任务4.2.2 机床调整与加工
一、机床的运动分析
平面磨削运动如图4.2.5 所示，砂轮旋转做主运动us，工件用电磁吸盘或夹具装夹在工作台上，工作台安装在床身纵向导轨上，由液压传动做纵向往复直线运动f1（纵向进给运动），保证工件磨削长度。砂轮架可沿床鞍的燕尾导轨做横向间歇进给f2（手动或液动），保证工件磨削宽度，床鞍和砂轮架一起沿立柱的导轨做垂直间歇进给运动f3（手动），保证工件的磨削深度。
二、机床的调整与操作
图4.2.5 平面磨削运动
M7130A 平面磨削加工机床磨削平板零件的具体操作如下。
1.操作前检查、准备
①擦净电磁吸盘台面，清除工件毛刺、氧化皮。
②将工件装夹在电磁吸盘上。
③用金刚石笔修整砂轮。
④检查磨削余量。
⑤调整工作台行程挡铁位置。
2.粗磨上平面
（1）砂轮的选择
一般用平形砂轮，采用陶瓷黏合剂。由于平面磨削时砂轮与工件的接触弧比外圆磨削大，所以砂轮的硬度应比外圆磨削时稍低些，粒度再大些，所选的是特性为1—350 ×40 ×127—WA46K5V，GB 2485 的平形砂轮。
（2）磨削用量的选择
①砂轮主轴转速为1 440 r／min。
②横向进给量。一般粗磨时，横向进给量为f横＝（0.1～0.48）B／双行程（B 为砂轮宽度），取f横＝0.2B ＝0.2 ×40 ＝8（mm）。
③垂向进给量，由于该工件经淬火热处理，变形大，留的磨削单面加工余量应为0.25 mm，取ap ＝0.15 mm。留0.10 mm 精磨余量。
（3）粗磨上平面
采用横向磨削法，保证平行度误差不大于0.005 mm。
注意：整个磨削过程均需采用乳化液进行充分冷却。
3.翻转装夹
装夹前清除毛刺。
砂轮的常见形状
4.粗磨另一平面
采用相同的切削用量，采用横向磨削法，保证平行度误差不大于0.005 mm。
5.精修整砂轮
6.精磨平面
（1）磨削用量的选择
①横向进给量。一般精磨时，横向进给量为f横＝（0.05～0.1）B／双行程，取f横＝0.1B ＝0.1 ×40 ＝4（mm）。
②垂向进给量。精磨时，ap 为0.1 mm。
（2）精磨平面
表面粗糙度为Ra 0.8 μm 以内。
7.翻转装夹
装夹前清除毛刺。
8.精磨另一平面
垂向进给量ap ＝s测＝30 mm，s测为精磨一面测得的实际尺寸，保证厚度尺寸（30 ±0.01）mm，平行度误差不大于0.005 mm，表面粗糙度为Ra 0.8 μm 以内。
9.检验
（1）平行度误差的检验
工件平面之间的平行度误差可以用下面两种方法检测。
①用外径千分尺（或杠杆千分尺）测量。在工件上用外径千分尺相隔一定距离测出几点厚度值，其差值即为平面的平行度误差值。
②用千分表（或百分表）测量。将工件和千分表支架都放在平板上，把千分表的测量头顶在平面上，然后移动工件，让整个工件平面均匀地通过千分表测量头，其读数的差值即为工件平行度的误差值。测量时，应将工件、平板擦拭干净，以免拉毛工作平面或影响平行度误差测量的准确性。
（2）厚度尺寸的检验
用千分尺来测量厚度尺寸。用千分尺的微分筒，测砧与测量螺杆张开，卡在垫板上，操作锁紧装置，固定测量数值，读取测量数据。(https://www.daowen.com)
三、机床的工装
砂轮特性
1.砂轮的安装
同外圆磨床砂轮的安装。
2.工件的安装
