机械加工之外圆磨床相关知识
May 20,2020
1. 外圆磨床的基本介绍
磨床是各类金属切削机床中品种最多的一类，主要类型有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、无心磨床、工具磨床等。
外圆磨床分为普通外圆磨床和万能外圆磨床，在普通外圆磨床上可磨削工件的外圆柱面和外圆锥面，在万能外圆磨床上还能磨削内圆柱面和内圆锥面和端面。外圆磨床的主参数为最大磨削直径。
外圆磨床以两顶心为中心，以砂轮为刀具，将圆柱型钢件研磨出精密同心度的磨床 (又叫顶心磨床或圆筒磨床) 。
外圆磨床的结构
主机由床身，车头，车尾，磨头，传动吸尘装置等部件构成。车头，磨头可转角度、用于修磨顶针及皮辊倒角用专用夹具，动平衡架，皮辊检测器三部件由客户定购。
外圆磨床的用途
外圆磨床是使用面广，能加工各种圆柱形和圆锥形外表面及轴肩端面的磨床。万能外圆磨床还带有内圆磨削附件，可磨削内孔和锥度较大的内、外锥面。不过外圆磨床的自动化程度较低，只适用于中小批单件生产和修配工作。
外圆磨床主要用于成批轴类零件的端面、外圆及圆锥面的精密磨削，是汽车发动机等行业的主要设备。也适用于军工、航天、一般精密机械加工车间批量小，精度要求高的轴类零件加工。
⑴用于纺织纺纱行业，粗细纱机，并条机，精梳机，加弹机等上皮辊加工。
⑵用于生产制造办公通讯设备行业，传真机，复印机，打印机，刻字机等上胶辊加工。
⑶适用于印刷,食品,医药行业自动输送装置上皮辊，塑料加工。
外圆磨床加工精度的影响
1：磨头、头架、尾座的等高度对工件尺寸精度的影响。
磨头、头架、尾座的等高度误差将使头架、尾座中心连线与砂轮主轴轴线在空间发生偏移，此时磨出的工件表面将是一个双曲面。
2：头架、尾座中心连线对磨头主轴轴线在水平面内的平行度误差对工件尺寸精度的影响。
当发生该项误差时，外圆磨床磨出的工件外形将是一个锥体，即砂轮成角度磨削，表面有螺旋形磨纹。
3：磨头移动相对于机床导轨垂直度误差对加工精度的影响。
这项误差的最终结果是使主轴轴线与头架、尾座中心连线发生偏移，在磨轴肩端面时，将造成轴肩端面与工件轴线的垂直度误差。磨外圆时，将影响表面粗糙度，产生螺旋形磨纹。
外圆磨床的磨料选择
外圆磨床在模具厂和五金加工厂中极为常见，成为了广大机械行业技术人员的常用设备，在操作外圆磨床当中，对于磨料的选择非常重要。
1.外圆磨床磨料的选择
对于淬硬或非淬硬的钢质轧辊选用刚玉砂轮;而冷硬铸铁轧辊、橡胶辊、铜轧辊、花岗石辊子则使用碳化硅砂轮。对不同材质的钢质轧辊还应选择与之相匹配的刚玉砂轮，才能获得较高的磨削精度和表面质量。如合金钢轧辊选用铬刚玉(Pa) 砂轮，耐热合金钢轧辊使用锆刚玉(Za) 砂轮，对不锈钢轧辊要采用单晶刚玉(Sa) 。
2.外圆磨床砂轮粒度的选择
粗磨时选用粗粒度(24~60) 砂轮;精磨时选用细粒度(60~100) 砂轮;精密磨削时采用150粒度砂轮;超精磨削或镜面磨削时，一般使用微粉(W63~W14) 砂轮。
3.外圆磨床砂轮硬度的选择
磨削辊面越硬，砂轮硬度应当选择越软。
(1) 如果砂轮磨损太快，说明对于特定加工的轧辊所选用的砂轮太软，可采取以下改善措施：
a.提高砂轮的线速度;
B.提高拖板纵向进给速度，即工件每转拖板纵向进给量增加到砂轮宽度的2/3~3/4;
C.降低轧辊的速度。
如果采取上述措施后尚未取得明显的磨削效果，说明砂轮太软，不适用，应选择硬一点的砂轮。
(2) 如果磨削辊子时，砂轮明显受阻(吃力) 或很脏，钝化砂粒不易脱落，砂轮易粘着磨屑，磨削辊面出现烧伤、拉毛，则说明选用的砂轮太硬，可采取以下措施改善：
a.降低砂轮线速度;
B.提高辊子速度。
如果采取上述措施后尚未取得明显的磨削效果，说明砂轮太硬，应选择软一点的砂轮。
