模块九磨工电子教案 金工实训

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1、教学目标知识目标：了解磨削加工的工艺范围；掌握磨床的型号及主要技术规格；掌握磨床的组成部分及其作用。了解砂轮代号的意义。了解磨削用量的基本概念；了解常用的外圆磨削方法。了解常用的平面磨削方法。技能目标：熟练掌握磨床的基本操作方法；能应用横向进给手轮调整背吃刀量；能正确维护与操纵磨床。掌握砂轮的选用方法；学会运用砂轮的检查、安装、平衡及修整方法。熟练掌握简单轴类零件的磨削方法；能正确维护与调整磨床。熟练掌握简单平面零件的磨削方法；能正确维护与调整磨床。教学重点掌握砂轮的选用及安装方法，能够磨削简答轴类零件及平面零件。教学难点在教师辅助下，能够独立进行磨工工艺的相关操作。教学手段实物演示；教学板书

2、；录像插件；电子课件。教学学时20学时教 学 内 容 与 教 学 过 程 设 计注 释模块九 磨工磨床是用于磨削加工的一种机床。磨工是工人操作磨床根据图样要求对工件进行磨削加工的工种。磨削加工是机械加工中最常用的精加工方法之一。磨削时可采用砂轮、油石、磨头、砂带等作为磨具，而最常用的磨具是用磨料和黏结剂做成的砂轮。磨削的加工范围很广，不仅可以加工内外圆柱面、内外圆锥面和平面，还可以加工螺纹、花键轴、曲轴、齿轮、叶片等特殊的成形表面，如图9-1所示。图9-1常见的磨削方法磨工包括磨床的基本操作和磨削加工两个部分，磨床的基本操作是磨工的基本技能，我们将从认识磨床开始，最终达到能操作磨床的目的。课题

3、一 磨床的基本操作磨床的基本操作是进行磨削加工的基础，可分成操作磨床、砂轮及切削液的使用两个实训进行操作训练。实训一 操作磨床一、实训内容根据磨床的操作过程分组进行机床操作训练。二、工艺知识1.磨床的型号及主要技术规格磨床的种类很多，有外圆磨床、平面磨床、工具磨床、内圆磨床、曲轴磨床等。其中应用最广泛的是平面磨床和外圆磨床。机床型号是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类别、主要技术参数、结构特征等。国家标准GB/T 153752008金属切削机床 型号编制方法规定，机床的型号由大写的汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。例如，M1432A型磨床型号中字母及数字的含义为（1）M。M是机床的类别代号，表

4、示“磨床”，读“磨”。（2）14。14是机床的组别和系别代号，表示万能外圆磨床。（3）32。32是机床的主参数，表示机床的主要技术规格，用两位十进制数并以折算值表示。（4）A。A是机床重大改进的序列号。2.万能外圆磨床的组成部分及其作用M1432A型万能外圆磨床由床身、工作台、头架、尾座、砂轮架和内圆磨具等部件组成。1）床身床身是一个箱形铸件，用来支撑磨床的各个部件，在床身上面有两组导轨，分别为纵向导轨和横向导轨。2）工作台工作台分上下两层，上层称为上工作台，可相对下工作台回转角度，以便磨削圆锥面。下层称为下工作台，由机械或液压传动，可沿着床身的纵向导轨做纵向进给运动。3）头架头架上装有主轴，

5、主轴端部可以安装顶尖或卡盘，以便装夹工件。4）尾座在尾座套筒前端安装顶尖，用来支撑工件的另一端。尾座套筒的后端装有弹簧，可调节顶尖对工件的轴向压力。5)砂轮架砂轮架安装在床身的横向导轨上。操纵横向进给手轮，可实现砂轮的横向进给运动，用来控制工件的磨削尺寸。6)内圆磨具内圆磨具用于磨削工件的内孔，在它的主轴端可安装内圆砂轮，由电动机经带传动做磨削运动。内圆磨具装在可绕铰链回转的支架上，使用时可向下翻转至工作位置。3.平面磨床的组成部分及其作用卧轴矩台平面磨床由床身、工作台、立柱、拖板、磨头等部件组成，与其他磨床不同的是工作台上安装有电磁吸盘，用以直接吸住工件。在磨削时用砂轮的外圆周面对工件进行加

