磨床

        磨床(grinder,grinding machine)是利用磨具對工件表面進行磨削加工的機床。大多數的磨床是使用高速旋轉的砂輪進行磨削加工，少數的是使用油石、砂帶等其他磨具和游離磨料進行加工，如珩磨機、超精加工機床、砂帶磨床、研磨機和拋光機等。
磨床加工范圍
　　磨床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。磨床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。
發展歷程
　　十八世紀30年代，為了適應鐘表、自行車、縫紉機和槍械等零件淬硬后的加工，英國、德國和美國分別研制出使用天然磨料砂輪的磨床。這些磨床是在當時現成的機床如車床、刨床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-夏普公司制造的萬能外圓磨床，是首次具有現代磨床基本特征的機械。它的工件頭架和尾座安裝在往復移動的工作臺上，箱形床身提高了機床剛度，并帶有內圓磨削附件。1883年，這家公司制成磨頭裝在立柱上、工作臺作往復移動的平面磨床。
　　1900年前后，人造磨料的發展和液壓傳動的應用，對磨床的發展有很大的推動作用。隨著近代工業特別是汽車工業的發展，各種不同類型的磨床相繼問世。例如20世紀初，先后研制出加工氣缸體的行星內圓磨床、曲軸磨床、凸輪軸磨床和帶電磁吸盤的活塞環磨床等。
　　自動測量裝置于1908年開始應用到磨床上。到了1920年前后，無心磨床、雙端面磨床、軋輥磨床、導軌磨床，珩磨機和超精加工機床等相繼制成使用；50年代又出現了可作鏡面磨削的高精度外圓磨床；60年代末又出現了砂輪線速度達60～80米/秒的高速磨床和大切深、緩進給磨削平面磨床；70年代，采用微處理機的數字控制和適應控制等技術在磨床上得到了廣泛的應用。
節能應用
　　標準機械加工所使用磨床，砂輪電動機均按傳統啟動電路運行。電動機啟動后按照額定轉速運轉，由于電網電壓有一定磨床波動，砂輪工件磨床磨擦負載不斷磨床變化，都會影響電動機磨床轉速誤差，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磨床要求不同磨床加工相對線速度，以至于所加工工件磨床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于磨床，可以收到滿意磨床效果。
　　機械加工行業磨床所加工磨床產品種類繁多，工件大小尺寸不同，要求加工精度各異。相對磨床要求砂輪轉速于主軸磨床線速度不同，單純磨床調整主軸磨床轉速來滿足工件磨床加工線速度很難調整到理想狀態。又由于軸桿類加工過程所產生磨床應力彎曲，磨削過程會產生砂輪進給磨床力矩不同，這樣就帶來砂輪輸出轉速/力矩不同磨床變化，相應磨床會產生振刀紋/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。
　　隨著電力電子技術磨床發展，變頻調速技術磨床越來越普及，機械加工行業變頻器磨床應用收到很好磨床效果。其中，以變頻器磨床無級調速，軟啟動，恒轉矩輸出極大磨床滿足了機械加工設備對恒速度/恒轉矩磨床要求。
分類　　
    隨著高精度、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，磨床的性能、品種和產量都在不斷的提高和增長。
　　(1)外圓磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圓柱形和圓錐形外表面的磨床。
　　(2)內圓磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圓柱形和圓錐形內表面的磨床。此外，還有兼具內外圓磨的磨床。
　　(3)座標磨床：具有精密座標定位裝置的內圓磨床。
　　(4)無心磨床：工件采用無心夾持，一般支承在導輪和托架之間，由導輪驅動工件旋轉，主要用于磨削圓柱形表面的磨床。例如軸承軸支等。
　　(5)平面磨床：主要用于磨削工件平面的磨床。
　　a.手搖磨床適用于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.大水磨適用于較大工件的加工，加工精度不高，與手搖磨床相區別。
　　(6)砂帶磨床：用快速運動的砂帶進行磨削的磨床。
　　(7)珩磨機：用于珩磨工件各種表面的磨床。
　　(8)研磨機：用于研磨工件平面或圓柱形內，外表面的磨床。
　　(9)導軌磨床：主要用于磨削機床導軌面的磨床。
　　(10)工具磨床：用于磨削工具的磨床。
　　(11)多用磨床：用于磨削圓柱、圓錐形內、外表面或平面，并能用隨動裝置及附件磨削多種工件的磨床。
　　(12)專用磨床：從事對某類零件進行磨削的專用機床。按其加工對象又可分為：花鍵軸磨床、曲軸磨床、凸輪磨床、齒輪磨床、螺紋磨床、曲線磨床等。
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，由于磨床砂輪的轉速很高，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后果。因此，磨削加工的安全技術工作顯得特別重要，必須采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，也應采取適當的防護措施。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床進行全面檢查，包括對操縱機構、電氣設備及磁力吸盤等卡具的檢查。檢查后再經潤滑，潤滑后進行試車，確認一切良好，方可使用。
