磨工
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二、磨削用量

(一)磨削加工的相对运动

在磨削过程中,为了切除工件表面多余的金属,必须使工件和刀具作相对运动。图3-4所示为外圆、内圆和平面磨削的运动。

图3-4 磨削的运动

(a)外圆磨削(b)内圆磨削(c)平面磨削1-主运动;2、3、4-进给运动

1.磨削运动的分类

(1)主运动:直接切除工件表面金属,使之变为切屑,形成工件新表面(已加工表面)的运动。主运动一般为一个,图3-4中的1即为砂轮的旋转运动为主运动,其运动的速度较高,消耗的切削功率较大。

(2)进给运动:使新的金属层不断投入磨削的运动。图3-4中的2、3、4均为进给运动,视磨削方式的不同,其运动方向有所区别。

2.不同磨削方式的进给运动

(1)外圆磨削(图3-4a)的进给运动为工件的圆周进给运动2、工件的纵向进给运动4和砂轮的横向进给运动3。

(2)内圆磨削(图3-4b)的进给运动与外圆磨削相同。

(3)平面磨削(图3-4c)的进给运动为工件的纵向(往复)进给运动2、砂轮或工件的横向进给运动3和砂轮的垂直进给运动4。

(二)磨削用量

磨削用量即磨削时的切削用量,是切削过程中磨削速度和进给量的总称。以外圆磨削为例,其磨削用量包括砂轮圆周速度、工件圆周速度、工件纵向进给量和砂轮横向进给量四个参数。磨削用量的方向如图3-5所示。

图3-5 外圆磨削用量

(三)外圆磨削的磨削用量

1.砂轮圆周速度

砂轮外圆表面上任意一点在单位时间内所经过的路程,称为砂轮圆周速度,用vs表示,其单位为米/秒(m/s)。砂轮圆周速度可按下列公式计算:

式中:Ds——砂轮直径,mm;

vsDsn/(1000×60)

vs——砂轮圆周速度,m/s;

n——砂轮转速,r/min。

砂轮圆周速度又称磨削速度,通常较规范的砂轮圆周速度为35m/s。不同的磨削方式的砂轮圆周速度通常在19~35m/s之间。

砂轮圆周速度对磨削质量和生产率有直接的影响。当砂轮直径减小到一定数字时,砂轮的圆周速度也相应降低,砂轮的磨削性能也明显变差,此时应更换砂轮或提高砂轮转速。

2.工件圆周速度

工件被磨削表面上任意一点在单位时间内所经过的路程,称为工件的圆周速度,用vw表示。其量值比砂轮圆周速度低得多,故单位取m/min,其计算公式为:

vwdwnw/1000

式中:dw——工件外圆直径,mm;

vw——工件圆周速度,m/min;

nw——工件转速,r/min。

工件的圆周速度一般为10~30m/min。实际生产中是按加工精度来选择工件的圆周速度。加工精度较高的工件通常取低值;反之,取高值。

3.纵向进给量

工件每转一周相对砂轮在纵向移动的距离(图3-6),称纵向进给量,用f表示,其单位为mm/r。由于纵向进给量受到砂轮宽度的约束,故其计算公式为:

图3-6 纵向进给量和背吃刀量

f=(0.2~0.8)B

式中:f——纵向进给量,mm/r;

B——砂轮宽度,mm。

通常纵向进给量按加工精度和粗、精磨要求选定。在粗磨时取较大值,精磨时取较小值。实际操作时,则可按纵向进给量来相应调节磨床工作台的速度即可。工作台速度(v)与纵向进给量之间有如下关系:

式中:v——工作台速度,m/min;

v=fnw/1000

nw——工件转速,r/min。

4.背吃刀量

在工作台每次行程终了时,砂轮在横向移动的距离,称背吃刀量(又称横向进给量),用ap表示,单位为mm。横向进给量可按下式计算(图3-6):

ap=(d1-d2)/2

式中:ap——背吃刀量,mm;

d1——吃刀前工件直径,mm;

d2——吃刀后工件直径,mm。

外圆磨削的背吃刀量较小,一般取0.005~0.05mm,精磨时则取较大值。