一般钢或铸铁等导磁性材料所制成的形状简单的中小型工件，可直接装夹在电磁吸盘上，这种方法能同时安装许多工件，装卸工件方便、迅速。为了避免工件在磨削力的作用下弹出，一般在工件四周或左右两端用较大的挡板围住，如图4.2.6（a）所示。小工件安装时，应使工件遮住较多的绝磁层，如图4.2.6（b）所示，以便提高磁盘对工件的吸力，使吸力均匀，保证工件的平行度。若如图4.2.6（c）所示安装工件，将不能保证有效吸紧工件，从而影响工件的磨削。对于铜、铝、不锈钢等非磁性材料制成的工件，不能直接安装在电磁吸盘上，应采用平口钳等夹具装夹，如图4.2.6（d）所示。
（1）电磁吸盘
电磁吸盘由底壳、铁芯、线圈、面板、接线盒组成。
图4.2.6 磨削平行平面夹具
1—固定钳口；2—活动钳口；3—螺母；4—丝杠的手柄；5—底座。
电磁吸盘采用直流电供电，具有稳定、吸力强、剩磁小等特点。
电磁吸盘按照吸力不同，可分为普通吸力吸盘和强力吸盘两种，普通吸力吸盘吸力为1～1.2 MPa，强力电磁吸盘不低于1.5 MPa。按照用途，可分为磨床用电磁吸盘、铣床用电磁吸盘、刨床用电磁吸盘、磨刀机电磁吸盘等。
磨床用电磁吸盘是根据电磁吸盘的用途分类而命名的。磨床用电磁吸盘的种类见表4.2.2。
表4.2.2 磨床用电磁吸盘的种类
磨床用电磁吸盘的选择条件：根据工件的磨削方向来确定是使用横极电磁吸盘还是纵极电磁吸盘；根据工件大小选择是宽极还是密极电磁吸盘；根据工件的材料选择是使用普通电磁吸盘还是强力电磁吸盘。
①圆形电磁吸盘。
圆形电磁吸盘用于外圆及万能磨床。在圆台平面磨床上，其工作台多为圆形电磁吸盘。圆形电磁吸盘的示意图如图4.2.7 所示。
②矩形电磁吸盘。
矩形电磁吸盘是平面磨床的常用磁力工作台，用于吸附各类导磁工件，实现工件的定位和磨削加工。该系列吸盘吸力均匀，定位可靠，操作方便，可直接安装在平面磨床上使用，是一种理想的磁力夹具。它的内部构造与圆形电磁吸盘相同。
矩形电磁吸盘两侧有吊装螺孔，在安装时拧入T 形螺钉即可吊装，用T 形块和螺钉固定在工作台上，接通机床上的直流电源和地线，然后将吸盘自身对地面的平行度。
在吸附工件时，只要搭接相邻的两个磁极，即可获得足够的定位吸力，进行磨削加工。通过机床按钮，可实现工件的通磁和消磁。
图4.2.7 圆形电磁吸盘
1—铁芯；2—螺钉；3—线圈；4—罩子；5—隔磁层；6—本体。
电磁吸盘不得严重磕碰，以免破坏精度；在闲置时，应擦净，涂防锈油。电磁吸盘外壳应接地，以免漏电伤人。
（2）电磁吸盘的安装
磨削中小型工件的平面，常用电磁吸盘吸住工件进行磨削。电磁吸盘的工作原理如图4.2.8所示。1 为钢制吸盘体，在吸盘体中部的铁芯A 上绕有线圈4；钢盖板3 分为三块，其间由绝缘层2 隔开。当线圈4 中有直流电通过时，铁芯A 被磁化，磁力线由铁芯经过钢盖板→工件→钢盖板→吸盘体→铁芯而闭合（如图4.2.8 中虚线所示），工件被吸住。绝缘层2 是用铅、铜或巴氏合金等非磁性材料支撑的，它有阻止磁力线通过的作用。
磨削尺寸小或薄壁工件时，因工件与吸盘接触面积小，吸力弱，容易被磨削力弹出而造成事故。所以，装夹这类工件时，必须在四周用挡铁围住，如图4.2.9 所示。
图4.2.8 电磁吸盘工作台的工作原理
1—吸盘体；2—绝缘层；3—钢盖板；4—线圈。
图4.2.9 挡铁围住工件
（3）压板和弯板安装
磨削大型工件上的平面时，可直接利用磨床工作台的T 形槽或压板与弯板装置来安装工件，如图4.2.10 所示。
（4）辅助夹具安装
由铜、铜合金、铝、铝合金等非磁性材料制成的工件安装时，应在电磁吸盘上或直接在磨床工作台上安放台虎钳或用简易夹具安装工件。如图4.2.11 所示，用V 形铁装夹工件。
图4.2.10 平面磨削时用压板和弯板装夹
1—弯板；2—工件；3—压板；4—砂轮。
图4.2.11 用V 形铁装夹工件
1—工件；2—V 形铁；3—电磁吸盘。