6、工。1）床身床身为箱形铸件，上面有V形导轨及平导轨，工作台安装在导轨上。床身前侧装有工作台手动机构、垂直进给机构、液压操纵板及电器按钮板。2）工作台工作台是一个盆形铸件，上部有长方形的台面，下部有凸出的导轨。工作台上部长方形台面的表面经过磨削，并有一条T形槽，用以固定工件或电磁吸盘。在台面两端装有防护罩，以防止切削液飞溅。3）立柱立柱为一箱形结构，前部有两条平导轨，中间安装有丝杠，通过螺母使拖板沿平导轨做垂直移动。立柱上装有叠合式防护罩，用以防止切削液、灰尘等进入。4）拖板拖板有两组相互垂直的导轨，一组为垂直平导轨，用于沿立柱做垂直移动，另一组为水平燕尾导轨，用于做磨头横向移动。 5）磨头磨头

7、在水平燕尾导轨上的移动有两种形式。一种是断续进给，即工作台换向一次，磨头横向做一次进给，移动量为112 mm。另一种是连续进给，磨头在水平燕尾导轨上往复连续移动。6）垂直进给机构垂直进给机构位于床身前面，固定在床身上，摇动垂直进给手轮带动轴运转，通过垂直进给减速器齿轮使丝杠转动，即得到垂直进给。垂直进给的最大移动量为345 mm，手轮转一圈移动量为1 mm，每格刻度值为0.005 mm。三、平面磨床的实训操作1.电磁吸盘的使用特点工件装卸迅速方便，可多件加工，生产效率高；能保证工件平面的平行度；装夹稳固，不需要进行调整；可在台面上安装各种夹具，磨削垂直面、倾斜面等，使用比较方便。2.工件在电磁

8、吸盘上的装卸方法将工件基准面修去表面毛刺并擦净，然后将基准面放到电磁吸盘上。转动电磁吸盘工作状态选择开关至“工件吸着”位置，使工件吸牢在台面上。工件加工完毕，由于工件有剩磁不易取下，可将开关转到“退磁”位置，把剩磁去掉，再将电磁吸盘工作状态选择开关拨至“电源切断”位置，然后取下工件。3.平面磨床的操纵方法（1）转动床身后面的电源开关，接通电源。（2）将工件吸附在电磁吸盘之上，将磨头9停在离工件一定距离（约1 mm）的高度上，各液压操纵手柄、旋钮均置于停止位置。调整好工作台行程挡块7的位置，使其宽于工件长度20 mm左右。转动纵向驱动手轮6，检查行程范围是否合适。（3）按动液压泵启动按钮3，启动

9、液压泵。（4）转动工作台纵向移动开停手柄5，使工作台以低速运动，使工作台往复换向23次，检查动作是否正常。（5）转动磨头液动进给选择旋钮4，向左旋转，使磨头做横向连续移动，调节磨头左侧槽内的挡铁距离，使磨头在电磁吸盘台面横向全程范围内往复移动。4.磨床的维护（1）训练前应仔细检查磨床各部位是否正常，若有异常现象，应及时报告老师，不能带着故障训练。（2）训练结束后，应清除各部位积屑，擦净残留的切削液及磨床外部，并在工作台台面、顶尖及尾座套筒上涂油防锈。（3）严禁在工作台上放置工、量具及其他物品，以防工作台台面损伤。（4）移动头架和尾座时，应先擦净工作台台面和前侧面，并涂一层润滑油，以减少磨床磨损

10、。（5）电磁吸盘的台面要保持平整光洁，使用完毕后，应将台面擦净并涂油防锈。（6）机床擦拭完毕后，工作台应停在机床中间部位。四、注意事项(1)开机前要检查各控制手柄是否处于停止位置，否则会发生事故危险。(2)砂轮架快速进退时，要注意避免砂轮与磨床及工件相撞。(3)手动进退方向不能摇错，如把退刀摇成进刀，会使工件报废并伤及人身安全。(4)严禁两人同时操作。(5)严禁操作者在磨床运转过程中离开磨床。(6)必须在教师操纵示范后，同学们先逐一轮换练习一次，然后再分散练习，以免发生事故。五、评分标准填写该实训评分表。实训二 砂轮的安装一、实训内容正确安装砂轮。二、工艺知识1.砂轮的基本知识砂轮是由磨料和结

