砂轮的修整

① 砂轮的选择：

表2.1

② 修制方法

A、选择合适的砂轮，量测砂轮宽度，计算粗修量（预留精修量0.1-0.2mm）。

B、参照砂轮面的修整方法先将一侧面修好。

C、一侧面修好后将修刀转向180度，装夹修另一侧面。最终使砂轮两侧面大致平整。而且预留精修量0.1-0.2MM.(注意：砂轮修整高度必须大于加工工位深度1MM以上)。

D、粗修好后，重复精修两侧面。将砂轮转速调至2400-3000转/分，移动到修刀尖以上位置，然后将刀向砂轮进入0.001-0.01MM/次精修，再将砂轮均匀向下切，同时左右将往返摇动修入修砂轮，使砂轮两侧面细腻再平整。

E、测量砂轮余量，根据余量对砂轮两侧对称去余量，使砂轮宽度达到加工要求。

③ 整砂轮时应注意事项：

A、砂轮两侧去余量较大时，应对称修整。

B、砂轮内侧面有效高度应高于外侧面有效高度1-2MM（超薄小槽除外）以避免免用内侧不易看到而将工件切出段差。

C、砂轮修整后的面与修整前的侧面应为小台皆构成的斜面连接，不能有很大的段差，以避免应力集中，增加其强度。

④ 轮宽度之测量

一般选用应在投影底座上的塑料片或薄铁片来试切投影测砂轮宽度。

A、将修好的砂轮转速度调至与实际加工时转速度一致，匀速在投影片上切槽，切削深度大于工件槽深。一般砂轮宽度小于1MM时可用薄铁片做投影片，1MM以上则一般用塑料片做投影片。

B、将投影底座从平台上取下，置于投影机上测量槽宽尺寸。测量时因螺钉一方正对着投影机镜头。所以调整焦距时须小心，以免撞伤投影机镜片。

C、砂轮宽度也可用分厘卡测量。但是须注意：因为用此方法测得的值是砂轮静态下的，当砂轮在动态时尺寸会比静态时大，其差异值视机台的精度大小不一，测砂轮分厘卡是专门配制的，不能用一般4公分厘卡测量。

(2) 研磨直槽的方法

槽的加工视其槽宽尺寸大小来决定是否粗切，根据宽度尺寸槽分为：6MM以上；6-1MM；1-0.5MM；0.5MM以下的四种情况一般的1MM以下的槽不需要粗切。

① 槽宽为6MM以上的槽的加工方法。

A、粗加工

方法一、工件只装夹一次，砂轮粗切一刀后再移动位置粗切剩余部分（移刀粗切），主要用于非对称槽

方法二、粗切一刀后将工件掉头装夹粗切剩余部分，主要用于对称槽。

粗切时应注意工件冷却，切记余量尺寸是指冷却后所测得的尺寸。留量标准为：侧面单边0.05-0.15MM，低部0.02-0.03MM，粗切砂轮转速选择为2800-3600转/分

B、精加工

1）加工时根据工件的大小及圆面要求选择合适的砂轮，转速选择为加工侧面时2400-3000转/分，加工底部时1800-2400转/分

2）按照粗加工步骤，将槽尺寸到位。由于精加工时，砂轮修的较细，所以当加工至底部时，转速一定要调低一些1800-2400转/分，否则槽底部可能回被被xx，致使尺寸超差。

3）当槽宽大于13MM时，应选择使用46J或46K的砂轮将槽底部到位，避免用精切砂轮加工底部面而xx。

② 对刀的方法的选择

对刀是一个重要的技术，只要掌握了对刀技术，槽的每个尺寸就很容易保证。对刀方法如下：

A、加工基准面对刀

工件装夹的基准实际平台、靠板，此方法即是砂轮的底部在平台上对刀，侧面在靠板上对刀。平台对刀一般使用于不易取下的薄工件加工。不能用于太高的工件，否则会因光学尺寸累积误差太大而导致尺寸异常。

