【文章內(nèi)容簡介】 要而發(fā)展起來的。磨床的種類很多，主要有：外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床和用來磨削特定表面和工件 的專門化磨床，如花鍵軸磨床、凸輪軸磨床、曲軸磨床等。 對外圓磨床來說，又可分為普通外圓磨床、萬能外圓磨床、無心外圓磨床、寬砂輪外圓磨床、斷面外圓磨床等。 以上均為使用砂輪作為切削工具的磨床。此外，還有以柔性砂帶為切削工具的砂帶磨床，以 油石和研磨劑為切削工具的精磨磨床等。 磨床與其它機床相比，具有以下幾個特點： 磨床的磨具（砂輪）相對于工件做高速旋轉(zhuǎn)運動（一般砂輪圓周線速度在 35 米 /秒左右，目前已向 200 米 /秒以上發(fā)展）； 它能加工表面硬度很高的金屬和非金屬材料的工件； 它能使工件表面獲得很高的精度和光潔度； 易于實現(xiàn)自動化和自動線，進行高效率生產(chǎn)； 磨床通常是電動機 —— 油泵 —— 發(fā)動部件，通過機械，電氣，液壓傳動 —— 傳動部件帶動工件和砂輪相對運動 —— 工件部分組成。 磨床的用途 磨床可以加工各種表面，如內(nèi)、外圓柱面和圓 錐面、平面、漸開線齒廓面、螺旋面以及各種成型表面。磨床可以進行荒加工、粗加工、精加工和超精加工，可以進行各種高硬、超硬材料的加工，還可以刃磨刀具和進行切斷等，工藝范圍十分廣泛。 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，對機械零件的精度和表面質(zhì)量要求越來越高，各種高硬度材料的應(yīng)用日益增多。精密鑄造和精密鍛造工藝的發(fā)展，使得有可能將毛坯直接磨成成品。高速磨削和強力磨削，進一步提高了磨削效率。因此，磨床的使用范圍日益擴大。它在金屬切削機床所占的比重不斷上升。目前在工業(yè)發(fā)達的國家中，磨床在機床總數(shù)中的比例已達 30%—— 40%. 據(jù) 1997 年歐洲機床展覽會（ EMO）的調(diào)查數(shù)據(jù)表明， 25%的企業(yè)認為磨削是他們應(yīng)用的最主要的加工技術(shù)，車削只占 23%，鉆削只占 22%，其它占 8%；而磨床在企業(yè)中占機床的比例高達 42%，車床占 23%，銑床占 22%，鉆床占 14%。由此可見，在精密加工中，有許多零部件是通過精密磨削來達到其要求的，而精密磨削加工會要在相應(yīng)的精密磨床上進行，因此精密磨床在精密加工中占有舉足輕重的作用。但是要實現(xiàn)精密磨削加工，則所用的磨床就應(yīng)該滿足以下幾個基本要求： 1. 高幾何精度。精密磨床應(yīng)有高的幾何精度，主要有砂輪主軸的回轉(zhuǎn)精度和導(dǎo)軌的直線度以保證工件的幾何形狀精度。主軸軸承可采用液體靜壓軸承短三塊瓦或長三塊瓦油膜軸承，整體度油楔式動壓軸承及動靜壓組合軸承等。當前采用動壓軸承和動靜壓軸 承較多。主軸的徑向圓跳動一般小于 1μ m，軸向圓跳動應(yīng)限制在 2— 3μ m 以內(nèi)。 2. 低速進給運動的穩(wěn)定性。由于砂輪的修整導(dǎo)程要求 10— 15mn/min,因此工作臺必須低速進給運動，要求無爬行和無沖擊現(xiàn)象并能平穩(wěn)工作。 3. 減少振動。精密磨削時如果產(chǎn)生振動，會對加工質(zhì)量產(chǎn)生嚴重不良影響。故對于精密磨床，在結(jié)構(gòu)上應(yīng) 減少振動。 4. 減少熱變形。精密磨削中熱變形引起的加工誤差會達到總 誤差的 50%，故機床和工藝系統(tǒng)的熱變形已經(jīng)成為實現(xiàn)精密磨削的主要障礙。 外圓磨削和端面外圓磨床 1. 外圓磨削 在外圓磨削過程中，工件是安裝在兩頂尖的中心之間，砂輪旋轉(zhuǎn)是引起切削旋轉(zhuǎn)的主要來源和原因。基本的外圓磨削方法有兩種，即橫磨法磨外圓和縱磨法磨外圓。 事實上，外圓磨削可以通過其它以下幾種方法來實施： （ 1） 傳遞方法：在這種方法中，磨削砂輪和工件旋轉(zhuǎn)以及徑向進給都應(yīng)滿足所有的整個長度，切削的深度是由磨削砂輪到工件的縱向進給來調(diào)整的。 （ 2） 沖壓切削方法：在這種方法中，磨削是通過砂輪的縱向進給和無軸 向進給來完成的，正如我們所看到的，只有在表面成為圓柱的寬度比磨削輪磨損寬度短時，這種方法才能完成。 （ 3） 整塊深度切削方法：除了在磨削過程中，要進行間隙調(diào)整外，這種方法與傳遞方法很相似，同時這種方法具有代表性，除了磨削短而粗的軸。 2. 