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[摘要]：机械制造工业为国民经济建设提供机械装备。机械装备中绝大部分零件在生产过程中都需要切削加工，如通过车、铣、刨、钻、磨等方面，最后使零件获得合格的形状、尺寸和精度。而磨削加工是用来提高零件精度的重要工艺方法之一。随着工业技术的发展，无心磨床越来越被广泛应用于磨削加工中，在机械加工中起着极为重要的作用。
[关键词]：磨削加工 无心磨床 应用
一、磨削技术不断地发展主要原因
随着磨削技术的发展，磨床在加工机床中也占有相当大的比例。据1997年欧洲机床展览会（EMO）的调查数据表明，25%的企业认为磨削是他们应用的最主要的加工技术，车削只占23%， 钻削占22%，其它占8%;而磨床在企业中占机床的比例高达42%，车床占3%，铣床占22%，钻床占14%。我国从1949～1998年，开发生产的通用磨床有1800多种，专用磨床有几百种，磨床的拥有量占金属切削机床总拥有量的13%左右。可见，磨削技术及磨床在机械制造业中占有极其重要的位置。这是因为：
1、加工精度高
由于磨削具有其它加工方法无法比拟的特点，如砂轮上参与切削的磨粒多，切削刃多且几何形状不同;仅在较小的局部产生加工应力;磨具对断续切削，工件硬度的变化不很敏感;砂轮可实现在线修锐等，因而可使加工件获得很高的加工精度。
2、加工效率高
如缓进给深磨，一次磨削深度可达到0～25 mm，如将砂轮修整成所需形状，一次便可磨出所需的工件形状.而当Vs 进一步提高后，其加工效率则更高。
3、工程材料不断发展
许多材料（如陶瓷材料，玻璃材料等）在工业中的应用不断扩大，有些材料只能采用磨削加工，需要有新的磨削技术及磨削工艺与之相适应。
4、新的磨料磨具
如人造金刚石砂轮，CBN 砂轮的出现，扩大了磨削加工的应用范围。
5、相关技术的发展
如砂轮制造技术，控制技术，运动部件的驱动技术，支撑技术等，促进了磨削技术及磨削装备的发展。
总之，磨削技术发展很快，在机械加工中起着非常重要的作用.目前，磨削技术的发展趋势是，发展超硬磨料磨具，研究精密及超精密磨削，高速高效磨削机理并开发其新的磨削工艺技术，研制高精度，高刚性的自动化磨床。
二、无心磨床工作原理
无心磨床，是不需要采用工件的轴心而施行磨削的一类磨床。是由磨削砂轮，调整轮和工件支架三个机构构成，其中磨削砂轮实际担任磨削的工作，调整轮控制工件的旋转，并使工件发生进刀速度，至于工件支架乃在磨削时支撑工件，这三种机件可有数种配合的方法，但停止研磨除外，原理上都相同。
应用无心磨削法磨削工件的旋转表面的磨床，通常指无心外圆磨床。在无心外圆磨床（见下图）上，工件不用顶尖定心和支承，而是放在砂轮和导轮之间，由托板和导轮支承。砂轮一般装在主轴端部，宽度大于250毫米的砂轮则装在主轴中部，砂轮最大宽度可达900毫米。砂轮高速旋转进行磨削，导轮以较慢速度同向旋转，带动工件旋转作圆周进给。贯穿磨削时，通过调整导轮轴线的微小倾斜角来实现轴向进给，适于磨削细长圆柱形工件、无中心孔的短轴和套类工件等。切入磨削时，通过导轮架或砂轮架的移动来实现径向进给，适于磨削带轴肩或凸台的工件，以及圆锥体、球体或其他素线是曲线的工件。无心磨床的生产率较高，加上各种上下料装置后易于实现自动化，大多用于大量生产，可由不很熟练的工人操作。无心磨床磨削精度一般为：圆度2微米，尺寸精度4微米，高精度无心磨床可分别达到0.5微米和2微米。此外还有无心内圆磨床和无心螺纹磨床等。
图 无心外圆磨床
无心磨床能自动修整和自动补偿。导轮进给导轨为双V型滚针导轮，采用伺服电机进给，能与砂轮修整相互补偿。机床配有自动上下料机构，能进行自动循环磨削。
三、无心磨床在磨削加工中的应用特点
