[科普中国]-坐标磨床

坐标磨床是以消除材料的热处理变形为目的发展起来的机床，它可以磨削孔距精度很高的孔以及各种轮廓形状。该机床设有精密坐标机构，砂轮架和工作台各移动部分装有数据装置，可以显示其移动量的大小。

简介坐标磨床具有精密坐标定位装置，用于磨削孔距精度要求很高的精密孔和成形表面的磨床。坐标磨床与坐标镗床有相同的结构布局，不同的是镗刀主轴换成了高速磨头。磨削时，工件固定在能按坐标定位移动的工作台上，砂轮除高速自转外还通过行星传动机构作慢速的公转，并能作垂直进给运动。改变磨头行星运动的半径，可实现径向进给。磨头通常采用高频电动磨头或空气透平磨头。坐标磨床除能磨削圆柱孔外，还可磨削圆弧内外表面和圆锥孔等，主要用于加工淬硬工件、冲模和压模等。在磨头上安装插磨附件，使砂轮轴线处于水平位置，砂轮不作行星运动而只作上下往复运动，可进行类似于插削形式的磨削，以加工内齿圈、分度板和凸轮等。随着数字控制技术的应用，坐标磨床已能磨削各种成形表面。

工作原理坐标磨床的磨削加工不同于其他磨床。现对CNC坐标磨床磨削加工工作原理如下：

1、磨削一个孔时，砂轮的工作边将偏离行星主轴轴心线一个工件半径值，在磨削过程中砂轮除了本身的转动外，还必须绕行星主轴进行公转。同时，还要在龙门磨磨削过程中扩大偏心量，进行微量进给，用这种方式来得到孔的精细控制。

2、平面磨削时，行星主轴一般是不转的，而工作台沿着X向或Y向移动来实现。而砂轮的进给仍用扩大偏心半径，进行微量进给。

3、在轮廓磨削中，CNC坐标磨床是采用点位控制式（也称定点磨削），即利用X、Y坐标的移动使行星主轴中心与工件上圆弧半径的圆心重合，并用行星主轴下端的偏心滑板来微量进给控制半径尺寸。连续轨迹数控坐标磨上，则用范成法进行磨削。

4、在锥孔磨削中，采用组合式径向进给与垂直走刀搭配加工。1

常用的磨削方式坐标磨削的方式一般有三种：即径向进给式磨削、切入式磨削和插磨法磨削。

1、径向进给磨削。这种方式的特点是利用砂轮的圆周面进行磨削，进给时每次砂轮沿着偏心半径的方向相对于工件作少量的移动。这是一种最常见的磨削方式，最容易掌握，因此应用最广泛。当采用陶瓷结合剂砂轮时，由于砂轮表面可以修得很平整，因此可以获得很高的尺寸精度和很低的粗糙度。这种方式的缺点是，由于砂轮受到较大的挤压力，每次进给量较小，发热量较大，要有较长的去火花清磨时间，适用于磨削各种内孔和外圆柱面。

2、切入式磨削。这种磨削方式是利用砂轮的端面来进行，也称为端面磨削，进给时砂轮龙门刨沿轴向进给。由于热量和切屑不易排出，磨削条件恶劣，为了改善磨削条件，砂轮的端面应修正成中凹的形状。在磨削时，也要特别小心，以免进给过大引起砂轮爆裂。如果没有绝对的必要（如磨削台肩面、球面、端面等），一般不采用这种方式。

3、插磨法磨削。这种方式在磨轮快速上下移动的同时，围绕着被磨零件的轮廓进行磨削。它的特点是可以采用较大的切削深度而产生的热量较小，同时其对砂轮的跳动要求比较低，故特别适用于在利用喷镀砂轮来进行磨削轮廓的场合。在小孔磨削中，由于必须采用喷镀砂轮，因此采用这种方式往往可得到比径向进给式磨削来得低的粗糙度，但与经修正的陶瓷结合剂砂轮相比，这种方式的粗糙度要大一些。2

磨床的特点1、切削工具是由无数细小、坚硬、锋利的非金属磨粒粘结而成的多刃工具，并且做高速旋转的主运动。

2、万能性强，适应性更广，它能加工其他机床不能加工的材料和零件。

3、磨床种类多，范围广，能适应磨削各种加工表面、工件形状及生产批量的要求。

4、磨削加工余量小，生产效率高，容易实现自动化和半自动化，可广泛用于流水线和自动线中。

5、磨削精度高，表面质量高，可进行一般普通精度磨削，也可以进行精密磨削和高精度级磨削加工。

注意事项1、坐标磨床用于高精密加工时，机床必须安装在温度为20℃±1℃，相对湿度不高于70.5%的恒温室内，并应避免日光直射和局部热源的辐射。室温变化不应大于0.5℃/4小时。

2、坐标磨床地基应具有防震沟。

3、接入坐标磨床的压缩空气应是经过滤的干燥空气，压缩空气的加压露点温度应低于10℃。

4、被加工零件运入恒温室后，视零件大小须等温2~3小时，所需的测量工具应预先等温，然后才能加工和测量。

5、工件重量不得大于工作台最大载重。

6、被加工零件不应直接与工作台面接触，以防损坏工作台面。

7、坐标磨床的主轴轴线热稳定装置是一个电子系统，用以减少由于机床运转造成的冷热温度差引起的磨头箱热位移的影响，保证加工精度。热稳定装置出厂时已经调整好，用户切勿随意改变。在使用时，不得将该装置的电源切断。为此电控箱上设有单独的电源开关，即使当晚上下班不工作时该电源也不得切断，如果机床因较长时间不工作而切断该电路电源，使机床已冷却到室温时，再进行工作前，应提前接通该装置的电源，接通时间不少于4小时，使机床处于热态，然后才能进行加工。

8、在每天开机后以及机床在突然断电再启动后，各轴均应进行一次回零。3

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学