关于无心外圆磨削的磨削的应用分析
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摘 要：磨削是指用通过砂轮等模具的高速旋转 去除材料的加工工艺方法。磨削比较广泛的应用于高精密加工，可以得到很高的工艺尺寸及表面质量 。外圆磨削是磨削加工的最常见的一种加工形式，其中无心外圆磨以其高效性更是应用更为广泛。本文浅谈无心外圆磨削的工作形式、磨削方法、砂轮和导论的修整、托板的设计、常见问题的解析及与普通外圆磨的比较来进行无心外圆磨加工特点的论述。
关键词：无心外圆磨；问题分析；加工特点
1、无心外圆磨的工作形式
无心外圆磨主要应用于磨削大批量的细长轴、无中心孔的短轴及销子类零件。主要由砂轮、托板和导论构成一套磨削形式，工件支承在托板和导轮上，导轮与砂轮 在垂直面内有一个小的倾角α，通过砂轮及导轮的相对旋转并借助导轮表面的摩擦运动带动工件的旋转及沿轴线运动。工件借助其余托板的摩擦实现减震的效果。
2、无心外圆磨的工作方法
无心磨削的方法有很多其中贯穿磨削法也叫通磨法，工件一边旋转一边通过磨削区域，磨削余量在贯穿时逐步被切除。导轮在垂直面内的倾角α使导轮的圆周速度分解为切线方向速度，即工件的圆周转速；纵向方向速度，即工件的轴线方向速度。
3、砂轮和导论的修整
磨削过程中，砂轮表面的磨粒会 随着加工逐渐变钝，砂轮表面也会被磨屑堵死，此时不但加工精度会受到影响，磨削温度也会随之上升，容易 造成烧伤。此时就需要对砂轮做出及时的修整，以保持砂轮的锐性。最常见的是采用金刚石 滚轮的轴向运动及旋转对砂轮进行修裁，其优点是磨削的工件表面质量及粗糙度较好。为了保证砂轮的修裁状态，可以通过粗精磨两次及以上修裁的方法。
随着加工工件的数量增加导轮也随之磨损，为保证导轮的功用，需要对导轮的形状和表面状态进行修整。因为导轮有一个倾角α，以推动工件的轴向运动，所以导轮 是一个内凹 的双曲面，在 整个宽度上，共建呵导轮应保持线接触，来保证工件良好的定位及 运动，工件中心轨迹与砂轮轴线平行，以保证磨削精度。
4、托板的设计
无心磨削时通常使用托板来对工件进行 支撑和定位。因为工件在托板上进行旋转及轴线运动，所以托板极易磨损，通常在托板上方 与工件接触的地方会焊接合金，来增加托板的耐磨性，磨损后可以进行维修或者更换。托板倾角β一般会选取20°、30°和45°。当磨削较大直径工件或者进行粗磨时，选取小角度值；磨削较小直径工件或者进行精磨时，对应选取大角度值。
一般工件的中心高h都会高于砂轮与导轮的中心连线，如果h值选取的过高，则工件在加工时会产生跳动；h值选取过小，会对工件有一个下压力，工件容易磨不圆。通常粗磨的h值会比精磨选取更大一些；大直径的工件应相应选取大h值。h值得选取对工件的圆度影响非常大。工件中心高的调整通常可以通过更换在托板下的调整垫块，垫块应保证良好的平面度及平行度，且与托板的接触面积不宜过大。
5、无心磨削时工件产生缺陷的原因及解决方法
无心磨削时会产生一些缺陷，如圆度误差、圆柱度误差、表面粗糙度误差及各种外观缺陷等。
5.1 圆度误差
5.1.1通过圆度仪检测工件圆度的图形为五角星时，表明工件的中心高过低；当图形为花瓣时，则表明工件中心高过高，需要适当调整工件的中心高。
5.1.2 通过圆度仪检测工件的图形为不规则椭圆时，说明砂轮或者导轮需要重新修裁，或者修整角度及修整量是否合适。
5.1.3 当砂轮硬度过高时，砂轮的脱粒能力较弱，磨削力较高，可以选用硬度较软的的砂轮，来增加砂轮的自锐性。
5.1.4 工件加工时贯穿的的速度过快，磨削不够充分，可以适当降低导轮的转速，来调整工件贯穿的速度。
5.2 圆度住误差
5.2.1 托板磨损或者托板选择的不正确，重新修磨托板，保证托板的角度正确，更换正确的托板。
5.2.2 砂轮磨损严重或者修裁不当，重新修裁砂轮或者修整角度及修整量是否合适。
5.3表面粗糙度误差
5.3.1 工件加工的余量分配不合理，加工时按照醋精磨削及光磨合理分配加工余量并选用合适的加工速度。
5.3.2 砂轮的粒度太粗，或者修裁不细，选择匹配的砂轮粒度及适当的修裁时间和修裁量。
5.3.3 磨削液不干净或者位置不对没有充分冷却，更换磨削液并保证充分冷却。
6、无心外圆磨与普通外圆磨相比较的优缺点
6.1连续加工，无需退刀，装夹工件等复制时间短，生产率高。
6.2托架和导轮定位机构比普通外圆磨床顶尖、中心架机构支承刚性好，切削量可以较大，并有利于细长轴类工件的加工，易于实现高速磨削和强力磨削。
6.3无心外圆磨床工件靠外圆在定位机构上定位，磨削量是工件直径上的余量，故砂轮的磨损、进给机构的补偿和切入机构的重复定位精度误差对零件直径尺寸精度的影响。只有普通外圆磨床的一半，不需打中心孔，且易于实现上、下料自动化，可以同时加工两个及以上工件，并可以实现粗精磨一次完成。
6.4宽砂轮无心磨床通过式机构、可采用加大每次的加工余量，在切入磨时可对复杂型面依次形磨削或多砂轮磨削，生产率高，适用范围广。
6.5无心外圆磨床无保证磨削表面与非磨削表面的相对位置精度（同轴度，垂直度等）的机构，磨削周向断续的外表面时圆度较差。
7、结语
通过以上对无心外圆磨削的工作形式、磨削方法、砂轮和导论的修整、托板的设计、常见问题的解析及与普通外圆磨的比较来进行无心外圆磨加工特点的论述，对现实生产时对无心外圆磨工装的设计、砂轮和的选用、修裁及常出现的工艺问题做出一个总结，来应对生产时出现的各种问题。
参考文献
[1] 郭隐彪，杨炜，王振忠.磨削加工工艺及应用――国防工业出版社.
[2] 南剑平.浅谈无心外圆的磨削的特点和方法――鄂州大学学报.
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