4.外圆磨床砂轮结合剂的选择
轧辊辊面除镜面磨削时选用树脂结合剂的砂轮外，其它磨削类型均以采用陶瓷砂轮为好。
外圆磨床实现工件外圆的磨床方法
工件的外圆一般在普通外圆磨床或万能外圆磨床上磨削。外圆磨削一般有纵磨、横磨和深磨三种方式。
(1) 纵磨法
纵磨法磨削外圆时，砂轮的高速旋转为主运动no，工件作圆周进给运动的同时，还随工作台作纵向往复运动，实现沿工件轴向进给fa。每单次行程或每往复行程终了时，砂轮作周期性的横向移动，实现沿工件径向的进给fr，从而逐渐磨去工件径向的全部留磨余量。磨削到尺寸后，进行无横向进给的光磨过程，直至火花消失为止。由于纵磨法每次的径向进给量fr少，磨削力小，散热条件好，充分提高了工件的磨削精度和表面质量，能满足较高的加工质量要求，但磨削效率较低。纵磨法磨削外圆适合磨削较大的工件，是单件、小批量生产的常用方法。
(2) 横磨法
采用横磨法磨削外圆时，砂轮宽度比工件的磨削宽度大，工件不需作纵向(工件轴向) 进给运动，砂轮以缓慢的速度连续地或断续地沿作横向进给运动，实现对工件的径向进给fr，直至磨削达到尺寸要求。其特点是：充分发挥了砂轮的切削能力，磨削效率高，同时也适用于成形磨削。然而，在磨削过程中砂轮与工件接触面积大，使得磨削力增大，工件易发生变形和烧伤。另外，砂轮形状误差直接影响工件几何形状精度，磨削精度较低，表面粗糙度值较大。因而必须使用功率大，刚性好的磨床，磨削的同时必须给予充分的切削液以达到降温的目的。使用横磨法，要求工艺系统刚性要好，工件宜短不宜长。短阶梯轴轴颈的精磨工序，通常采用这种磨削方法。
(3) 深磨法
深磨法是一种比较先进的方法，生产率高，磨削余量一般为0.1~0.35mm．用这种方法可一次走刀将整个余量磨完。磨削时，进给量较小，一般取纵进给量为1~2 mm／r, 约为'纵磨法'的15%，加工工时约为纵磨法的30~75%。
(4) 混合磨削法
磨削端面 在万能外圆磨床上，可利用砂轮的端面来磨削工件的台肩面和端平面。磨削开始前，应该让砂轮端面缓慢地靠拢工件的待磨端面，磨削过程中，要求工件的轴向进给量fa也应很小。这是因为砂轮端面的刚性很差，基本上不能承受较大的轴向力，所以，最好的办法是使用砂轮的外圆锥面来磨削工件的端面，此时，工作台应该扳动一较大角度。
磨削内圆 利用外圆磨床的内圆磨具可磨削工件的内圆。磨削内圆时，工件大多数是以外圆或端面作为定位基准，装夹在卡盘上进行磨削，磨内圆锥面时，只需将内圆磨具偏转一个圆周角即可。
中心孔对数控外圆磨床加工的重要性
中心孔在数控外圆磨床磨削中占有非常重要的地位，它的好坏将直接影响加工质量。本文介绍了中心孔应满足的几项要求，可保证外圆磨削质量，防止废品产生。
中心孔在数控外圆磨床磨削中占有非常重要的地位，它的好坏将直接影响加工质量。因为工件以中心孔定位装夹在磨床前后顶针上磨削外圆时，中心孔是工件的定位基准。60°圆锥孔的集合形状误差。如椭圆多角形和锥度不良等，都会全部反映到被磨外圆表面上去。为保证外圆磨削质量，防止废品产生，中心孔应满足以下要求。
1、60°圆锥孔的圆度较好。否则磨床的外圆表面会产生不圆等缺陷。
2、60°圆锥孔的表面粗糙度值较小。更不得有毛刺，划伤，碰伤等缺陷。由于中心孔表面粗糙，磨削时摩擦大，生热多，容易造成中心孔和顶尖损伤，甚至产生工件报废。经过热处理的工件，它的中控必须经过研磨，不得留有盐类和氧化皮。
3、60°圆锥度的角度准确，两端的中心孔应该在同一轴线上，否则会使中心孔与顶尖接触不良，从而磨削时工件会摇动，使磨出的外圆产生圆度误差以及各外圆同轴度误差
数控外圆磨床在磨削工件时很讲究其同心度，这样在磨削时就不会产生更大的误差
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