机械加工一体化教材—磨削模块(3)

2020-05-08 09:41

3.齿轮传动 一对齿轮啮合而工作时,主动轮的轮齿将力传动从动轮的轮齿上,从而将主动轴的动力和运动传递给从动轴,这就是齿轮传动。如果有齿轮的轴不止一根,且上面的齿轮又能根据需要而啮合,就组成了一个能多级变速的轮系,以准确可靠的传递运动。磨床砂轮架内的进给变速机构和头架内主轴传动装置,都是用齿轮传动的。

齿轮传动还可以把旋转运动变为直线运动,如磨床工作台的手动纵向移动就是由齿轮传动齿条来实现的。

齿轮传动结构紧凑,体积小,使用寿命长,能保持恒定的瞬时传动比,传递的功率大,速度范围宽,但制造与安装精度要求高,成本也高。

二、液压传动液压传动是磨床的重要传动方式。采用液压传动可使磨床运动平稳,并可实现较大范围内的无级变速。图5-1-3所示为磨床工作台往复运动液压系统的示意图,工作原理如下:

当电动机带动液压泵2运转时,输出的压力油经节流阀4、换向阀5进入液压缸6的左腔,从而带动工作台7向右运动,液压缸右腔的低压油返回油箱。变换换向阀的位置(图5-1-3b),则高压油进入液压缸的右腔,工作台向左运动。转动节流阀,可调节工作台的运动速度。传动系统的压力由溢流阀3调节。

液压传动元件单位重量传递的功率大,结构简单,布局灵活,易于实现远距离操纵和自动化。液压传动的工作性能好,速度、转矩、功率均可作无级调速,其元件的自润滑性能好,使用寿命长,元件易系列化、标准化、通用化。

3、电气传动 磨床的机械传动系统和液压传动系统都离不开电气传动系统。从合闸开始,到启动各台电动机、液压泵、水泵,直至磨床的各个运动,各个动作,按先后顺序、要求速度进行启动、转换、变速、联锁、停止等的各个过程都是通过电气传动的。

第三节 磨削用量和刨削

切削用量是用于表示切削时主运动、进给运动和切入量参数的数值,以便于调整机床,取得良好的切削效果。

根据磨削的特点,不同的磨削方式有不同的磨削用量。以外圆磨削为例,其磨削用量包括砂轮的圆周速度、工件的圆周速度、纵向进给量及横向进给量。

一、砂轮圆周速度

砂轮外圆表面上任一磨粒在单位时间内所经过的磨削路程,称为砂轮的圆周速度,用v。表示。此速度也即磨削主运动速度。

v。的单位为m/s,按下式计算

V。?式中 D。——砂轮直径(mm); n。——砂轮转速(r/min);

282

?Dn。1000?60

v。——砂轮的圆周速度(m/s)。

砂轮圆周速度表示砂轮磨粒的磨削速度,又称磨削速度。

外圆磨削和平面磨削的磨削速度一般在30~35m/s左右。内圆磨削因其砂轮直径限制故速度较低,一般在18~30/m/s左右。

砂轮圆周速度对磨削质量和生产率有直接的影响。当砂轮直径变小时,会出现磨削质量下降的现象,就是由于砂轮圆周速度下降的缘故。

二、工件圆周速度

工件圆周速度是表示工件被磨削表面上任意一点,在每分钟内所走过的路程,用Vw表示,计算式为

Vw=

dw?nw

1000式中 dw ——工件外圆直径(mm); nw ——工件转速(r/min); vw ——工件圆周速度(m/min)

工件的圆周速度远低于砂轮的圆周速度,一般为5~30m/min。 三、纵向进给量

工件每转一转,砂轮相对于工件在纵向进给运动方向的移动量,叫做纵向进给量。

图5-1-4 进给量

计算式为

f = ( 0.2 ~ 0.8 ) B

式中 B——砂轮宽度(mm); f——纵向进给量(mm)。

纵向进给量与工作台的纵向速度有关,其计算公式为

Vf=

fnw 1000283

式中 f ——纵向进给量(mm); nw ——工件转速(r/min);

vf ——工作台纵向速度(m/min)。 四、横向进给量

外圆磨削时,在每次行程结束后,砂轮在横向进给运动方向上的移动量,叫做横向进给量,用ap表示。它是衡量磨削深度大小的参数,又称背吃刀量。其尺寸从垂直于进给运动方向测量。其计算公式为

ap=

D?d 2式中 D——进给前工件的直径(mm); d——进给后工件的直径(mm); ap——横向进给量(mm)。

外圆磨削时,横向进给量很小,一般取0.005~0.04mm,精磨时取小值,粗磨时则取大值。

切削速度、进给量、背吃刀量通常称之为“切削三要素”,磨削时应合理选择。 磨削用量的选择原则是:粗磨时以提高生产率为主,选用大的背吃刀量和纵向进给量;精磨时以保证精度和表面粗糙度要求为主,选择较小的背吃刀量和纵向进给量。同时还要考虑磨床、工件等具体情况,再综合分析确定。