　　裝卡工件時要注意卡正、卡緊，在磨削過程中工件松脫會造成工件飛出傷人或撞碎砂輪等嚴重后果。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臺往復運動時，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，靜平衡調試后進行安裝，試車，一切正常后，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、調整或擦拭機床都要在停機后進行。用磁力吸盤時，要將盤面、工件擦凈、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床擋板，站位要側過高速旋轉砂輪的正面。
日常保養
　　磨床要有專人負責保養和使用，定期檢修，確保機床處于良好狀態。
　　1．作業完畢，機件各處，尤其是滑動部位，應擦試干凈后上油。
　　2．清除磨床各部位之研磨屑。
　　3．必要之部位，上防銹。
使用以上磨床保養注意事項
　　1．研磨前，請校正砂輪平衡。
　　2．必須依工物材質、硬度慎選砂輪。
　　3．主軸端與砂輪凸緣應涂薄油膜以防生銹。
　　4．請注意主軸旋轉方向。
　　5．禁止使用空氣槍清潔工作物及機器。
　　6．請注意油窗油路是否順暢。
　　7．吸塵箱，過濾鋼，請每周清潔一次。
　　8．吸力弱時請檢查吸塵管是否有粉屑堵塞。
　　9．必須保持吸塵管道清潔，否則會引起燃燒。
磨床吸盤之保養
　　永久磁鑄吸盤或電磁吸盤之盤面為工作物研磨精度能否求出之基楚，應妥為維護、保養。若工作物精度差了或盤面有所損傷，盤面必須再研磨，盤面精度合乎要求，才能確保工作物之精度。
磨床潤滑系統之保養
　　潤滑油于最初使用一個月以更換，以后每3-6個月后更換一次，油槽下方有泄油栓，可資利用。并請注意，換油時，將槽內部及過濾器一并清洗。
磨床安全操作規程　　
1．工作前應檢查機械、電器、防護裝置、吸塵裝置、工卡量具等，必須處于完整良好狀態。
　　2．手動檢查各部之后，空車運轉，檢查磨頭縱向往復運動，確認正常后，可進行工作。
　　3．工作前按工件磨削長度，手動調整換向擋鐵位置，并加以緊固。
　　4．機床工作時，液壓系統的壓力應不超出規定值范圍。油溫不得超過50℃，油缸中有空氣時，應將磨頭以最大行程來回走數次以排氣。
　　5．機床沒有縱向移動的自動和手動的互鎖機構，而用液壓自動往復運動時，必須將手柄拔出。
　　6．工作中經常檢查夾具，工件的緊固，以及砂輪的平衡緊固和皮帶的松緊。砂輪磨鈍應及時修整。
　　7．修整砂輪時，金剛刀固定在專用托架上，操作時嚴禁撞擊，并應戴好防護眼鏡。
　　8．砂輪沒有脫離工件時，不準停車。
　　9．更換砂輪應遵守磨工一般安全規程。
　　10．不準觸摸磨削中的工件或隔著運動部位傳送東西。
　　11．調整，修理、潤滑、擦拭機床時應停機進行。
磨床靜壓軸承維修經驗
　　隨著數控技術的發展，靜壓軸承也廣泛用于加工中心等數控機床的主軸。一拖股份公司第一發動機廠，有許多靜壓磨床和靜壓金剛鏜頭，在維修中進行了一些探索和嘗試，取得了幾點經驗。
小孔節流器
　　1．將內部節流改為外部節流，并加裝壓力表即時顯示上下腔壓力。使維修保養方便，特別是可以很容易地定期清洗，這是內部節流器無法比擬的。
　　2．節流比。節流比β的理論值是1.2~1.5之間，而根據多年的經驗以1.25為佳。這樣在維修中，需要對主軸的幾何精度、前后軸瓦的幾何精度、同軸度、圓度及錐度進行嚴格控制，以便保證β值。根據機床的承載能力確定e 值（主軸與軸瓦幾何中心的偏心量），使β值最佳。
　　3．各油腔在不裝主軸時，各個出油口的油柱必須一致（觀察法），若不一致，應采取改變節流器孔徑的方法，改變其流量。以4腔為例，一般下、左、右腔的油柱在20~25mm之間，小孔直徑為0.25~0.4mm。
　　2.薄膜反饋節流器
　　薄膜反饋節流軸承剛度是很大的，但機床在運行中也常出現抱瓦、拉毛、掉壓等現象。薄膜反饋最關鍵的是薄膜，實踐中認為，軸瓦抱死、拉毛的主要原因是：①薄膜塑性變形所致；②反饋慢。外載突變時，薄膜還沒反應時，軸與瓦已經摩擦了；③薄膜疲勞。薄膜使用時間長，疲勞變形，相當于改變了反饋參數。
　　增加薄膜的厚度和改用一些耐疲勞的材料，均可收到良好效果。一般是采用剛性膜、預加載荷、預留縫隙的方法。具體作法是：將1.4mm厚的膜改為4mm厚剛性膜，在下腔墊0.05mm厚的錫箔紙，使主軸調整到比理想位置高0.05mm的位置。目的是當主軸受力（砂輪重量、切削力）后，恰好返回到理想中心。
　　3.供油系統的改進
　　靜壓軸承供油系統中，除粗濾、精濾外，其余各元件對靜壓軸承具有保護作用。在原系統基礎上對供油系統進行改進。
　　1．在節流板后的出油口接壓力繼電器和壓力表(原來在蓄能器前面)，這樣可使操作人員看見腔壓與進口壓力的大小。當其壓差大于一定值時，以便立即停機，以免軸瓦抱死。如：進口壓力2MPa，出口腔壓1.2~1.6MPa，低于1.2MPa就要停機。
　　2．增加數字檢測裝置
　　靜壓軸承的主軸與軸瓦之間有0.04~0.05mm的間隙，其間的油液有一定的電阻值，檢測這一阻值的變化，就可以得知期間隙的大小。以主軸為一極，軸瓦為另一極，測量其阻值變化。將此信號處理后發至光電報警器和控制系統放大器，控制主軸電機的啟停，以此來避免軸與瓦的摩擦。