B、工件对刀

即是用砂轮的侧面与底部均在以装夹好的工件上对刀。此中方法误差小，但容易伤到工件。所以一般适用于非成型面或有余量的面。

C、试切对刀

此种对刀方法是将试切物（投影片、挡块）靠紧靠板上装于平台上，然后将成型砂轮在试切块上试切一刀，取下后测量尺寸而得出砂轮的位置尺寸的对刀方法。（一般要切两次以上，以得出更准确的位置）

特殊槽的成型

(1) 特殊槽的种类

图2.3

(2) 特殊槽的加工技术

① 分解加工法

A、先修成型直槽砂轮，加工深槽，细槽的直边部分；

B、再在直槽砂轮上修斜面或圆弧，加工深槽、细槽底部的斜面或圆弧。

此方法适于底部为斜面或圆弧的深槽加工，可以克服，成型砂轮直接加工时因受力不均使槽容易倾斜的现象。

② 深切缓进法

深切是指进刀深度很深，缓进是指走刀速度很慢。深切缓进法是指一次性进刀深度很深，但走刀速度很慢的一种加工方法。深切缓进法，需在一定条件下方可，其参数如下：

表2.2

加工注意事项：

A、槽深尺寸公差小于±0.01mm时，一次性进刀深度应定为比实际需加工的槽深尺寸少进刀0.02mm左右；

B、缓进时拖板移动要缓慢而均匀，随时耳听体感加工状态，加工中应多次测量确认；

C、在加工的过程中要注意砂轮的宽度（磨损）和强度的变化；

D、手柄在移动过程中要缓慢而均匀，不能撞击工件，以免砂轮破裂；

E、工件装在正角器上加工为宜，可以随时取大工件量测，随时掌握当前的加工状况，这样再次装夹复位性好；

F、砂轮前面必须装上防护罩，以免砂轮破裂伤人；

G、进刀方向位置要正确，从右至左。

图2.4

③ 应变加工法

应变加工法是指：针对加工中按照常规不能解决的问题，所采取的一种应变辨法。

A、大斜面槽的应变加工法：

方法要点：大斜面利用正弦台转变为直面来加工。

图2.5

B、小斜度成型砂轮应变的修整方法。

图2.6

方法要点：按实际修整情况调整角度成型器垫块尺寸，保证斜度，小端尺寸以修底在来控制。

1）先根据H=L×Sina计算所垫块规尺寸来打制砂轮。

2）量测所打制的砂轮斜度β是否与需求a相等，记下差值β-a。

3）据H=L×Sina计算应增加或减少的块规尺寸H1=L×Sina(β-a)

4）重新垫块规尺寸H2=H±H，来打制斜面，直至角度符合要求。

5）修砂轮底部，并保证底部尺寸a°。

C、小斜度宽槽的应变加工法

方法要点：先加工槽底面，再利用成型砂轮侧进刀加工小斜度面。

图2.7

D、单斜面窄槽的应变加工法

方法要点：利用双斜面成型砂轮半精加工来克服单斜面成型砂轮加工时因受力不均而将槽切斜的异常现象。

图2.8

E、小斜度双斜面槽（槽宽<6mm）的应变加工法

方法要点：故意先修小成型砂轮底部尺寸a进行半精加工，然后再修砂轮底部保证尺寸a来精加工。

2.6 细槽成型

(1) 细槽的定义

槽宽与槽深之比小于或等于1：1.5的槽称之为细槽。

(2) 细槽砂轮的修制

① 砂轮的选择

细槽加工砂轮通常选择120J、120K、180J、200J、320J、320K、500I其中前六种最为常用，但当砂轮厚度为0.250mm以下时多采用500I砂轮打制。

② 砂轮的安装

砂轮的安装好坏也会直接影响打制的效果，所以，在安装砂轮前，首先要把法兰盘作用面擦干净，避免法兰盘作用面上因有锈迹、毛刺或其它杂物而使砂轮装斜，导致砂轮精打不直或砂轮实际宽度测量不准。打制砂轮前先将砂轮两侧整个面修平，底部修掉3-5mm，因为当砂轮φ径在175mm时旋转比较平稳。然后，取下砂轮进行静平衡校正，以减小砂轮的偏摆量。