端面外圓磨床及其特點 端面外圓磨床是外圓磨床的一種變形機床，它宜于大批量磨削帶肩的軸類工件，有較高的生產(chǎn)率。它的特點如下 (1)這種磨床的布局形成和運動聯(lián)系與外圓磨床相似，只是砂輪架與頭架，尾架中心連線傾斜一角度（通常 10176。， 15176。， 176。 ,30176。 ,45176。），數(shù)控端面外圓磨床 MKS1632A的砂輪架與頭架，尾架中心連線傾斜 30176。為避免砂輪架與工件或為架相碰，砂輪安裝在砂輪架的右邊，從斜向切入，一次磨削工件外圓和端面。 (2)由于它適用于大批量生產(chǎn)，所以具有自動磨削循環(huán)，完成快速進給（長切入） —— 粗磨 —— 精磨 —— 無花磨削。由定程裝置或自動測量控制工件尺寸。 (3)裝有砂輪成型修整器，按樣板修整出磨削工件外圓和端面的成型砂輪，為保證端面尺寸穩(wěn)定及操作安全，一般具有軸向?qū)Φ堆b置。 磨床的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 隨著機械產(chǎn)品精度、可靠性和壽命的要求不斷提高以及新型材料的應(yīng)用增多，磨削加工技術(shù)正 朝著超硬度磨料磨具、開發(fā)精密及超精密（從微米、亞微米磨削向納米磨削發(fā)展）和研制高精度、高剛度、多軸的自動化磨床等方向發(fā)展，如用于超精密磨削的樹脂結(jié)合劑砂輪的金剛石平均半徑可小至 4μ m、磨削精度高達 m；使用電主軸單元可使砂輪線速度高達 400m/s,但這樣的線速度一般僅用于實驗室，實際生產(chǎn)中常用的砂輪線速度為40— 60m/s；從精度上看，定位精度＜ 2μ m，重復(fù)定位精度≤177。 1μ m 的機床已經(jīng)越來越多；從主軸轉(zhuǎn)速來看， 主軸達 60000r/min， 13kw 達 42020r/min,高速已不是小功率主軸的專有特征；從剛性上看，已出現(xiàn)可加工 60HRC 硬度材料的加工中心。 北京第二機床廠引進日本豐田公司先進技術(shù)并與之合作生產(chǎn)的 CA（ P） 62— 63 數(shù)控外圓/數(shù)控端面外圓磨床， 砂輪架采用原裝進口，砂輪線速度可達 60m/s；砂輪架主軸采用高剛性動靜壓軸承提高旋轉(zhuǎn)精度，采用日本豐田工機公司 GC32— ECNC 磨床專用數(shù)控系統(tǒng)可實現(xiàn)二軸（ X 和 Z）到四軸（ X、 Z、 U 和 W）控制。 此外，對磨床的環(huán)保要求越來越高，絕大部分的機床產(chǎn)品都采用全封閉的罩殼，絕對沒有切屑或切削液外濺的現(xiàn)象。大量的工業(yè)清洗機和切削液處理機系統(tǒng)反映現(xiàn)代制造業(yè)對環(huán)保越來越高的要求。 3 直流電動機調(diào)速系統(tǒng) 自動調(diào)速系統(tǒng)中常用的 反饋 自動調(diào)速系統(tǒng)中的反饋分為硬反饋和軟反饋兩類 。 硬反饋 硬反饋是指系統(tǒng)穩(wěn)定運行時加入的反饋， 常用的硬反饋有轉(zhuǎn)速負反饋、電壓負反饋和電流正反饋。轉(zhuǎn)速負反饋的作用是直接反饋電動機的轉(zhuǎn)速，靜特性較好。電壓負反饋和電流正反饋又稱電勢內(nèi)反饋，由于電動機的轉(zhuǎn)速與電勢成正比，因此電壓負反饋和電流正反饋系統(tǒng)的靜特性接近于轉(zhuǎn)速負反饋的靜特性。 軟反饋 常軟反饋是指在啟動等暫態(tài)過程中加入的反饋，常用的軟反饋有電流截止負反饋、電壓微分負反饋等。電流截止負反饋的作用是防止調(diào)速系統(tǒng)啟動時較大的電流對 電動機的沖擊；電壓微分負反饋的作用，是防止電動機轉(zhuǎn)速突變時所引起的振蕩。 轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)的組成 轉(zhuǎn) 速 負 反 饋 調(diào) 速 系 統(tǒng) 組 成 的 方 框 圖 如 圖 43 所示。 圖 43 轉(zhuǎn)速負反饋自動調(diào)速系統(tǒng)原理方框圖 由圖 43 可知，轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)的組成主要包括 6 個部分： ① 直流電動機 M。 ② 晶閘管觸發(fā)電路和主電路。 ③ 放大器 (比例調(diào)節(jié)器 )。 ④ 給定環(huán)節(jié)：給定電壓 Ug。 ⑤ 反饋環(huán)節(jié)：反