复习思考题

1.解释下列磨床型号的含义:

MG1432A,MBS1332A,M1080,MM1420,M2110,M6025A,M7475B 2.万能外圆磨床主要有哪些主要部件?各部件有什么作用? 3.磨削由哪些基本运动组成? 4.磨床常见的传动形式有哪些?

5.带传动是如何实现的,有什么优缺点? 6.简述液压传动结构和原理。 7.什么叫磨削用量?试举例说明。 8.什么是圆周速度?如何计算?

9.进给量可分为哪两类?其计算式分别是什么? 10.什么是“切削三要素”?如何正确选择?

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第二章 磨具

第一节 砂轮的结构特性

一、砂轮的结构

砂轮是由磨料和结合剂以适当的比例混合,经压制、干燥、烧结而成。烧结后还需车削成形、静平衡、硬度测定及最高工作速度实验等一系列工序,以保证砂轮的质量。

砂轮的结构如图5-2-1所示,它由磨粒、结合剂和空隙(气孔)三个要素组成。

图5-2-1 砂轮的结构

磨粒相当于切削刀具的切削刃,起切削作用。结合剂使各磨粒位置固定,起支持磨粒的作用。空隙则有助于排屑和散热的作用。

二、砂轮的特性

砂轮的工作特性由以下几个要素衡量:磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、强度、形状和尺寸等。各种特性都有其适用的范围。

1.磨料 磨料是构成砂轮的主体材料,磨料经压碎后即成为各种粗细不等、形状各异的磨粒,在磨削时需经强烈的摩擦、挤压和高温的作用,因此对磨料的性能和成分都有一定的要求。

(1)对磨料的要求 磨料应具如下性能:

1)较高的硬度 磨料的硬度要高于工件的硬度,这样才能切掉工件上的金属。

2)磨料的强度是指磨料在磨削力、热应力的作用下,保持其力学性能的程度。显然,磨料的强度要高于工件材料的强度。

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3)较好的韧性 磨料的韧性是指磨料在外力作用下,抵抗破裂的能力。韧性小(脆性大)的磨料,在未充分发挥切削作用之前,很容易被折断,砂轮极易迅速磨耗。

4)较好的热稳定性(红硬性) 磨料的热稳定性是指磨料在磨削的高温之下,保持其物理性能的能力。热稳定性好,有利于减少切削变形。

5)较好的化学稳定性 磨料的化学稳定性是指磨料不与工件黏附、扩散,不发生化学反应、变化的性能。化学稳定性好的磨料,可延缓砂轮钝化,减轻砂轮堵塞,对提高砂轮的切削能力,延长砂轮使用寿命非常有利。

(2)磨料的种类 分普通磨料和超硬磨料两大类。前者主要有刚玉类和碳化物类,后者主要有金刚石类和立方氮化硼类。普通磨料的品种名称代号见表5-2-1。

表5-2-1 普通磨料的名称及其代号(GB/T2476-94)

(3)磨料硬度和韧性比较 磨料的硬度和韧性是选用砂轮的重要依据,必须有所了解。

1)硬度比较 磨料从硬到软的次序为金刚石、立方氮化硼、碳化硼、绿碳化硅、立方碳化硅、黑碳化硅、单晶刚玉、白刚玉、铬刚玉、棕刚玉。

2)韧性比较 磨料从韧到脆的次序为铬刚玉、单晶刚玉、棕刚玉、白刚玉、微晶刚玉、黑碳化硅、绿碳化硅、立方氮化硼、金刚石。

2.粒度 粒度是指磨料颗粒的大小。粒度号越大,表示磨料颗粒越小,或者说粒度越粗。

根据磨料标准(GB/T2477-94)规定,粒度用41个粒度代号表示。

粒度从粗到细的号数为4#、5#、6#、7#、8#、10#、12#、14#、16#、20#、22#、24#、30#、36#、40#、46#、54#、60#、70#、80#、90#、100#、120#、150#、180#、220#、240#。

以上粒度号的颗粒尺寸均在2600~20um之内。其粒度代号表示的是磨砺所通过的筛网在每英寸长度上所含的孔数目。例如46#粒度是指磨粒可以通过每英寸长度上有46个孔目

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