磨床：液压传动和台式平面磨床介绍

1.磨床的类型

磨床是以磨料、磨具为工具进行磨削加工的机床，随着高精度、高硬度机械零件数量的增加，以及精密铸造、精密锻造工艺的发展，为了满足磨削各种表面、工件形状及生产批量等方面的要求，磨床的种类越来越多。

1）外圆磨床：主要用于磨削圆柱形和圆锥形外表面的磨床。该类磨床包括万能外圆磨床、普通外圆磨床和无心外圆磨床等。

2）内圆磨床：主要用于磨削圆柱形和圆锥形内表面的磨床。该类磨床包括普通内圆磨床、坐标磨床、无心内圆磨床等。

3）平面磨床：主要用于磨削工件平面的磨床。该类磨床包括卧轴矩台平面磨床、立轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床和立轴圆台平面磨床。

4）工具磨床：用于磨削工具的磨床。该类磨床包括工具曲线磨床、钻头沟槽磨床、丝锥沟槽磨床等。

5）专用磨床：专门用于磨削某一类零件的磨床。该类磨床包括曲轴磨床、凸轮轴磨床、花键轴磨床、球轴承套圈沟磨床、活塞环磨床、叶片磨床、导轨磨床及齿轮和螺纹磨床等。

6）其他磨床：该类磨床主要包括珩磨机、研磨机、抛光机、超精加工机床、砂轮机等。

磨床的种类很多，机械制造生产中应用最广泛的是外圆磨床、内圆磨床和平面磨床。本书主要介绍外圆磨床和平面磨床。

2.外圆磨床结构及运动

图10-3 所示为M1432A 型万能外圆磨床的外形。它可用于磨削外圆柱面、外圆锥面、轴肩端面等。在编号“M1432A”中，“M”表示磨床类；“1”表示外圆磨床；“4”表示万能外圆磨床；“32”表示最大磨削直径的1/10，即最大磨削直径为320 mm；“A”表示在性能或结构上经过一次改进。

图10-3　M1432A 万能外圆磨床

1—头架；2—工件台；3—内磨装置；4—砂轮架；5—尾座；6—脚踏操纵板；7—床身

M1432A 万能外圆磨床由床身、工作台、头架、尾座、砂轮架、操纵板等组成。

1）床身。它用于支撑和连接磨床的各个部件，底部用于储存油料，内部装有液压传动装置，砂轮架安装在床身的后上部。床身上有平行导轨，工作台在其上运动。

2）工作台。工作台有上下两层，下工作台通过液压结构使其沿床身导轨做纵向往复运动，上工作台相对下工作台可以做一定角度的偏转，以便磨削圆锥面。

3）头架。头架内有主轴，主轴经变速机构做旋转运动，可获得不同的转速。主轴前端可以安装顶尖或卡盘，用以夹持工件。

4）尾座。磨削细长工件时用于支撑工件，并可以在工作台上移动，当调整到所需位置时将其紧固。扳动尾座上的手柄时，套筒内的顶尖可以伸出或缩进，以便装夹或卸下工件。

5）砂轮架。砂轮装在砂轮架的主轴上，可装夹两个砂轮，由单独电动机带动做高速旋转，分别磨削内孔和外圆。砂轮架可沿着床身上的横向导轨前后移动，移动的方式有三种：自动周期进给、快速引进与退出和手动进给，前两种是由液压传动实现的。

万能外圆磨床与普通外圆磨床的不同之处是在前者的砂轮架、头架和工作台上都装有转盘，能回转一定角度，并增加了内圆磨具等附件，因此它不仅可以磨削外圆柱面，还可以磨削内圆柱面，以及锥度较大的内、外圆锥面和端面。

（1）万能外圆磨床磨削运动

1）主运动。磨削外圆时砂轮的旋转运动为主运动，磨削内圆表面时内圆磨具的旋转运动为主运动。

2）进给运动。工件高速旋转为圆周进给运动，工件往复移动为纵向进给运动；砂轮磨削时做横向进给运动，其中工件往复纵向进给时，砂轮做周期性横向间歇进给，砂轮切入磨削时为连续横向进给。

