用磨料磨具（砂輪、砂帶、油石和研磨料）作為工具進(jìn)行切削加工的機(jī)床，統(tǒng)稱磨床。以磨削回轉(zhuǎn)體外表面為主的磨床稱為外圓磨床，主要類型有萬(wàn)能外圓磨床、普通外圓磨床、無(wú)心外圓磨床等，其中以萬(wàn)能外圓磨床的應(yīng)用最為普遍。下面重點(diǎn)介紹M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的結(jié)構(gòu)組成、切削運(yùn)動(dòng)、磨削方法及應(yīng)用。
    1．萬(wàn)能外圓磨床
    M1432A型萬(wàn)能外圓磨床是普通精度級(jí)萬(wàn)能外圓磨床。它主要用于磨削IT7~IT6級(jí)精度的圓柱形、圓錐形的外圓和內(nèi)孔表面，還可磨削階梯軸的軸肩和尺寸不大的端平面等。磨削表面粗糙度Ra值一般可達(dá)0.8~0.2μm。M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的通用性較好，但磨削效率不高，適用于單件小批生產(chǎn)，常用于工具車間和機(jī)修車間。
    (1)機(jī)床的組成及主要技術(shù)規(guī)格。圖8-23所示為M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的外形圖，其主要組成部分如下。
M1432A型萬(wàn)能外圓磨床
    圖8-23    M1432A型萬(wàn)能外圓磨床
    1-床身2-頭架3-工作臺(tái)4-內(nèi)磨裝置5-砂輪架6-尾座7-腳踏操縱板
    1)床身。床身1是磨床的支承部件，其上裝有砂輪架、頭架、尾座及工作臺(tái)等部件，使它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置，床身的內(nèi)部用作液壓油的油池。
    2)頭架。頭架2用于安裝和夾持工件，并帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)完成圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。頭架可在水平面內(nèi)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)（調(diào)整范圍為0°~90°），以加工錐度較大的圓錐面。
    3)工作臺(tái)。工作臺(tái)3裝在床身頂面前部的縱向?qū)к壣希_(tái)面上裝有頭架2和尾座6，被加工工件支承在頭架和尾座頂尖上，或用頭架上的卡盤夾持。工作臺(tái)由液壓傳動(dòng)沿床身導(dǎo)軌往復(fù)移動(dòng)，使工件實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)由上下兩層組成。上工作臺(tái)可相對(duì)于下工作臺(tái)在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)很小的角度(±10°)，用以磨削錐度較小的圓錐面。
    4)砂輪架。砂輪架5安裝在床身頂面后部的橫向?qū)к壣?，用于支承并傳?dòng)高速旋轉(zhuǎn)的砂輪主軸。當(dāng)需要磨削短圓錐時(shí)，砂輪架可在水平面內(nèi)±30°范圍調(diào)整位置。
    5)內(nèi)磨裝置。內(nèi)磨裝置4裝在砂輪架上，主要由支架和內(nèi)圓磨具兩部分組成。內(nèi)圓磨具是磨內(nèi)孔用的砂輪主軸部件，它做成獨(dú)立部件，安裝在支架的孔中，可以很方便地進(jìn)行更換。通常每臺(tái)萬(wàn)能外圓磨床都備有幾套尺寸與極限轉(zhuǎn)速不同的內(nèi)圓磨具，供磨削不同直徑的內(nèi)孔時(shí)選用。
    6)尾座。尾座6和頭架的前頂尖一起支承工件。尾座在工作臺(tái)上可左右移動(dòng)調(diào)整位置，以適應(yīng)裝夾不同長(zhǎng)度工件的需要。
    M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的主參數(shù)是最大磨削直徑。外圓磨削直徑為Φ8~Φ320mm，最大外圓磨削長(zhǎng)度有1000mm、1500mm、2000mm三種規(guī)格；內(nèi)孔磨削直徑為Φ30~Φ100mm，最大內(nèi)孔磨削長(zhǎng)度為125mm；外圓磨削砂輪主軸的轉(zhuǎn)速為1670r/min；內(nèi)圓磨削砂輪主軸的轉(zhuǎn)速有10000r/min和15000r/min兩級(jí)。
    (2)磨削方法及所需運(yùn)動(dòng)。圖8-24為M1432A型萬(wàn)能外圓磨床幾種典型加工示意圖。其基本磨削方法有兩種：縱向磨削法（縱磨法）和切入磨削法（切入磨法）。
M1432A型萬(wàn)能外圓磨床典型加工示意圖
    圖8-24    M1432A型萬(wàn)能外圓磨床典型加工示意圖
    a)縱磨法磨外圓柱面b）扳轉(zhuǎn)工作臺(tái)用縱磨法磨長(zhǎng)圓錐面
    c)扳轉(zhuǎn)頭架用縱磨法磨內(nèi)圓錐面d）扳轉(zhuǎn)砂輪架用切入磨法磨短圓錐面
