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《 模具制造技术 》 精品课程. 四川航天职业技术学院. 【 目的要求 】 1 、了解磨削的加工特点及在模具零件制造中的应用； 2 、了解磨削运动与磨削的原理； 3 、掌握典型模具零件的磨削加工。. 教学要点. 模具制造项目. 课题：模具零件的磨削加工. 教学要点. 模具制造项目. 课题：模具零件的磨削加工. 【 重点 】 1 、削的加工特点及在模具零件制造中的应用； 2 、典型模具零件的磨削加工。 【 难点 】 1 、典型模具零件的磨削加工. 教学案例. 模具零件的磨削加工. 一、概述
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《模具制造技术》精品课程 四川航天职业技术学院
【目的要求】 1、了解磨削的加工特点及在模具零件制造中的应用； 2、了解磨削运动与磨削的原理； 3、掌握典型模具零件的磨削加工。 教学要点 模具制造项目 课题：模具零件的磨削加工
教学要点 模具制造项目 课题：模具零件的磨削加工 【重点】 1、削的加工特点及在模具零件制造中的应用； 2、典型模具零件的磨削加工。 【难点】 1、典型模具零件的磨削加工
教学案例 模具零件的磨削加工
一、概述 磨削加工是零件精加工的主要方法。磨削时可采用砂轮、油石、磨头、砂带等作磨具，而最常用的磨具是用磨料和粘结剂做成的砂轮。通常磨削能达到的精度为IT7～IT5，表面粗糙度Ra值一般为0.8～0.2μm。从本质上来说，磨削加工是一种切削加工，但和通常的车削、铣削、刨削等相比却有以下的特点： （一）磨削属多刃、微刃切削 砂轮上每一磨粒相当于一个切削刃，而且切削刃的形状及分布处于随机状态，每个磨粒的切削角度、切削条件均不相同。
（二）加工精度高 磨削属于微刃切削，切削厚度极薄，每一磨粒切削厚度可小到数微米，故可获得很高的加工精度和低的表面粗糙度值。 （三）磨削速度大 一般砂轮的圆周速度达2000～3000m/min，目前的高速磨削砂轮线速度已达到60～250m/s。故磨削时温度很高，磨削区的瞬时高温可达800～1000℃，因此磨削时必须使用切削液。 （四）加工范围广 磨粒硬度很高，因此磨削不但可以加工碳钢、铸铁等常用金属材料，还能加工一般刀具难以加工的高硬度、高脆性材料，如淬火钢、硬质合金等。
二、砂轮 （一）砂轮的组成 砂轮是由磨料和结合剂经压坯、干燥、烧结而成的疏松体，由磨粒、结合剂和气孔三部分组成。砂轮磨粒暴露在表面部分的尖角即为切削刃。结合剂的作用是将众多磨粒粘结在一起，并使砂轮具有一定的形状和强度，气孔在磨削中主要起容纳切屑和磨削液以及散发磨削液的作用。 （二）砂轮特性 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 粒度用来表示磨料颗粒的大小。一般直径较大的砂粒称为磨粒，其粒度用磨粒所能通过的筛网号表示；直径极小的砂粒称为微粉，其粒度用磨粒自身的实际尺寸表示。一般粗磨和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。常用磨料的粒度号为30#～100#。粒度号越大，磨料越细。 3、结合剂 结合剂的作用是将磨粒粘结在一起，并使砂轮具有所需要的形状、强度、耐冲击性、耐热性等。粘结愈牢固，磨削过程中磨粒就愈不易脱落。常用的结合剂有陶瓷结合剂、树脂结合剂和橡胶结合剂。
4、硬度 硬度是指砂轮表面上的磨粒在磨削力的作用下脱落的难易程度。磨粒容易脱落，则砂轮的硬度低，称为软砂轮；磨粒难脱落，则砂轮的硬度就高，称为硬砂轮。砂轮的硬度主要取决于结合剂的粘结能力及含量，与磨粒本身的硬度无关。 5、组织 砂轮的组织是指磨粒和结合剂的疏密程度，它反映了磨粒、结合剂、气孔三者之间的比例关系。按照GB2484-84的规定，砂轮组织分为紧密、中等和疏松三大类15级。 砂轮的组织对磨削生产率和工件表面质量有直接影响。