③ 砂轮的修整

砂轮校正后，装在主轴上时要注意：由于主轴和法兰盘都是相等锥度圆形，法兰盘内孔可能有高低不平现象。民以，在法兰盘装上主轴时，一定要把法兰盘在主轴上来回转动几下，让它能xx与主轴贴合，减少法兰盘与主轴之间的间隙，以此来减小砂轮的偏摆量。然后，再打制砂轮通常砂轮的打制分粗打，半精打，精打二步进行。

④ 打制砂轮过程中，会出现三种异常情形：单边斜、双边斜、球状斜。

造成砂轮倾斜的因素有多方面，主要有：

A、用双面修刀打制时，所用修刀的锐利程度不一样，而导致砂轮两侧面受力不一致。

B、打制砂轮过程中修刀磨损，砂轮下面修到上面未修到，导致上宽下窄。

C、修刀太钝或砂轮强度不够，砂轮让刀后倾斜。

(3) 细槽成型的方法

① 对刀方法

对刀时转速应控制在3200rpm左右，切削时转速，控制在3200—3400rpm之间，进刀量为0.002—0.005mm，每切2—4个槽修一次砂轮底面，以保证底部两R角一致。

② 进刀方法以及注意事项

进刀方法有两种：传统进刀方法和深切缓进法。

传统加工法：在加工前，首先确认工件的细槽需不需粗切，一般情况下，对于槽宽0.3mm以下的槽不必粗切，对于槽宽0.3mm以上的槽，则视其切削宽度，数量及切削深度而决定是否粗切。粗切时槽两边的留量至关重要，如果粗切后槽两边留量不等，精切时则会使砂轮底部两R角磨损不一致，从而使砂轮两侧受力不均，槽切斜。

不需精切的工件，加工时也要注意砂轮两R角磨损是否一样，在切削过程中，及时修整砂轮底部相当重要。砂轮底部修整的好坏直接影响工件的加工品质。一般情况下，修整砂轮底部时，机台转速必须控制在2800—3000rpm之间，每次进刀0.001—0.003mm，前后手柄要均匀摇出，以保证砂轮底部粗细均匀。当发现砂轮底部。两R角不一致时，可把砂轮R角磨损较大的那一边底部修整稍细些，磨损较小的那边修整稍粗些，以调整砂轮底部的切削力与磨损的均衡，达到控制两R角的目的。切削过程中，砂轮转速要控制在3000—3300rpm之间，Z轴进刀量在0.001—0.003mm。