11、合剂经压坯、干燥、烧结而成的疏松体，由磨粒、结合剂和气孔三部分组成。1）磨料磨料是砂轮的主要成分，它直接担负切削工作，应具有很高的硬度和锋利的棱角，并要有良好的耐热性。2）粒度粒度对磨削生产率和加工表面的表面粗糙度有很大的影响。一般粗磨或磨软材料时选用粗磨粒，精磨或磨硬而脆的材料时选用细磨粒。3）结合剂磨料用结合剂可以黏结成各种形状和尺寸的砂轮，以适用于不同表面形状和尺寸的加工。陶瓷结合剂最为常用。4）硬度砂轮的硬度是指结合剂黏结磨粒的牢固程度，也指磨粒在磨削力作用下，从砂轮表面上脱落下来的难易程度。使用时要特别注意选择适当的硬度。5）砂轮的代号为了方便使用，在砂轮的非工作表面上标有砂轮的特性

12、代号，按GB/T 24842006固结磨具一般要求规定其标志顺序及意义。2.砂轮的选用选用砂轮时，应综合考虑工件的形状、材料性质及磨床条件等各种因素，见表9-1。3.砂轮的检查、安装、平衡及修整1）砂轮的检查砂轮安装前一般要进行裂纹检查，严禁使用有裂纹的砂轮。通过外观检查确认无表面裂纹的砂轮，一般还要用木槌轻轻敲击，声音清脆的为没有裂纹的好砂轮。2）砂轮的平衡安装砂轮前都要进行平衡。砂轮的平衡有静平衡和动平衡两种。一般情况下，只需作静平衡，但在高速磨削(线速度大于50 ms)和高精度磨削时，必须进行动平衡。3）砂轮的安装最常用的砂轮安装方法是用法兰盘装夹砂轮。两法兰盘直径必须相等，其尺寸一般为

13、砂轮直径的一半。安装时，砂轮和法兰盘之间应垫上厚12 mm的弹性纸垫，砂轮的孔径与法兰盘轴颈间应有一定的安装间隙，以免主轴受热膨胀而将砂轮胀裂。 4）砂轮的修整砂轮工作一定时间后，会出现磨粒钝化、表面空隙被磨屑堵塞、外形失真等现象，必须除去表层的磨粒，重新修磨出新的刃口，以恢复砂轮的切削能力和外形精度。砂轮修整一般利用金刚石工具采用车削法、滚压法或磨削法进行。修整时要用大量的切削液直接浇注在砂轮和金刚石工具接触的地方，以避免金刚石工具因温度急剧升高而破裂。三、安装砂轮实训操作砂轮在法兰盘上的安装步骤如下。（1）检查砂轮是否有裂纹和局部受潮。（2）检查砂轮孔径与法兰座的配合间隙，配合时应有较小间

14、隙。（3）检查弹性纸垫是否完整。（4）擦净法兰盘和砂轮内孔，在法兰座上垫好纸垫。（5）安放砂轮。（6）安放纸垫和法兰盖。（7）拧紧压紧螺钉。拧紧螺钉时，应按对角顺序逐步拧紧，用力不能过猛。四、注意事项(1)砂轮如有裂纹或局部受潮，绝对不能使用。(2)砂轮安装时不准将砂轮压进法兰座上，间隙较大时，应在砂轮孔径与法兰座间垫弹性纸垫，以消除间隙。(3)应保证弹性纸垫完整。(4)安装过程中，要轻拿轻放，注意安全。五、评分标准填写该实训评分表。课题二 磨削加工磨削加工可磨削外圆、内圆和平面，下面通过磨削外圆和磨削平面的实训操作进行磨削加工训练。实训一 磨削外圆一、实训内容磨削轴类工件外圆。二、工艺知识1

15、.磨削用量的选择磨削用量包括磨削速度vc、圆周进给量fw、纵向进给量fx、背吃刀量ap。1）磨削速度vcvc为磨削过程中砂轮外圆的线速度，取3050 m/。2）圆周进给量fwfw一般用工件的转速vw来表述和度量。工件转速的选择见表9-2。3）纵向进给量fxfx为工件相对于砂轮沿轴向的移动量，其值比砂轮宽度B小，一般fx（0.20.8）B，单位为mm/r。4）背吃刀量apap为垂直于进给速度方向的切削层最大尺寸，一般指工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离。2.粗、精磨磨削的选择零件毛坯经其他工序粗加工、半精加工后留下的要在磨削工序中切除的那一部分余量，称为磨削余量。为了提高生产效率和磨削精度