    1)縱向磨削法。即工作臺(tái)作縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的磨削方法。磨削時(shí)共需三個(gè)表面成形運(yùn)動(dòng)：砂輪的旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)ns；工件的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)fa；工件的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)nw。每單次行程或每往復(fù)行程終了時(shí)，砂輪還需作周期性的橫向進(jìn)給fr，從而逐漸磨去工件徑向的全部磨削余量。這種磨削方法精度高，表面粗糙度值小，生產(chǎn)率低，適用于單件小批量生產(chǎn)及零件的精磨。
    2)切入磨削法。即用寬砂輪進(jìn)行橫向切入磨削的方法。磨削時(shí)只需兩個(gè)表面成形運(yùn)動(dòng)：砂輪的旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)ns；工件的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)nw。因砂輪寬度比工件的磨削寬度大，工件不需作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，但砂輪要以緩慢的速度連續(xù)或斷續(xù)地沿工件徑向作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)fr，直至磨到工件尺寸要求為止。由于切入磨削法砂輪寬度大，一次行程就可完成磨削過(guò)程，所以磨削效率高。但磨削過(guò)程中砂輪與工件的接觸面積大，磨削力大，磨削熱集中，磨削溫度高，勢(shì)必會(huì)影響工件的表面質(zhì)量，所以加工時(shí)必須考慮充分的冷卻。切入磨削法主要用于批量生產(chǎn)，適合磨削剛性好的工件上較短的外圓表面。
    M1432A型萬(wàn)能外圓磨床，除有上述表面成型運(yùn)動(dòng)和砂輪架的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)fr外，還有砂輪架的快進(jìn)、快退以及尾座套筒的伸縮運(yùn)動(dòng)等。
    (3)磨床的傳動(dòng)。M1432A型萬(wàn)能外圓磨床有機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩個(gè)系統(tǒng)。
    液壓傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)爬行，無(wú)級(jí)調(diào)速方便，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，換向精度高等優(yōu)點(diǎn)，所以在磨床的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)、橫向快退及切入進(jìn)給等方面廣泛采用液壓傳動(dòng)。M1432A型萬(wàn)能外圓磨床工作臺(tái)的縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)、砂輪架的快進(jìn)、快退和周期性自動(dòng)切入進(jìn)給、尾座套筒的伸縮運(yùn)動(dòng)均采用液壓傳動(dòng)。
    砂輪主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（主運(yùn)動(dòng)）、工件的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則為機(jī)械傳動(dòng)。其中外圓磨削砂輪是由主電動(dòng)機(jī)(4kW，1440r/min)經(jīng)V帶輪直接傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)；內(nèi)圓磨具砂輪是由內(nèi)圓磨具電動(dòng)機(jī)(1. 1kW，2840r/min)經(jīng)可更換的平帶輪傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)，可得到兩種轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)；頭架主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)是由頭架上雙速電動(dòng)機(jī)(0. 55/1. 1kW，700/1360r/min)經(jīng)三級(jí)V形帶（塔輪）傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)，可獲得6種轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)工件的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