斜面成型

(1) 斜面的种类

常见的简单斜面有以下几种：

图2.10

(2) 斜面砂轮的修整

修整斜面成型砂轮治具一角度成型器。

① 角度成型器工作原理

角度成型器修整斜面是利用正弦定理通过垫块规使角度成型器滑轨面倾斜一角度，让角度成型器上的修刀以这一斜面为滑动轨迹，来回滑动切削砂轮，从而达到修整砂轮斜面的目的。

图2.11

H为所垫块规尺寸，计算公式H=LSina

L为角度成型器之中心距，一般为定值50mm

G为斜面与水平面所成夹角。

② 角度成型器使用注意事项：

A、角度成型器端面必须靠紧靠板，保证修刀滑动方向与砂轮径向垂直，并且钻石修刀尖点应处于砂轮正下方以保证角度准确性。

B、修砂轮过程中，应保证角度成型器两滑面接触面积{zd0}，合理选择用力方向目的用力要均匀，以保证其滑动之稳定性。

C、为了安全起见，粗修砂轮斜面时修刀应自上向下运动，来云除余量，小心勿让手碰到砂轮。

D、滑规移动时要向下压紧，xx滑块与滑轨间的间隙。

E、在精修时进刀量选0.002mm—0.001mm1次最多不进刀空修几下以保证成型斜面之光洁度。

F、在垫块规时，角度器G角度一般小于或等于45°，修制大于45°的成型砂轮时，块规应按（90-a）°角度来垫，并将角度器竖直装于平台上来修整砂轮角度。

G、精修时应注意进刀的正确方向，以免斜面尖点崩掉。

图2.12

③ 修整斜面成型砂轮：

A、选用粒度，大小合适的砂轮并修整其底面、侧面。

B、计算所垫块规高度。计算公式为H=1.sina，尽量选用最少数量之块规，以减少叠加后的累积误差，从而保证角度之准确性。

C、先粗修砂轮，然后用所修砂轮切片并进行投影，根据量测尺寸来精修砂轮，保证斜面成型砂轮之尺寸。

(3) 斜面成型方法

① 斜面成型辅助冶具

A、正弦台

正弦合是一般用于较大斜面的加工，加工原理与角度器相同

H=正弦台的所需垫块规尺寸

                           L=正弦台的中心距（常用有125、75、100三种）

a=斜面与水平所成夹角

注意事项：

1）在正弦台加工工件前（尤其是精度在±0.01mm以内的工件），其平台靠板均要修平，目要装正、装平（紧靠平台靠板）。

2）正弦台因重量较重央装卸时要预防掉落，应用双手抱紧正弦台底盘的两侧。

3）垫块规时要注意是否垫在正弦台及块规的工作面上。慎防垫错。

4）正弦台底盘的基准侧与磨床靠板靠平。注意去净底盘上的毛刺、锈迹。

5）块规装上正弦台后，要轻轻向下按压正弦台的平台面，使垫块规处密合更紧。注意在锁紧正弦台两边的螺丝时，两边用力一致。

B、正弦杆

正弦杆加工斜面时一般是配合正弦台、斜面成型砂轮等来加工尊向角、复合斜面、不规则斜面等。

                                      L为正弦杆之中心距一般为100

                                      H为垫块规尺寸

图2.13

C、V型铁

V型铁适合加工工件的倒角及精度较低的45°斜面。

② 斜面成型的方法

A、利用斜面成型砂轮成型斜面

此种方法一般用来加工斜面面积较小，形状较为困难，目不可直接用正弦台或正弦杆来作辅目加工的工件。这种加工技术比用冶具倾斜装夹工件加工斜面的技术高而且用途广。

当斜面宽度≤6m时，修磨成型砂轮后对刀直接成型。

当斜面宽度≥6m时，因砂轮宽度不够，分两刀成型，{dy}刀成型斜面时轻轻擦掉奇异笔迹接平即可，两次成型必须为同一斜面；若斜面很大，则须先把{dy}刀成型到位后，再采用正弦台成型剩余部分。（注意砂轮易斜面消耗要及时修整）。

B、利用正弦台成型斜面

此种方法一般用来加工斜面面积较大，形状较为简单的工件。

1）将正弦台轻轻放在磨床平台上，紧靠平台靠板；磨床平台吸磁。

2）用46J砂轮修好正弦台的工作面及其靠板。

3）垫块规将正弦台角度调整到与工件斜面角度一致，锁紧后面。

4）将工件装于正弦台上用46J砂轮进行加工，加工中要多次测量。

5）在正弦台在进刀方向与图示尺寸方向不一致，注意计算进刀量。

进刀量AD=ABsinβ=ACcosβ

③ 第三种斜面加工

图2.14

当图中h≤6m时修成型砂轮后，对刀直接成型，

当图中h＞6m时修成型砂轮分两刀成型；若斜面很大先成型两边，中间部分可利用正弦台成型。

两刀成型当：修成型砂轮后测其b值，{dy}刀成型到位后，移出（a-b）值成第二刀，则工件尺寸a可心保证。

圆弧成型

(1) 圆弧的的种类

常见的简单种类的圆弧主要有以下四种：

图2.15

(2) xx圆弧砂轮成型器（简称R器）的介绍

① xx圆弧砂轮成型器功能

用于手摇磨庄上修整，由直线和圆弧组成的各种截面的圆弧砂轮。

② 原理

xx圆弧成型器是通过钻石修刀尖运动轨迹来修整砂轮圆弧。圆弧成型器之基面到轴心之距离为N。

H为所垫块规的高度；成型砂轮外圆弧R1时H1=N-R1

成型砂轮内圆弧R2时H2=N+ R2

图2.16

③ 中心调试

中心调试是指调整R器钻石修刀尖位置，使修刀尖。运动轨迹与R器轴心同心，以保证修刀尖运动轨迹的真圆度。

A、将R器千分表挡块以及薄片如图的位置放置（基准面为大理石平合面或磁力平台面）。千分表测头于R器钻石修刀尖点正上方。

B、旋转圆弧成型器两边各15°，观察千分表{zd0}值的差异，若在0.002mm以内，则表明中心良好；当差异值较大时，则拧开R器定位销上之紧固螺钉，并再次旋转测量确认。（中心的差异值根据圆弧的精度要求而定）

