磨床的選擇:磨床的各種類型及其適用范圍
磨床是指利用磨具對工件表面進行磨削加工的機床。大多數(shù)磨床使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進行磨削加工,少數(shù)磨床使用油石、砂帶等其他磨具和游離磨料進行加工,如珩磨機、超精密機床、砂帶磨床、研磨機和拋光機等。
磨床能加工硬度較高的材料,如淬火鋼、硬質(zhì)合金等;也能加工脆性材料,如玻璃、花崗石。磨床能進行高精度和表面粗糙度很低的磨削,也能進行高效率的磨削,如強力磨削等。
磨床的種類很多,在機械加工中應(yīng)用最多的有外圓磨床、平面磨床、內(nèi)圓磨床。此外,還有工具磨床、花鍵磨床、齒輪磨床、螺紋磨床等各種專門用途的磨床。
隨著高精度、高硬度機械零件數(shù)量的增加,以及精密鑄造和精密鍛造工藝的發(fā)展,磨床的性能、品種和產(chǎn)量都在不斷的提高和增長。
1.外圓磨床
外圓磨床是主要用于磨削圓柱形和圓錐形外表面的磨床,如圖1所示。
圖1 外圓磨床
1-床身;2-頭架;3-砂輪;4-內(nèi)圓磨頭;5-砂輪架;6-尾廑;7-工作臺
外圓磨床由床身、工作臺、頭架、尾座和砂輪架等部件組成,見表1。
表1外圓磨床的組成
部件名稱 | 說明 |
床身 | 它是-個箱形零件,底部俸油池展≯蘑縻豹藏壓泵安裝在床身的后壁上,床身右后部裝有電器設(shè)備。橫向進給機構(gòu)、王梧臺手柄以及電器和液壓的操縱機構(gòu),均安裝在床身的前壁上。砂輪架安裝在床身的后上都。床身上有平行導軌,工作臺在其上運動。 |
工作臺 | 工作臺有兩層,下工作臺沿床身導軌作縱向往復運動,上工作臺相對下工作臺能作-定角度的回轉(zhuǎn)調(diào)整,以便磨削圓錐面 |
頭架 | 頭架上有主軸,可用頂尖或卡盤夾持工件旋轉(zhuǎn)。主軸由雙速電動機帶動,可以使T件獲得不同的轉(zhuǎn)速 |
尾座 | 用于磨細長工件時支持工件,它可在工作臺上作縱向調(diào)整,當調(diào)整到所需要位置時將其緊固。扳動尾座上的手柄時,璜尖套筒可以推出或縮進,以便裝夾或卸下工件 |
砂輪架 | 砂輪裝在砂輪架主軸上,由單獨的電動機經(jīng)V帶直接帶動旋轉(zhuǎn)。砂輪架可沿著床身后部的橫向?qū)к壡昂笠苿?,移動的方式有胄動周期進給、快速引進和退出、手動三種,前兩種是由液壓傳動實現(xiàn)的 |
液壓傳動在各種磨床中得到廣泛應(yīng)用,具有以下優(yōu)點:
1)在相同功率的情況下,液壓傳動裝置體積小,重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊。
2)換向時無沖擊和振動,運動平穩(wěn),在規(guī)定的范圍內(nèi)能實現(xiàn)無級調(diào)速。
3)零件在油液中工作可以減少磨損,延長壽命,容易實現(xiàn)工作循環(huán)的自動化。
液壓傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復雜,不易制造,所以液壓傳動設(shè)備成本較高。外圓磨床工作臺往復運動的液壓傳動系統(tǒng),如圖2所示。
圖2外圓磨床工作臺往復運動的液壓傳動系統(tǒng)
1-工作臺;2-擋塊;3-液壓缸;4-換向閥;5-杠桿;6-彈簧帽;7-溢流閥;8-出油口;9-油箱;10-操縱桿;1l-齒輪液壓泵;12-滑閥;13、14-節(jié)流閥;15-油腔;16-液壓缸;17-手輪
外圓磨床液壓傳動系統(tǒng)主要由油箱9、齒輪液壓泵11、換向閥4、節(jié)流閥13、溢流閥7、液壓缸3等組成。工作時,壓力油從液壓泵1l經(jīng)管路輸送到換向閥,由此流到液壓缸3的右端或左端,使工作臺1向左或向右作進給運動。此時,液壓缸另-端的油,經(jīng)換向閥4、滑閥12及節(jié)流閥13流回油箱。節(jié)流閥是用來調(diào)節(jié)工作臺運動速度的。
工作臺的往復換向動作,是通過擋塊2使換向閥4的閥芯自動轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的。擋塊固定在工作臺的側(cè)面槽內(nèi),按照要求的工作臺行程來調(diào)整兩擋塊之間的距離。當工作臺每到行程終了時,擋塊先推動杠桿5到垂直位置;然后借助作用在杠桿5滾拴上的彈簧帽6使杠桿及閥芯繼續(xù)向前移動,從而完成換向動作。換向閥的閥芯轉(zhuǎn)換快慢由節(jié)流閥14調(diào)節(jié),它將決定工作臺換向的快慢和平穩(wěn)性。
用手向右搬動操縱桿1度,滑閥12的油腔15使液壓缸3的左、右導管接通,因此便停止了工作臺的移動。此時,液壓缸16中的油在彈簧活塞壓力作用下經(jīng)油管流回油箱?;钊粡椈蓧合潞?,齒數(shù)z=17的齒輪與z=31的齒輪嚙合。因此,利用手輪17可移動工作臺。
2.內(nèi)圓磨床
內(nèi)圓磨床是主要用于磨削圓柱形和圓錐形內(nèi)表面的磨床,如圖3所示。
圖3內(nèi)圓磨床
1-床身;2-頭架;3-砂輪修整器;4-砂輪;5-磨具架;6-工作臺;7-磨具架手輪;8-工作臺手輪
內(nèi)圓磨床由床身、工作臺、頭架、磨具架、砂輪修整器等部件組成。頭架2可繞垂直軸線轉(zhuǎn)動-個角度,以便磨削圓錐孔。磨具架5安放在工作臺6上,工作臺由液壓傳動作往復運動,每往復-次能堡磨具作微量橫向進給。工作臺及磨具架的移動也可以由手輪8和7來操縱。
3.