    除上述的機(jī)械和液壓傳動(dòng)外，砂輪架的橫向進(jìn)給及工作臺(tái)的縱向移動(dòng)也可以手動(dòng)操縱。
    2．無(wú)心外圓磨床
    圖8-25所示為無(wú)心外圓磨床的外形圖。
    (1)無(wú)心磨削原理無(wú)心磨削一般在無(wú)心磨床上進(jìn)行。圖8-26為無(wú)心磨削的原理示意圖。在無(wú)心外圓磨床上磨削回轉(zhuǎn)體零件的外圓表面時(shí)，工件不是支承在頂尖或夾持在卡盤上，而是放在砂輪和導(dǎo)輪之間，由托板支承，以工件自身外圓為定位基準(zhǔn)，砂輪和導(dǎo)輪的旋轉(zhuǎn)方向相同。導(dǎo)輪是用摩擦系數(shù)較大的樹(shù)脂或橡膠作粘結(jié)劑制成的剛玉砂輪，它無(wú)切削能力。
無(wú)心外圓磨床
    圖8-25    無(wú)心外圓磨床
    1-支座2-床身3-砂輪修整器4-砂輪架5-導(dǎo)輪修整器6-轉(zhuǎn)動(dòng)體7-座架8-微量進(jìn)給手柄9-回轉(zhuǎn)底座10-滑板11-快速進(jìn)給手柄
無(wú)心外圓磨削原理
    圖8-26    無(wú)心外圓磨削原理
    當(dāng)砂輪以轉(zhuǎn)速ns旋轉(zhuǎn)時(shí)，工件就有與砂輪相同的線速度回轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，但是由于受到導(dǎo)輪摩擦力對(duì)工件的制約作用，結(jié)果使工件以接近于導(dǎo)輪線速度（導(dǎo)輪線速度遠(yuǎn)低于砂輪）回轉(zhuǎn)。從而在砂輪和工件之間形成很大的相對(duì)速度，由此而產(chǎn)生磨削作用。改變導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)速，便可以調(diào)整工件的圓周進(jìn)給速度。
    無(wú)心磨削時(shí)，工件的中心必須高于導(dǎo)輪和砂輪的中心連線（即具有h距離），使工件與砂輪、導(dǎo)輪間的接觸點(diǎn)不在工件同一直徑上，從而使工件上某些凸起表面在多次轉(zhuǎn)動(dòng)中能逐次磨圓。實(shí)踐證明：h越大，越易獲得較高圓度，磨圓過(guò)程也越快。但h也不能太大，否則導(dǎo)輪對(duì)工件的向上垂直分力可能引起工件跳動(dòng)，從而影響加工質(zhì)量。一般h取工件直徑的(0.15～0. 25)倍。
    (2)無(wú)心磨削方法。無(wú)心外圓磨削方法主要有縱磨法（貫穿法）和橫磨法（切入法）兩種，如圖8-27所示?？v磨削法加工時(shí)，一件接一件地連續(xù)對(duì)工件進(jìn)行磨削，生產(chǎn)率高，它適用于磨削不帶凸臺(tái)的圓柱形工件，磨削表面長(zhǎng)度可大于或小于砂輪寬度。橫磨法工件無(wú)軸向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)輪做橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，它適用于磨削有階梯的工件或成形回轉(zhuǎn)體表面，但磨削表面長(zhǎng)度不能大于砂輪寬度。
無(wú)心磨削方法
    圖8-27    無(wú)心磨削方法
    a)縱磨法b）橫磨法
    1-磨削砂輪2-導(dǎo)輪3-托板4-擋塊5-工件
    (3)無(wú)心磨削特點(diǎn)。在無(wú)心外圓磨床上磨削外圓表面時(shí)，工件不需鉆中心孔，裝夾工件省時(shí)省力，可連續(xù)磨削；由于有導(dǎo)輪和托板沿全長(zhǎng)支承工件，因而剛度差的工件也可用較大的切削用量進(jìn)行磨削，所以無(wú)心外圓磨削生產(chǎn)率較高。
    由于工件定位面為外圓表面，消除了中心孔誤差，消除了外圓磨床工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向與前后頂尖連線的不平行以及頂尖的徑向圓跳動(dòng)等誤差的影響，所以磨削出來(lái)的尺寸精度和幾何精度都比較高，表面粗糙度值也較小。
    但無(wú)心外圓磨床調(diào)整費(fèi)時(shí)，只適于成批及大量生產(chǎn)中。又因工件的支承與傳動(dòng)特點(diǎn)，只能用來(lái)加工尺寸較小，形狀比較簡(jiǎn)單的工件。此外，無(wú)心磨床不能磨削不連續(xù)的外圓表面（如帶有長(zhǎng)的鍵槽），也不能保證被加工面與其他面間的位置精度。
    3．普通外圓磨床
    普通外圓磨床和萬(wàn)能外圓磨床在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別是：普通外圓磨床的砂輪架和頭架都不能繞垂直軸線調(diào)整角度，主軸頭架也不能轉(zhuǎn)動(dòng)，沒(méi)有內(nèi)圓磨具。因此，普通外圓磨床的工藝范圍較窄，只能磨外圓柱面和錐度較小的錐面。但由于主要部件的結(jié)構(gòu)層次少、剛性好，它可采用較大的切削用量，因此生產(chǎn)率較高。