无心外圆磨床主要有三种磨削方法;通过式、切入式和切入一通过式、通过式无心磨削。工件沿砂轮轴线方向进给进行磨削。调整导轮轴线的微小倾角来实现工件轴向进给。适于磨削细长圆柱形工件。无中心孔的短轴和套类工件等。切入式无心磨削。托板上有轴向定位支点，工件支承在托板一定位置上，以砂轮或导轮切入进行磨削。用于磨削带轴肩或凸台的工件以及圆锥体，球体或其他回转体工件。切入一通过式无心磨削是这两者的复合。此外，还有切线进给式磨削和使带台阶的工件在轴向进、退的端面进给式磨削。无心外圆磨床生产率较高。多用于大量生产，易于实现自动化。
无心外圆磨床机构性能与普通外圆磨床相比较有下列特点：
1、连续加工，无需退刀，装夹工件等复制时间短，生产率高。
2、托架和导轮定位机构比普通外圆磨床顶尖、中心架机构支承刚性好，切削量可以较大，并有利于细长轴类工件的加工，易于实现高速磨削和强力磨削。
3、无心外圆磨床工件靠外圆在定位机构上定位，磨削量是工件直径上的余量，故砂轮的磨损、进给机构的补偿和切入机构的重复定位精度误差对零件直径尺寸精度的影响。只有普通外圆磨床的一半，不需打中心孔，且易于事先上、下料自动化。
4、宽砂轮无心磨床通过式机构、可采用加大每次的加工余量，在切入磨时可对复杂型面依次形磨削或多砂轮磨削，生产率高，适用范围广。
5、无心外圆磨床无保证磨削表面与非磨削表面的相对位置精度（同轴度，垂直度等）的机构，磨削周向断续的外表面时圆度较差。
6、磨削表面易产生奇数次棱圆度，如较大时往往会造成测量尺寸小于最大实体尺寸的错觉，而影响装配质量和工作性能。
7、机床调整较复杂、费时，每更换不同直径的工件就需冲调整托架高度，与距离及有关的工艺参数。故调整技术难度较大，不适宜小批及单件生产。
总结：
实践证明，在数控机床的应用实际中，只要我们能充分了解数控机床及其所加工的零件的特点，然后选择机床，通过采取制订合理的加工路线，减少数控机削的辅助时间;选择恰当的刀具，提高数控机床的切削效率;合理安装夹紧工件，提高装夹速度;合理选择切削用量，提高加工余量的切除效率;正确维护保养机床，延长数控机床的平均无故障时间;加强信息化建设和人员培训，提高数控机床的使用效率等几个方面的措施，充分发挥数控机床的效能，就能大大地提高数控机床的生产效率。
参考文献
[1]王文章、杜君文、程国全主编.无心磨床磨削技术[M].高等教育出版社，2002.
[2]王贵明主编.磨削实用技术[M].北京：机械工业出版社，2002.
[3]徐宏海主编. 无心磨床[M].北京：化学工业出版社，2003.
[关键词]：磨削加工 无心磨床 应用
一、磨削技术不断地发展主要原因
随着磨削技术的发展，磨床在加工机床中也占有相当大的比例。据1997年欧洲机床展览会（EMO）的调查数据表明，25%的企业认为磨削是他们应用的最主要的加工技术，车削只占23%， 钻削占22%，其它占8%;而磨床在企业中占机床的比例高达42%，车床占3%，铣床占22%，钻床占14%。我国从1949～1998年，开发生产的通用磨床有1800多种，专用磨床有几百种，磨床的拥有量占金属切削机床总拥有量的13%左右。可见，磨削技术及磨床在机械制造业中占有极其重要的位置。这是因为：
1、加工精度高
由于磨削具有其它加工方法无法比拟的特点，如砂轮上参与切削的磨粒多，切削刃多且几何形状不同;仅在较小的局部产生加工应力;磨具对断续切削，工件硬度的变化不很敏感;砂轮可实现在线修锐等，因而可使加工件获得很高的加工精度。
2、加工效率高
如缓进给深磨，一次磨削深度可达到0～25 mm，如将砂轮修整成所需形状，一次便可磨出所需的工件形状.而当Vs 进一步提高后，其加工效率则更高。
3、工程材料不断发展
许多材料（如陶瓷材料，玻璃材料等）在工业中的应用不断扩大，有些材料只能采用磨削加工，需要有新的磨削技术及磨削工艺与之相适应。
4、新的磨料磨具
如人造金刚石砂轮，CBN 砂轮的出现，扩大了磨削加工的应用范围。
5、相关技术的发展
如砂轮制造技术，控制技术，运动部件的驱动技术，支撑技术等，促进了磨削技术及磨削装备的发展。
总之，磨削技术发展很快，在机械加工中起着非常重要的作用.目前，磨削技术的发展趋势是，发展超硬磨料磨具，研究精密及超精密磨削，高速高效磨削机理并开发其新的磨削工艺技术，研制高精度，高刚性的自动化磨床。
二、无心磨床工作原理