16、，可将磨削余量分为粗磨余量和精磨余量两部分。3.磨削外圆表面的方法1）纵向磨削法磨削时，砂轮高速旋转、工件低速旋转的同时，还随工作台做往复运动。在每次往复运动到达终点时，砂轮按要求的背吃刀量ap做一次进给，在多次往复行程中磨去磨削余量，这种磨削方法称为纵向磨削法。2）横向磨削法当工件被磨外圆长度小于砂轮宽度时采用，磨削时砂轮做连续横向进给运动，直到磨去全部余量为止。磨削时，因径向力较大，工件容易弯曲变形，所以不适宜用砂轮磨细长的工件。由于是连续做横向进给运动，故机动时间短，生产率高。3）阶段磨削法它是横向磨削法和纵向磨削法的综合应用，可达到取长补短的效果。4）深度磨削法采用这种磨削方法一般都要

17、对砂轮进行修整。由于磨削力较大，所以要求机床功率大、刚度好，该法适用于大批量生产。三、轴类工件磨削实训操作1.典型轴类工件磨削工艺分析该零件车削加工已完成，各外圆留0.5 mm左右的磨削余量。通过前面所讲的实训内容，要完成该轴的磨削加工，其操作步骤为确定磨削工艺、选择调整机床、装夹工件、磨削加工。2.磨削步骤（1）将两端中心孔擦干净，加润滑脂。选择合适夹头，夹持23 mm外圆。（2）测量工件尺寸，计算出磨削余量。（3）选择M1432型万能外圆磨床，调整尾座至合适位置，应保证两顶尖夹持工件的夹紧力松紧适度。装夹工件，调整拨杆，使拨杆能拨动夹头；按下头架点动按钮，检查工件旋转情况是否正常。（4）调

18、整横向进给手轮，使砂轮相对30 mm外圆的横向距离大于50 mm以上，调整好纵向换向挡块，防止快速进给砂轮时与工件相撞而发生事故。（5）试磨30 mm外圆后，测量30 mm外圆左右尺寸，根据情况调整上工作台，再次试磨30 mm外圆至图样要求的公差范围。（6）粗磨30 mm外圆，留0.1 mm精磨量。（7）粗磨22 mm外圆，留0.1 mm精磨量。（8）掉头粗磨23 mm外圆，留0.1 mm精磨量。（9）精细修整砂轮。（10）精磨30 mm外圆至图样要求。（11）精磨23 mm和22 mm两外圆至图样要求。注意要保护工件无夹持痕迹，必要时可垫上铜皮。（12）加工结束后，取下工件并擦拭。（13）停

19、止机床并擦拭干净。四、注意事项(1)调整上工作台要耐心细致，应微量转动调整螺钉，注意消除反向螺钉的间隙。(2)磨削前应仔细检查中心孔的质量，并保护好中心孔。(3)精磨时应在工件外圆表面和夹头螺钉之间垫上铜皮，以免产生夹痕。(4)磨削台阶轴的各外圆面时，要注意相邻外圆之间的直径差，要缓进快退，以免摇错，使砂轮碰撞工件。(5)严禁两人同时操作。(6)严禁操作者在机床运转过程中离开机床。五、评分标准填写该实训评分表。实训二 磨削平面一、实训内容磨削板类工件平面。二、工艺知识1.平面的磨削方式平面的磨削方式分为周面磨削（砂轮主轴为卧式）和端面磨削（砂轮主轴为立式）。（1）周面磨削是用砂轮圆周面磨削平面

20、，砂轮与工件的接触面小，摩擦发热量小，排屑和冷却条件好，所以加工时不易产生热变形，工件加工质量高，适用于精磨。（2）端面磨削是用砂轮的端面磨削平面，磨床的刚度好，可以采用较大的磨削用量。2.平行面的磨削方法平行面适合采用周面磨削，其常用的磨削方法有以下几种。1）横向磨削法横向磨削法是平面磨削中最常用的一种磨削方法。2）深度磨削法深度磨削法有深磨法和切入法两种磨削方法。（1）深磨法。深磨法磨削时，砂轮先在工件边缘做垂直进给，横向不进给。每当工作台纵向行程终了时，砂轮再做垂直进给；全部余量磨去后，磨头做手动横向进给，直至把工件整个表面的余量全部磨去。（2）切入法。采用切入法磨削时，砂轮只做垂直进给