3）辅助运动。为了方便装卸和测量工件，砂轮所做的横向快速回退运动，以及尾架套筒所做的伸缩运动都属于辅助运动。

（2）外圆磨床的液压传动系统

在磨床传动中，广泛采用液压传动。这是因为液压传动具有可在较大范围内无级调速、机床运转平稳、操作简单方便等优点。但是它结构复杂，制造成本较高。外圆磨床的液压传动系统比较复杂，下面对它作简单介绍。图10-4 所示为外圆磨床部分液压传动示意图。

机床液压传动系统由油箱20、齿轮油泵13、换向调节装置、油缸19 等组成。工作时，油从齿轮油泵13 经管路、换向阀6 流到油缸19 的右端或左端，使工作台2 向左或向右做进给运动。此时，油缸19 另一端的油经换向阀6、操纵滑阀10 及调节阀11 流回油箱。调节阀11是用来调节工作台运动速度的。(www.xing528.com)

工作台的往复换向动作是由挡块5 使换向阀6 的活塞自动转换而实现的。挡块5 固定在工作台2 侧面的槽内，按照要求的工作台行程长度调整其位置。当工作台每到行程终了时，挡块5 先推动杠杆8，然后杠杆8 带动活塞向前移动，从而完成换向工作。换向阀6 的活塞转换快慢由油阀16 调节。

用手扳动操纵滑阀10 的杠杆17，油腔14 与油缸19 的右导管和左导管接通，工作台便停止移动。此时，油桶18 中的油在弹簧活塞压力作用下经油管流回油箱。活塞被弹簧压下后，z=17 的齿轮与z=31 的齿轮啮合。因此，可利用手轮9 移动工作台。

横向进给及砂轮的快速引进和退出均是液压传动，图中未画出。

图10-4　外圆磨床部分液压传动示意图

1—床身；2—工作台；3—床头架；4—尾架；5—挡块；6—换向阀；7—砂轮；8，17—杠杆；9—手轮；10—操纵滑阀；11—调节阀；12—安全阀；13—齿轮油泵；14—油腔；15—换向开关；16—油阀；18—油桶；19—油缸；20—油箱；21—回油管

3.平面磨床结构及运动

图10-5　M7120A 平面磨床

1—驱动工作台手轮；2—磨头；3—拖板；4—横向进给手轮；5—砂轮修整器；6—立柱；7—行程挡块；8—工作台；9—垂直进给手轮；10—床身

平面磨床用于平面磨削。平面磨床分为立轴式和卧轴式两类，立轴式平面磨床用砂轮的端面进行磨削平面，卧轴式平面磨床用砂轮的圆周进行磨削平面。图10-5 所示为M7120A型卧轴矩台式平面磨床。在编号“M7120A”中，“M”表示磨床类；“7”表示平面及端面磨床；“1”表示卧轴矩台平面磨床；“20”表示磨床工作台宽度的1/10，即工作台宽度为200 mm；“A”表示在性能或结构上做过一次重大改进。

M7120A 平面磨床由床身、工作台、立柱、磨头、砂轮修整器和电器操纵板等组成。

平面磨床的矩形工作台装在床身的导轨上，由液压传动实现其往复运动，带动工件做纵向进给，工作台也可用手轮操纵，以便进行必要的调整。另外，工作台上还有电磁吸盘，用来装夹工件。

砂轮装在磨头上，砂轮的旋转为主运动，由电动机直接驱动旋转。磨头沿滑板的水平导轨可做横向进给运动。该运动可由液压驱动或由手轮操纵。滑板可沿立柱的垂直导轨移动，以调整磨头的高低位置完成垂直进给运动，这一运动通过转动手轮来实现。

平面磨削的方式通常可分为周磨法与端磨法两种。

周磨法用砂轮的圆周面磨削平面，这时需要以下几个运动：

（1）砂轮的高速旋转为主运动。

（2）工件的纵向往复运动或圆周运动，即为纵向进给运动。

（3）砂轮的周期性横向移动，即为横向进给运动。

（4）砂轮对工件做定期垂直移动，即为垂直进给运动。

端磨法用砂轮的端面磨削平面。这时需要下列运动：

（1）砂轮高速旋转为主运动。

（2）工作台做纵向往复进给或周进给。

（3）砂轮轴向垂直进给。

平面磨床的液压传动系统与外圆磨床相似，详见外圆磨床部分。