无心磨床，是不需要采用工件的轴心而施行磨削的一类磨床。是由磨削砂轮，调整轮和工件支架三个机构构成，其中磨削砂轮实际担任磨削的工作，调整轮控制工件的旋转，并使工件发生进刀速度，至于工件支架乃在磨削时支撑工件，这三种机件可有数种配合的方法，但停止研磨除外，原理上都相同。
应用无心磨削法磨削工件的旋转表面的磨床，通常指无心外圆磨床。在无心外圆磨床（见下图）上，工件不用顶尖定心和支承，而是放在砂轮和导轮之间，由托板和导轮支承。砂轮一般装在主轴端部，宽度大于250毫米的砂轮则装在主轴中部，砂轮最大宽度可达900毫米。砂轮高速旋转进行磨削，导轮以较慢速度同向旋转，带动工件旋转作圆周进给。贯穿磨削时，通过调整导轮轴线的微小倾斜角来实现轴向进给，适于磨削细长圆柱形工件、无中心孔的短轴和套类工件等。切入磨削时，通过导轮架或砂轮架的移动来实现径向进给，适于磨削带轴肩或凸台的工件，以及圆锥体、球体或其他素线是曲线的工件。无心磨床的生产率较高，加上各种上下料装置后易于实现自动化，大多用于大量生产，可由不很熟练的工人操作。无心磨床磨削精度一般为：圆度2微米，尺寸精度4微米，高精度无心磨床可分别达到0.5微米和2微米。此外还有无心内圆磨床和无心螺纹磨床等。
图 无心外圆磨床
无心磨床能自动修整和自动补偿。导轮进给导轨为双V型滚针导轮，采用伺服电机进给，能与砂轮修整相互补偿。机床配有自动上下料机构，能进行自动循环磨削。
三、无心磨床在磨削加工中的应用特点
无心外圆磨床主要有三种磨削方法;通过式、切入式和切入一通过式、通过式无心磨削。工件沿砂轮轴线方向进给进行磨削。调整导轮轴线的微小倾角来实现工件轴向进给。适于磨削细长圆柱形工件。无中心孔的短轴和套类工件等。切入式无心磨削。托板上有轴向定位支点，工件支承在托板一定位置上，以砂轮或导轮切入进行磨削。用于磨削带轴肩或凸台的工件以及圆锥体，球体或其他回转体工件。切入一通过式无心磨削是这两者的复合。此外，还有切线进给式磨削和使带台阶的工件在轴向进、退的端面进给式磨削。无心外圆磨床生产率较高。多用于大量生产，易于实现自动化。
无心外圆磨床机构性能与普通外圆磨床相比较有下列特点：
1、连续加工，无需退刀，装夹工件等复制时间短，生产率高。
2、托架和导轮定位机构比普通外圆磨床顶尖、中心架机构支承刚性好，切削量可以较大，并有利于细长轴类工件的加工，易于实现高速磨削和强力磨削。
3、无心外圆磨床工件靠外圆在定位机构上定位，磨削量是工件直径上的余量，故砂轮的磨损、进给机构的补偿和切入机构的重复定位精度误差对零件直径尺寸精度的影响。只有普通外圆磨床的一半，不需打中心孔，且易于事先上、下料自动化。
4、宽砂轮无心磨床通过式机构、可采用加大每次的加工余量，在切入磨时可对复杂型面依次形磨削或多砂轮磨削，生产率高，适用范围广。
5、无心外圆磨床无保证磨削表面与非磨削表面的相对位置精度（同轴度，垂直度等）的机构，磨削周向断续的外表面时圆度较差。
6、磨削表面易产生奇数次棱圆度，如较大时往往会造成测量尺寸小于最大实体尺寸的错觉，而影响装配质量和工作性能。
7、机床调整较复杂、费时，每更换不同直径的工件就需冲调整托架高度，与距离及有关的工艺参数。故调整技术难度较大，不适宜小批及单件生产。
总结：
实践证明，在数控机床的应用实际中，只要我们能充分了解数控机床及其所加工的零件的特点，然后选择机床，通过采取制订合理的加工路线，减少数控机削的辅助时间;选择恰当的刀具，提高数控机床的切削效率;合理安装夹紧工件，提高装夹速度;合理选择切削用量，提高加工余量的切除效率;正确维护保养机床，延长数控机床的平均无故障时间;加强信息化建设和人员培训，提高数控机床的使用效率等几个方面的措施，充分发挥数控机床的效能，就能大大地提高数控机床的生产效率。
参考文献
[1]王文章、杜君文、程国全主编.无心磨床磨削技术[M].高等教育出版社，2002.
[2]王贵明主编.磨削实用技术[M].北京：机械工业出版社，2002.
[3]徐宏海主编. 无心磨床[M].北京：化学工业出版社，2003.