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磨牀

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磨牀(grinder,grinding machine)是利用磨具對工件表面進行磨削加工的機牀。 大多數的磨牀是使用高速旋轉的砂輪進行磨削加工,少數的是使用油石、砂帶等其他磨具和遊離磨料進行加工,如珩磨機、超精加工機牀、砂帶磨牀、研磨機和拋光機等。
中文名
磨牀
外文名
grinder,grinding machine
材    料
油石、砂帶、砂輪
工    具
珩磨機、超精加工機牀等
起源時間
十八世紀30年代
發明國家
英國、德國、美國
用    途
機器零件精密加工

磨牀加工範圍

磨牀能加工硬度較高的材料,如淬硬鋼硬質合金等;也能加工脆性材料,如玻璃、花崗石。磨牀能作高精度和表面粗糙度很小的磨削,也能進行高效率的磨削,如強力磨削等。 [1] 

磨牀行業概況

供求關係是一個行業能否快速發展的前提。市場需求是很大的,而供應方面卻略顯不足,尤其是擁有核心知識產權,產品質量過硬的企業並不多,行業整體缺乏品牌效應。在需求旺盛的階段,行業需求巨大,發展前景好,這是毋庸置疑的。但如何保持行業的健康,穩定且可持續發展,就需要業內企業共同努力,尤其需要發揮精益求精的研發精神,進一步提高生產工藝,降低成本,真正解決客户的實際困難,嚴把質量關,提供最可靠的產品。 [1] 

磨牀節能應用

標準機械加工所使用磨牀,砂輪電動機均按傳統啓動電路運行。電動機啓動後按照額定轉速運轉,由於電網電壓有一定波動,砂輪工件磨擦負載不斷變化,都會影響電動機轉速誤差,標準砂輪電動機起動電路一般只有一種加工速度,難以適應不同工件大小要求不同加工相對線速度,以至於所加工工件加工精密度很難保證。因此從提高加工質量加工效率,節約能源等方面考慮,將變頻調速技術應用於磨牀,可以收到滿意效果。機械加工行業所加工產品種類繁多,工件大小尺寸不同,要求加工精度各異。相對要求砂輪轉速於主軸線速度不同,單純調整主軸轉速來滿足工件加工線速度很難調整到理想狀態。又由於軸杆類加工過程所產生應力彎曲,磨削過程會產生砂輪進給力矩不同,這樣就帶來砂輪輸出轉速/力矩不同變化,相應會產生振刀紋/燒糊紋等,磨削精度很難保證,由此造成生產效率低,精品率低等。隨着電力電子技術發展,變頻調速技術越來越普及,機械加工行業變頻器應用收到很好效果。其中,以變頻器無級調速,軟啓動,恆轉矩輸出極大滿足了機械加工設備對恆速度/恆轉矩要求。 [1] 

磨牀分類

磨牀 磨牀
隨着高精度、高硬度機械零件數量的增加,以及精密鑄造和精密鍛造工藝的發展,磨牀的性能、品種和產量都在不斷的提高和增長。(1)外圓磨牀:是普通型的基型系列,主要用於磨削圓柱形和圓錐形外表面的磨牀。(2)內圓磨牀:是普通型的基型系列,主要用於磨削圓柱形和圓錐形內表面的磨牀。此外,還有兼具內外圓磨的磨牀。(3)座標磨牀:具有精密座標定位裝置的內圓磨牀。(4)無心磨牀:工件採用無心夾持,一般支承在導輪和托架之間,由導輪驅動工件旋轉,主要用於磨削圓柱形表面的磨牀。例如軸承軸支等。(5)平面磨牀:主要用於磨削工件平面的磨牀。a.手搖磨牀適用於較小尺寸及較高精度工件加工,可加工包括弧面、平面、槽等的各種異形工件。b.大水磨適用於較大工件的加工,加工精度不高,與手搖磨牀相區別。(6)砂帶磨牀:用快速運動的砂帶進行磨削的磨牀。(7)珩磨機:主要用於加工各種圓柱形孔(包括光孔、軸向或徑向間斷表面孔、通孔、盲孔和多台階孔),還能加工圓錐孔、橢圓形孔、餘擺線孔。(8)研磨機:用於研磨工件平面或圓柱形內,外表面的磨牀。(9)導軌磨牀:主要用於磨削機牀導軌面的磨牀。(10)工具磨牀:用於磨削工具的磨牀。(11)多用磨牀:用於磨削圓柱、圓錐形內、外表面或平面,並能用隨動裝置及附件磨削多種工件的磨牀。(12)專用磨牀:從事對某類零件進行磨削的專用機牀。按其加工對象又可分為:花鍵軸磨牀曲軸磨牀、凸輪磨牀、齒輪磨牀、螺紋磨牀曲線磨牀等。(13)端面磨牀:用於磨削齒輪端面的磨牀。 [1] 