平面磨床
平面磨床是主要用于磨削工件平面的磨床,如圖4所示。
圖4平面磨床 1-床身;2-工作臺;3-砂輪;4-滑板;5、7-手輪;6-立柱;
平面磨床由床身、工作臺、立柱、滑板等部件組成。
(1)工作臺 工作臺2裝在床身l的導軌上,由液壓驅(qū)動作往復運動,也可以用手輪來操縱,以進行必要的調(diào)整。工作臺裝有電磁 I吸:盤或其他夾具,用來裝夾工件。
(2)磨頭磨頭沿橫向滑板4的水平導軌作橫向進給運動,它由液壓驅(qū)動或手輪5操縱?;?可沿立柱6的導軌作垂直移動,譬調(diào)整磨頭的高低位置及完成垂直進給運動,這-運動是通過轉(zhuǎn)動手輪7來實現(xiàn)的。砂輪3由裝在磨頭殼體內(nèi)的電動機直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
4.無心磨床
無心磨床是主要用于磨削圓柱形表面的磨床,如圖11所不。工件采用無心夾持,-般支承在導輪和托架之間,由導輪驅(qū)動工件旋轉(zhuǎn)。
圖5無心磨床1-砂輪架2-托板3-導輪架4-床身
無心磨床磨外圓與普通外圓磨床磨外圓相比,其主要特點是加工時不用頂尖定位,而是由工件的被磨削外圓面作定位面。工件放在砂輪和導輪之間,由托板支承進行磨削。由于工件不必打中心孔,裝工件省時,托板支承工件剛性好,所以生產(chǎn)效率高。但精度較低,表面較粗糙。如果配備適當?shù)淖詣友b卸料機構(gòu),很容易實現(xiàn)全自動。
無心磨床由床身、砂輪架、導輪架、托板等部件組成,見表2.
表2無心磨床的組成
部件名稱 | 說明 |
砂輪架 | 磨削砂輪裝在砂輪主軸上,由電動機經(jīng)V帶驅(qū)動。砂輪架1可以沿床身4上的橫向運動導軌作橫向進給運動。磨削砂輪的左邊是導輪修整器,修整器可沿其導軌作修整運動 |
導輪架 | 導輪裝在導輪架3的主軸上。導輪-般為橡膠結(jié)合劑砂輪。導輪由單獨的電動機驅(qū)動,可以變速。導輪的主要作用是傳動或控制工件韻旋轉(zhuǎn)和軸向移動。導輪軸的軸線可以扳動-傾斜角口。導輪修整囂用于對導輪的修整 |
托板 | 托板2的作用是支承工件 |
5.珩磨機
珩磨機是用于珩磨工件各種表面的磨床,利用珩磨頭珩磨工件精加工表面。主要用在汽車、拖拉機、液壓件、軸承、航空等制造業(yè)中工件孔的珩磨。珩磨機有立式和臥式兩種,其性能見表3。
類型 | 性能 |
立式珩磨機 | 主軸工作行程較短,適用于珩磨缸體翔籍體孔等。鑲嵌有油石的珩磨頭由豎直翥蠹耋的主軸帶動旋轉(zhuǎn),同時在液壓裝置的驅(qū)動下作垂直往復進給運動。 |
臥式珩磨機 | 工作行程較長,適用于珩磨探孔,深度可達3000WIITI。水平安置的珩磨頭不旋轉(zhuǎn),只作軸向往復運動,工件由主軸帶動旋轉(zhuǎn),床身中部設(shè)有支承工件的中心架和支承珩磨桿的導向架。在加工過程中,珩磨頭的油石在脹縮機構(gòu)作用下作徑向進給,把工件逐步加工到所需尺寸 |
新型的珩磨機多采用液壓脹縮的珩磨頭。珩磨機大多數(shù)是半自動的,常帶有自動測量裝置,還可納入自動生產(chǎn)線工作。除加工孔的珩磨機外,還有加工其他表面的外圓珩磨機、軸承滾道珩磨機、平面珩磨機和曲面珩磨機等。圖5所示為曲面珩磨機。
6.研磨機