(3) 圆弧砂轮的修整

① 普通砂轮（氧化铝系）的圆弧修整方法（以90°圆弧成型砂轮为例）

A、按原理所述公式计算垫块规尺寸或用量具直接测量并调整圆弧成型器修刀位置。

B、先将砂轮底面及侧面修平，再将圆弧成型器，侧面紧靠靠板，调整R器上刻度

“0”对“0”，以R器上的修刀在砂轮中心底部对D，将光学尺上下方向数显（Z）归零。

C、将R器旋转90°进行砂轮侧面对刀，将光学尺前后方向数显（Y）归零。（砂轮转速为1800-2400转/分）

D、修整器砂轮外R时，将工作台沿前后方向（Y）摇至零位，砂轮上下方向（Z）摇高一个R值，开始慢慢进刀（0.001-0.01mm/次），同时R器在0°-90°范围内不断往返旋转，直到光学尺读数为零为止（即Z=0，Y=0）

E、若修砂轮内R时，将工作台沿前后方向（Y）向砂轮里面移动一个R值；将砂轮上下方向（Z）摇至零位，缓缓向下进刀。且R器在0°-90°范围内不断往返旋转，直到数显上下方向（Z）读数为R值为止（即：Z=R  Y=R）

F、试切投影片测量圆弧成型砂轮尺寸，若不符合要求则重修。（当R较大时则应该先粗修）

② 钻石砂轮修外圆方法

A、用手拿钼块粗修砂轮外圆弧

B、将氧化铝砂轮修成所想要的xx相同的外圆弧，然后在钼块上切多个相同的凹圆弧槽。

C、将粗修过的钻石砂轮在钼块凹圆弧槽上修磨消耗直至试切检测OK为止。

(4) 圆弧的成型方法

① {dy}种圆弧的加工

A、修制{dy}种圆弧成型砂轮

B、成型砂轮在靠板上对刀，前后（y）光学尺归零；再在工件上对刀，上下（Z）光学尺归零。

C、将成型砂轮移至光学尺y=a  z=0即可向下切。当快要到位即z值快到R值（剩0.02-0.03mm余量）时应冷却后光一刀取下工件测量，根据所测余量再次装夹后加工到位，应避免一刀到位。

D、180°圆弧加工时将工件返转装夹以同一成型砂轮加工即可。

注意：工件余量时应先粗切，精切圆弧砂轮如有损耗应重修。

图2.17

② 第二种圆弧加工

A、修制第二种圆弧成型砂轮，先将砂轮宽度修整为2R再将调整好的R器装好，调整R器为零度在砂轮底部对刀，将上下方向（Z）光学尺归零。

图2.18

B、将R器左右各旋转90°，在砂轮两侧面对刀，将前后方向（Y）光学尺归零（两侧面对刀差异应该在0.002mm内）。

C、砂轮转速为1800-2400转/分，在光学尺Y=0.2=-R（零位以上）时，开始慢慢下刀（0.001-0.01mm/次），同时，R器以两边各90°不断往返旋转，直到光学尺读数为零为止（即：Z=0  Y=0）

D、试切投影片测量圆弧成型砂轮尺寸，若不符合要求则重修。（当R较大时则应该先粗修）

E、如图成型砂轮在靠板上对刀，前后方向（Y）光学尺归零，再在工件上对刀上下方向（Z）光学尺归零，即可向下切。当快要到位（剩0.02-0.05mm余量）时，应冷却后光一刀取下工件测量，再根据余量进刀加工到位。