6、砂轮的形状和尺寸 为适应各种磨床结构和磨削加工的需要，砂轮可制成各种形状与尺寸。常用砂轮的形状，有平形砂轮（P）、双斜边砂轮（PSX）、双面凹砂轮（PSA）、杯形砂轮（B）、碗形砂轮（BW）、碟形砂轮（D）、薄片砂轮（PB）、筒形砂轮（N）。
（三）砂轮的检查、平衡和修整 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。 2、砂轮的平衡 砂轮的平衡有静平衡和动平衡两种。一般情况下，只须作静平衡，但在高速磨削（线速度大于50m/s）和高精度磨削时，必须进行动平衡。 3、砂轮的修整 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。
三、磨削运动与磨削原理 （一）磨削运动 磨削时砂轮与工件的切削运动也分为主运动和进给运动，主运动是砂轮的高速旋转；进给运动一般为圆周进给运动（即工件的旋转运动）、纵向进给运动（即工作台带动工件所作的纵向直线往复运动）和径向进给运动（即砂轮沿工件径向的移动）。 （二）磨削原理与磨削过程 一颗磨粒磨削经历了滑擦（弹性变形）、耕犁（塑性变形）及切削（形成切屑，沿磨粒前面流出）的过程，使工件表面形成热应力与变形应力。
磨料切削加工方法有磨削、珩磨、研磨和抛光等，其中以磨削加工应用最为广泛。磨削时各个磨粒表现出来的磨削作用有很大的不同，如右图所示。 磨削过程中磨粒的作用
1、砂轮上比较凸出的和比较锋利的磨粒起切削作用 这些磨粒在开始接触工件时，由于切入深度极小，磨粒棱尖圆弧的负前角很大，在工件表面上仅产生弹性变形；随着切入深度增大，磨粒与工件表层之间的压力加大，工件表层产生塑性变形并被刻划出沟纹；当切深进一步加大，被切的金属层才产生明显的滑移而形成切屑。这是磨粒的典型切削过程，其本质与刀具切削金属的过程相同(如下图)。
2、砂轮上凸出高度较小或较钝的磨粒起刻划作用 这些磨粒的切削作用很弱，与工件接触时由于切削层的厚度很薄，磨粒不是切削，而是在工件表面上刻划出细小的沟纹，工件材料被挤向磨粒的两旁而隆起(如下图)。
3、砂轮上磨钝的或比较凹下的磨粒 这些磨粒既不切削也不刻划工件，而只是与工件表面产生滑擦，起摩擦抛光作用(如下图)。 磨削过程实际上是无数磨粒对工件表面进行错综复杂的切削、刻划、滑擦三种作用的综合过程。一般地说，粗磨时以切削作用为主；精磨时既有切削作用，也有摩擦抛光作用；超精磨和镜面磨削时摩擦抛光作用更为明显。
四、模具零件的磨削加工 为了达到模具的尺寸精度和表面粗糙度等要求，有许多模具零件必须经过磨削加工。例如，模具的型腔、型面，导柱的外圆，导套的内外圆表面以及模具零件之间的接触面等。在模具制造中，形状简单(如平面、内圆和外圆)的零件可使用一般磨削加工，而形状复杂的零件则需使用各种精密磨床进行成形磨削。一般磨削加工是在平面磨床、内圆磨床或外圆磨床上进行的，其磨削工艺如下： （一）平面磨削 用平面磨床加工模具零件时，要求分型面与模具的上下面平行，同时，还应保证分型面与有关平面之间的垂直度。
(二)内圆磨削 在内圆磨床上磨孔的尺寸精度可达IT6～IT7级，表面粗糙度为Ra0.8～0.2μm。若采用高精度磨削工艺，尺寸精度可控制在0.005mm之内，表面粗糙度为Ra0.1～0.025μm。在内圆磨床上加工内孔和内锥孔的磨削工艺要点见表3。
(三)外圆磨削 外圆磨床主要用于各种零件的外圆加工，如圆形凸模、导柱、和导套、顶杆等零件的外圆磨削。其加工方式是以高速旋转的砂轮和低速旋转的工件进行磨削，工件相对于砂轮作纵向往复运动。外圆磨削的尺寸精度可达IT5～IT6，表面粗糙度为Ra0.8～0.2μm，若采用高光洁磨削工艺，表面粗糙度可达Ra0.025μm。在外圆磨床上加工外圆、台阶端面和外圆锥面的磨削工艺要点见表4。
