外圆磨床的发展历史

十八世纪30年代,为了适应钟表、自行车、缝纫机、枪械等零件淬硬后加工,英国、德国分别研制出使用天然磨料的砂轮磨床。

1876年巴黎博览会上美国布朗-夏普公司推出了首次具有现代磨床基本特征的万能外圆磨床。

1900年前后,随着人造磨料的发展及液压传动的应用,无心磨床、双端面磨床、导轨磨床、珩磨机相继推出;1950年代出现了镜面磨削的高精度外圆磨床。

20世纪初,先后又出现了行星内圆磨床、曲轴磨床、凸轮轴磨床等专用磨床。20世纪70年代以后,随着微处理数字控制等技术的发展,数控磨床开始推出并得到广泛应用。


外圆磨床的定义

外圆磨床是加工工件圆柱形、圆锥形或其它形状素线展成的外表面和轴肩端面的磨床。外圆磨床还带有内圆磨削附件,可磨削内孔锥度、较大内或外锥面。

大型外圆磨床为减小机床长度,一般工作台固定不动,而由砂轮架作纵向往复运动和横向进给运动。

磨削精度一般圆度≤0.003mm,表面粗糙度;高精度外圆磨床:圆度≤0.0002mm,表面粗糙度。

外圆磨床的分类

1.普通外圆磨床一般加工粗糙度值可到。

2.数控外圆磨床按加工要求预先编制程序,由控制系统发出指令进行加工,主要用于磨削圆柱形和圆锥形外表面的磨床。一般具有通用化、模块化程度高、高精度、高刚性、高效率及高适应性等特点。

3.高速精密外圆磨床大幅度提高磨削效率和磨削工件的加工质量,降低劳动成本。

磨削技术——进给方式

1.按磨床结构形式,进给可分在垂直平面内进给和水平面内进给两种。

2.在垂直平面内的进给称为直进给垂;在水平面内进给分为横向进给、纵向进给和斜向进给。


垂直进给

横向进给

纵向进给

斜向进给

磨削技术——装夹方式

1.三爪自定心卡盘

特点:装夹方便,自动定心好,但夹紧力小

适用范围:中小尺寸、形状规则的工件,工件长度不宜过长,没有中心孔的圆柱形工件

2.四爪单动卡盘

特点:装夹不如三爪自定心卡盘方便,不能自动定心,但夹紧力大

适用范围:半月夹大型或形状不规则的工件

3.两顶尖

特点:统一采用中心孔作为定位基准,两顶尖符合基准重合原则和基准统一规则;装夹方便,定位精度很高。

适用范围:较长的工件和装夹定位精度高地工件。

4.一夹一顶

磨削一般轴类工件,尤其是较重的工件时,可将工件的一端用三爪自定心或四爪单动卡盘夹紧,另一端用尾座顶尖支顶。

磨削技术——磨削要素

磨削速度Vc

定义:又称切削速度,即砂轮的圆周速度,为砂轮外圆表面上任一磨粒在1秒内所通过的路程。

计算公式:Vc=πD0n0/(1000x60)

Vc——磨削速度,m/s

D0——砂轮直径,mm

n0——砂轮转速,r/mm

工件的圆周速度Vw

定义:指圆柱面磨削时,工件待加工表面的线速度,又称工件圆周进给速度。

计算公式:Vw=πDwnw/1000

Vw——工件的圆周速度,m/min

Dw——工件直径,mm

nw——工件转速,r/mm

纵向进给量f

定义:工件的轴向进给运动。外圆磨削时,纵向进给量是指工件每旋转一周,沿自身轴线方向相对砂轮移动的距离。

背吃刀量ap

定义:砂轮的径向进给运动。对于外圆磨削,其又称横向进给量,即工作台每次纵向往复行程终了时,砂轮在横向移动的距离(即砂轮在半径方向上的相对位移)。

磨削技术——磨削用量的选择

磨削条件:粗磨

磨削用量的选择:可采用较大的背吃刀量和纵向进给量

磨削条件:精磨

磨削用量的选择:采用较小的工件圆周速度、背吃刀量和纵向进给量

磨削条件:磨削细长、薄壁工件等

磨削用量的选择:工件刚性较差,采用较小的背吃刀量和纵向进给量

磨削条件:强度和硬度高而导热性差的材料

磨削用量的选择:采用较小的背吃刀量,工件的圆周速度可适当放大

磨削条件:使用切削性能良好的砂轮时

磨削用量的选择:可适当增大背吃刀量

磨削条件:磨削细长工件

磨削用量的选择:工件容易产生振动,工件的圆周速度应适当降低

磨削技术——常用磨削方法

磨削方法:纵磨法

特点:工件加工表面光洁度高,可加工长度不同的各种工件,加工质量好,但生产效率低。

适用范围:1、磨削长度与砂轮宽度之比大于3的工件;

2、适合单件、小批量生产及精度加工。

磨削方法:横磨法(又称切入法)

特点:生产效率高,但加工工件的光洁度和精度较低。

适用范围:1、被加工面小于砂轮宽度的工件;

2、两侧都有台阶的轴颈;

3、不能用纵向进给磨削的场合。

磨削方法:综合磨削

特点:1、先粗磨将余量一次磨去(留精磨余量),粗磨时横向进给量很大,约为(3/4-4/5)T;

2、再一次纵向进给运动中,将工件磨削余量全部切除达到规定的尺寸要求。

适用范围:1、刚性好,长度较长的工件;

2、生产效率高、动力大的磨床。

磨削方法:深度磨削

特点:磨削时,砂轮各台阶的前端担负主要切削工作,各台阶的后部起精磨、修光作用,前面的各台阶完成粗磨,最后一个台阶完成精磨。

适用范围1、磨削余量和刚性较大的工件;

2、批量生产;

3、刚度和功率较大的磨床。

磨削技术——机床结构(LECN)

力成磨床结构

磨削技术——导轨的选用

▷▶LECN数控外圆磨床主推贴塑导轨,同时可提供静压导轨产品。

▷▶LECNCBN数控外圆磨床砂轮轴为滚柱导轨;头架和尾座滑台主推贴塑导轨,同时头架和尾座滑台可提供静压导轨产品。

磨削技术——砂轮

砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。砂轮是在磨料中加入结合剂,经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。由于磨料、结合剂及制造工艺不同,砂轮的特性差别很大,因此对磨削的加工质量、生产效率和经济性有着重要影响。

砂轮分类

按所用磨料:普通磨料(刚玉和碳化硅等)砂轮,天然磨料超硬磨料(金刚石和立方氮化硼等)砂轮。

按形状:平形砂轮、斜边砂轮、筒形砂轮、杯形砂轮、碟形砂轮等。

按结合剂:陶瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮、金属砂轮等。

砂轮特性

磨料、粒度、硬度、结合剂、形状及尺寸等。

磨削技术——外形尺寸

形状尺寸根据机床结构与磨削加工的需要,砂轮制成各种形状与尺寸。

型号命名

LECN机床的型号命名依据《GB/T15375金属切削机床型号编制办法》的规定。

LECN数控外圆磨床——分类

数控外圆磨床系列

MA2530/MP2530

MA2560/MP2560

MA3560/MP3560

MA35100/MP35100

CBN数控外圆磨床系列

MP2530H

MP2560H

MP3560H

MP35100H