磨牀特點要求

根據磨牀的運動特點及工藝要求,對電力拖動及控制有如下要求:1.砂輪的旋轉運動一般不要求調速,由一台三相異步電動機拖動即可,且只要求單向旋轉。容量較大時,可採用Y-三角形降壓啓動。2.為保證加工精度,使其運行平穩,保證工作台往復運動換向時慣性小無衝擊,故採用液壓傳動實現工作台往復運動和砂輪箱橫向進給。 [1] 

磨牀發展歷程

磨牀 磨牀
十八世紀30年代,為了適應鐘錶、自行車、縫紉機和槍械等零件淬硬後的加工,英國、德國和美國分別研製出使用天然磨料砂輪的磨牀。這些磨牀是在當時現成的機牀如車牀、刨牀等上面加裝磨頭改制而成的,它們結構簡單,剛度低,磨削時易產生振動,要求操作工人要有很高的技藝才能磨出精密的工件。1876年在巴黎博覽會展出的美國布朗-夏普公司製造的萬能外圓磨牀,是首次具有現代磨牀基本特徵的機械。它的工件頭架和尾座安裝在往復移動的工作台上,箱形牀身提高了機牀剛度,並帶有內圓磨削附件。1883年,這家公司製成磨頭裝在立柱上、工作台作往復移動的平面磨牀。1900年前後,人造磨料的發展和液壓傳動的應用,對磨牀的發展有很大的推動作用。隨着近代工業特別是汽車工業的發展,各種不同類型的磨牀相繼問世。例如20世紀初,先後研製出加工氣缸體的行星內圓磨牀、曲軸磨牀凸輪軸磨牀和帶電磁吸盤活塞環磨牀等。自動測量裝置於1908年開始應用到磨牀上。到了1920年前後,無心磨牀雙端面磨牀軋輥磨牀、導軌磨牀,珩磨機和超精加工機牀等相繼製成使用;50年代又出現了可作鏡面磨削的高精度外圓磨牀;60年代末又出現了砂輪線速度達60~80米/秒的高速磨牀和大切深、緩進給磨削平面磨牀;70年代,採用微處理機的數字控制和適應控制等技術在磨牀上得到了廣泛的應用。 [2] 

磨牀安全防護

磨削加工應用較為廣泛,是機器零件精密加工的主要方法之一。但是,由於磨牀砂輪的轉速很高,砂輪又比較硬、脆、經不起較重的撞擊,偶然的操作不當,撞碎砂輪會造成非常嚴重的後果。因此,磨削加工的安全技術工作顯得特別重要,必須採取可靠的安全防護裝置,操作要精神集中,保證萬無一失。此外,磨削時砂輪的工件上飛濺出的微細砂屑及金屬屑,會傷害工人的眼睛,工人若大量地吸入這種塵末則對身體有害,也應採取適當的防護措施。磨削加工時應注意如下的一些安全技術問題。開車前應認真地對機牀進行全面檢查,包括對操縱機構、電氣設備及磁力吸盤等卡具的檢查。檢查後再經潤滑,潤滑後進行試車,確認一切良好,方可使用。裝卡工件時要注意卡正、卡緊,在磨削過程中工件鬆脱會造成工件飛出傷人或撞碎砂輪等嚴重後果。開始工作時,應用手調方式,使砂輪慢些與工件靠近,開始進給量要小,不許用力過猛,防止碰撞砂輪。需要用擋鐵控制工作台往復運動時,要根據工件磨削長度,準確調好,將擋鐵緊牢。更換砂輪時,必須先進行外觀檢查,是否有外傷,再用木錘或木棒敲擊,要求聲音清脆確無裂紋。安裝砂輪時必須按規定的方法和要求裝配,靜平衡調試後進行安裝,試車,一切正常後,方可使用。工人在工作中要戴好防護眼鏡,修整砂輪時要平衡地進行,防止撞擊。測量工件、調整或擦拭機牀都要在停機後進行。用磁力吸盤時,要將盤面、工件擦淨、靠緊、吸牢,必要時可加擋鐵,防止工件移位或飛出。要注意裝好砂輪防護罩或機牀擋板,站位要側過高速旋轉砂輪的正面。 [2] 
參考資料
  • 1.    [1]杜奕. MSY7115平面磨牀的實驗模態分析及動特性修改[D].昆明理工大學,2002.
  • 2.    機械行業標準  .中國行業標準分類[引用日期2017-10-02]