21、，横向不进给。在磨去全部余量后，砂轮垂直退刀，并横向移动4/5 的砂轮宽度，然后再做垂直进给，通过分段磨削把工件整个表面余量全部磨去。深度磨削法的特点是生产效率高，适宜批量生产或大面积磨削时采用。3）台阶磨削法台阶磨削法是根据工件磨削余量，将砂轮修成台阶形，使其在一次垂直进给中磨去全部余量。台阶磨削法的特点是磨削效果较好，但砂轮修整较复杂，砂轮使用寿命较短，机床和工件要具有较好的刚度。3.平面磨削基准面的选择原则平面磨削基准面的选择准确与否将直接影响工件的形位精度、磨削质量，它的选择原则如下。（1）在一般情况下，应选择光面为基准面。（2）在磨削大小不等的平行面时，应选择大面为基准面，以便磨去较

22、少磨削余量即可达到平行度要求。（3）在平行面有几何公差要求时，应选择有利于达到几何公差要求的面作为基准面。要根据工件的技术要求和前道工序的加工情况来选择基准面。三、磨削平面实训操作1.典型平面零件磨削加工工艺分析该零件前序加工已完成，磨削表面留0.4 mm左右的磨削余量。通过前面所讲的实训内容，要完成该零件的磨削加工，其操作步骤为确定磨削工艺选择调整机床装夹工件磨削加工。2.平行面工件的磨削步骤（1）用锉刀、旧砂轮端面、砂纸或油石等除去工件基准面上的毛刺或热处理后的氧化层。（2）测量工件尺寸，计算出磨削余量。（3）将工件放在电磁吸盘台面上夹持牢固。（4）启动油泵，调整工作台行程挡块位置，抬升砂

23、轮使砂轮高于工件平面1 mm左右。（5）启动砂轮并做垂直进给，接触工件后，用横向磨削法磨出上平面或磨去磨削余量的一半。（6）以磨过的平面为基准面，磨削第二面至图样要求。磨削时，可根据技术要求分粗磨、精磨进行加工。粗磨时，横向进给量fr=（0.10.5）B/双行程（B为砂轮宽度），背吃刀量ap=0.020.05 mm；精磨时，背吃刀量ap=0.0050.01 mm。四、注意事项(1)工件装夹时，应将定位面擦干净，以免脏物影响工件的平行度和划伤工件表面。(2)磨削时，砂轮要保持锋利，切削液要充足，背吃刀量要小。磨削过程中，工件可多次翻转，以减少工件平面度和平行度误差。(3)磨削时，砂轮横向进给应在

24、工件边缘超出砂轮宽度的1/2距离时立即换向，不能在砂轮全部超出工件平面后换向，以免产生塌角。(4)严禁两人同时操作。(5)严禁操作者在机床运转过程中离开机床。五、评分标准填写该实训评分表。明确该模块学习重点，在任务驱动下开始教学。明确实训任务了解磨床型号、分类，以及万能外圆磨床组成部件及其作用。教师按平面磨床实训操作步骤进行演示并提示各个步骤要点，学生观察。提示实训过程中需要注意的问题。根据实训表现，填写评分表。明确实训任务了解砂轮的组成、选择依据，以及砂轮的检查、安装、平衡及修整方式。教师按安装砂轮实训操作步骤进行演示并提示各个步骤要点，学生观察。提示实训过程中需要注意的问题。根据实训表现，填写评分表。明确实训任务讲解了磨削外圆表面的方法和步骤，以及磨削用量主要参数的计算方式。教师按轴类工件磨削实训操作步骤进行演示并提示各个步骤要点，学生观察。提示实训过程中需要注意的问题。根据实训表现，填写评分表。明确实训任务讲解磨削平面、平行面的步骤和方法。教师按磨削平面实训操作步骤进行演示并提示各个步骤要点，学生观察。提示实训过程中需要注意的问题。根据实训表现，填写评分表。10第 页