研磨機是用于研磨工件平面或圓柱形內(nèi)、外表面的磨床,用涂上或嵌入磨料的研具對工件表面進行研磨。主要用于研磨工件中的高精度平面、內(nèi)外圓柱面、圓錐面、球面、螺紋面和其他形面。研磨機的主要類型有圓盤式研磨機、轉(zhuǎn)軸式研磨機和各種專用研磨機,其性能見表4。
圖6曲面珩磨機
表5研磨機的性能
類型 | 性能 |
圓盤式研磨機
| 分單盤和雙盤兩種,以雙盤研磨機應(yīng)用最為普通。在雙盤研磨機上,多個工件同時放入位于上、下研磨盤之間的保持架內(nèi),保持架和工件由偏心或行星機構(gòu)帶動作平面平行運動。下研磨盤旋轉(zhuǎn),與之平行的上研磨盤可以不轉(zhuǎn),或與下研磨盤反向旋轉(zhuǎn),并可上下移動以壓緊工件(壓力可調(diào))。此外,上研磨盤還可隨搖臂繞立柱轉(zhuǎn)動-角度,以便裝卸工件。雙盤研磨機主要用于加工兩平行面、一個平面(需增加壓緊工件的附件)、外圓柱面和球面(采用帶v形槽的研磨盤)等。加工外圓柱面時,因工件既要滑動又要滾動,須合理選擇保持架孔槽形式和排列角度。單盤研磨機只有-個下研磨盤,用于研磨工件的下平面,可使形狀和尺寸各異的工件同盤加工,研磨精度較高。有些研磨機還帶有能在研磨過程中自動校正研磨盤的機構(gòu) |
轉(zhuǎn)軸式研磨機 | E自,TI、反向旋轉(zhuǎn)的主軸帶動工件或研具(可調(diào)式研磨環(huán)或研磨棒)旋轉(zhuǎn),結(jié)構(gòu)比較簡單,用于研磨內(nèi)、外圓柱面 |
專用研磨機 | 依被研磨工件的不同,有中心孔研磨機、鋼球研磨機和齒輪研磨機等。還有-種采用類似無心磨削廚《理的無心研磨機,用于研磨圓柱形工件 |
7.專用研磨機
依被研磨工件的不同,有中心孔研磨機、鋼球研磨機和齒輪研磨機等。還有一種采用類似無心磨削機理的無心研磨機,用于研磨圓柱形工件。
圖7所示為圓盤式研磨機。
圖7 圓盤式研磨機
8.工具磨床
工具磨床是用于磨削工具的磨床,如圖8所示。
圖8工具磨床
9.專用磨床
專用磨床是對某類零件進行磨削的專用機床。按其加工對象不同又可分為:花鍵軸磨床、曲軸磨床、凸輪磨床、齒輪磨床、螺紋磨床、曲線磨床等。
1)圖15所示為曲軸磨床。
2)圖16所示為齒輪磨床。
3)螺紋磨床是用成形砂輪作為磨具加工精密螺紋的加工機床。螺紋磨床主要用于機器制造業(yè)的生產(chǎn)車間和工具車間,以刀具廠和量具廠中生產(chǎn)螺紋加工工具和螺紋量具的車間中用得最多。螺紋磨床有多種類型,最典型的是萬能螺紋磨床。
圖9曲軸磨床
萬能螺紋磨床的機床布局與外圓磨床類似。工作臺在床身上移動,作縱向進給運動。砂輪架作橫向進給以便磨削不同導程角的工件,砂輪軸能在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)一定角度。為消除雙向磨削時的換向間隙,在傳動鏈中設(shè)有間隙消除機構(gòu)。機床有鏟磨機構(gòu)和螺距累積誤差校正機構(gòu)。機床可用單線砂輪和多線砂輪磨削各種精密螺紋(如外螺紋、內(nèi)螺紋、錐螺紋和多頭螺紋等)。這種機床用途廣泛,可用于加工螺紋量規(guī)、螺紋滾壓輪、滾珠絲杠、滾珠螺母、蝸桿、絲錐、滾刀、螺紋銑刀和其他螺紋件,使用適當?shù)母郊€可磨削環(huán)形溝槽、齒條和搓絲板等。這種機床結(jié)構(gòu)復雜,附件多,主要用于工具車間。
圖10所示為螺紋磨床。
圖10螺紋磨床