注意：工件余量大时应先粗切，精切砂轮若还有损耗，应重修。

图2.19

磨削精密细长轴

实例题目及材料

题目：磨削细长轴，精度达到图纸要求。

材料：材料为45钢，不进行热处理。

3.1.1 工步骤

在M1432A磨床上进行磨削，选工件转速为35~70r/min；为了减小磨削力，在粗磨时磨削深度为0.02mm,粗磨时为0.005mm。具体磨削步骤如下：

(1)    研磨{dj1}孔，表面粗糙度Ra1.6,用标准{dj1}着色检查，接触60%以上。

(2)    {dj1}涂以二硫化钼作润滑剂，将工件装在机床两{dj1}间。注意{dj1}间

压力不能太大，也不能太小，应保证工件转动轻快自如。{zh0}使用合金{dj1}，这样，工件的{dj1}孔不容易被破坏。

(3)    为防止磨削时工件变形，且又因工件较长，故采用两个开式中心架支

工件并对称防止。磨削过程中，随着工件直径的不断磨小，要经常调整支持块和撑块，使工件轴心线始终保持在正确的位置。磨削时，在支持块和撑块处经常添加润滑油，避免磨损工件。

(4)    磨削时冷却液要充分，防止工件热变形。

(5)    粗磨后要校直。在磨削过程中，如果工件发生中凸现象，应即使调整

心架位置，同时也可采用变换工作台速度的方法xx中凸变形，即磨削时在中凸位置放慢工作台速度。

(6)    精磨外圆前要休整砂轮。为了保证工件形状精度，精磨时，每次调整

持块和撑块约使工件轴心移动0.001mm(表上读数)；同样要在工件支撑位置先磨去0.005mm后，再在全长上磨削。{zh1}依次精磨，调整支持块和撑块时，表上读数约为0.005mm,这时需在工件支撑处先磨去0.003mm。这样能保证工件轴心线位置xx、工件旋转自如，而支持块和撑块仍旧起到支撑作用，从而保证了加工精度。

(7)    精磨外圆时，为了减少振动，工件转速选低些，常用35r/min；磨削

度约为0.005mm；纵向进给量要小，特别是磨削中间部位时，纵向进给量更要小些。

(8)    精磨后要进行无火花光磨，使加工工件达到较高的精度和表面粗糙度。

3.1.2 工艺分析

(1) 由于是细长轴，磨削过程中容易产生变形，因此磨削用量得小些。

(2) 为了减少工件变形和避免产生振动，可采用中心架支撑工件进行削。

(3) 在精磨和光磨过程中，务必做到勤测量、勤调整中心架，并紧固

座。还要记住每次调整后的轴心位移量，这样才能保证工件的加工度。

3.1.3 工件毛刺去除

(1) 注意事项

A、推毛刺时应注意方向性。非成型面（可倒角）向前，成型面在后，向前推动避免工件在前进受阻而将成型面倒角（注：成型面为模仁零件上直接参与作用在模具中而获得产品形状部位。）

B、随时清洁油垢的砂粒、铁屑、避免砂粒划伤工件表面。

C、顺研磨纹路方向推，以避免工件形成交叉烂纹。

D、推毛刺是注意工具与力度的选择，减少推塌边、倒角、尺寸推小超差等异常现象发生。

(2) 毛刺与材质

毛刺产生与毛刺的大小与工作的材质具有一定的关系，超软的材质越容易产生毛刺，铸铁，炭化钨v3等材质不容易产生毛刺。

(3) 毛刺去除常用工具

A、毛坯、锉刀、粗砂纸。

B、粗磨过程中：红油石（粗）、粗砂纸（400#）。

C、精磨后：红油石（细）、绿油石、细砂纸（120#）

(4) 毛刺的产生

A、加工过程中砂轮对加工物切削挤压产生边缘突起或磨削瞬高温使铁屑熔化粘附而形成毛刺。

B、加工物搬运过程中受到撞击而产生毛刺。

C、上工段加工过程中产生毛刺，未去除干净而遗留。

D、加工物有磁性而产生依附的铁屑。

(5) 毛刺的确认

A、手感：用手掌平行抚摩工件平面（是否有割手的感觉）。

B、眼观：加工物上的大毛刺可直接去看，撞伤的毛刺可反光看出。

C、检查：用电子高度规检查

D、将工件放在平台上推动，感觉顺不顺畅，确认毛刺。

(6) 毛刺去除判定

毛刺的去除在加工中占有一定的时间，特别是批量工件的毛刺去除，消耗的时间更是不容忽视，加工中可根据工件的特点、按照以下要求去除：

A、全面去除：把加工物六面体的毛刺全部去除干净

优点：方便装夹；缺点：效率低。

B、选择去除：只去除需要装夹面的毛刺

优点：效率高；缺点：装夹时需要分清装夹面

(7) 毛刺去除的方法

A、一般四方工件：将工件平行放在油石上，中指、大拇指夹住工件左右边，食指下压，并同时用力向前推。

B、长方形工件长度方向推毛刺：工件垂直放在油石上，食指下压固定工件使之倾斜，同时中指、拇指推动工件下方（注意拿稳工件，勿使工件发生倾斜，否则及易将工件推倒角）。

结 束 语

时间飞逝，我们的大学生活已经走完，大学的生活和学习给我们的人生旅途增添了更多的风彩。三年来得多少个日日夜夜，难忘领导的关怀和老师的培养，更难忘指导老师在设计过程中对我们的细心指导。

不知不觉中，一个月的毕业设计即将结束了。回想起来在这短短的毕业设计期间，使我学到了以前从未学过的知识。我们在辅导老师的指导下，开始去图书馆查阅相关资料，翻阅一些关于设计的一些书籍。同学们都很努力的做好老师分给自己的任务。力争把我们的毕业设计做好。

关于研磨技术的应用更使我们对模具行业中的设备有一定的认识，并能应用设备进行工件加工。在这次设计中用到的知识有机械设计基础、机械制造基础、计算机基础等。几周的毕业设计，对这几年所学的知识进行回顾，全面概括专业知识，尤其是在机械设计方面有所提高，在学习的过程中，只了解表面的知识更进一步的学习。设计中，锻炼了自己如何去思考问题，发现问题并如何去解决问题。如有解决不了，听指导老师耐心的讲解，直到明白听懂为止。对以前没有接触过的东西也有所了解，使自己不断吸取新的知识，把理论运用到实践中去，真正的知识来自真理，实践是检验真理的{wy}标准。也使我懂得，做什么事情都要认真、有耐心、合作的精神去对待，为自己即将踏上社会做好准备，迎接社会的挑战！

在这次毕业设计中，非常感谢孟老师精心辅导与支持，另外也感谢学校的领导给予我们的这次机会。

致　　谢

时光如梭，三年的大学生活匆匆而过，我们就要毕业了。毕业设计是毕业前的{zh1}一次作业和考核，是一个学习新知识和检验三年的学习成果的机会，充分的将学习的知识运用到实际设计中，温故而知新，有助于我们更好的掌握所学的内容。

首先，非常感谢我的指导老师孟惠霞老师，从论文开始到完稿，老师都时刻关注着我们的进度，给我们提供无微不至的帮助。

其次，非常感谢这次设计中给我们提供资料和信息的工厂，十分感谢他们所给的帮助，让我对这次的设计的实际应用价值有了更加深刻的了解。

同时，在整个毕业设计过程中得到了很多同学的帮助，在这里向给予过我帮助的同学和本组的设计成员表示衷心的感谢。并向参考文献的作者们表示真诚的感谢。

{zh1}，向百忙之中参与评阅本设计方案并提出宝贵意见的评委老师们表示最诚挚的谢意。同时向所有关心、帮助和支持我的老师和同学表示衷心的感谢，祝你们工作顺利，万事如意！

由于本人的学识水平、时间和精力有限，文中肯定有许多不尽人意和不完善之处，我将在以后的工作、学习中不断以思考和完善。

参考文献

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[2] 马建民.JL-618磨床介绍.昆山.台湾准力公司制造,2006

[3] 张六生.研磨技术加工工艺.深圳.深圳富士康,2006

[4] 刘友才.机床夹具设计.北京.机械工业出版社,1997

[5] 黄开榜.金属切削机床.哈尔滨工业出版社,1997