球面磨床磨削一般用成形砂轮磨削法或展成磨削法两种方法。本文着重介绍展成法磨削球面。
一、外球面
磨床磨削技巧与诀窍
1.球面磨床磨削的原理
球面磨床磨削的原理，如图1所示，砂轮2与工件1安装成轴线相交a角，砂轮与工件同时绕各自的轴线旋转。当工件绕垂直轴线旋转时，它上面每一个点的运动轨迹就是一个水平的圆周。而这些圆周都通过倾斜的砂轮内孔，由于砂轮绕轴线作高速旋转，对球面产生磨削作用。当磨床砂轮沿轴线向工件作进给时，就能磨出一个合乎要求的球面来。
从相对运动的角度来分析，可看作工件不动，磨床砂轮绕工件的垂直轴线作旋转运动，而砂轮的内孔是一个与垂直轴线相交于顶点A的倾斜的“圆”，这个“圆”如果绕垂直轴线旋转，那么它的轨迹就是一个球面。
图2磨外球面时磨床砂轮的直径和角度
2.外球面磨削磨床砂轮的选择翻修整要求与诀窍
外球面磨削，常采用杯形砂轮(B型)或单面凹砂轮。砂轮内孔直径的大小与工件球面大小有关。根据磨削原理，砂轮的直径DK应等于工件外圆截面中的弦长BC(见图3)。所以在加工时，要根据工件的尺寸计算出磨床砂轮的直径。计算公式如下
式中的k值，当工件球面大于半圆时为正值，小于半圆时为负值，等于半圆时为零。
根据计算结果，用金刚石修整砂轮内孔。实际修整时，并没有像理论计算这样严格，磨削外球面时，磨床砂轮孔径可选择较计羹值稍小一些，如果没有合适规格的砂轮，可选取尺寸近似的，用金刚石加以修整即可。
3.外球面磨削机床的调整技巧
根据磨床磨削原理，通过公式sina=Dk／D求出砂轮安装斜角。
然后调整机床，一般球面磨削，砂轮的安装斜角比较大。蔫整时，由于头架偏离磨削位置太远，砂轮架退不出去，无法进行磨削加工。所以在实际调整时，往往采取转动砂轮架和头架的方法来解决(见图4)。
图4外球面磨削机床的调整
4.外球面的磨削方法与技巧，
(1)用四爪卡盘夹持球体圆柱柄部外圆，找正外圈和外球面的径向圆跳动。跳动量在0.02mm之内。
(2)修整砂轮内孑L，使孔径尺寸基本上符合公式计算得出的尺寸。
(3)转动砂轮架和头架，使砂轮架、头架与工件球面的相对角度等于砂轮安装斜角。
(4)移动工作台和砂轮架，使工件外球面接近砂轮磨削位置。
(5)启动砂轮进行对刀磨削。如果靠近球面外缘部分先磨到，砂轮架应横向微量退刀；如果球面靠近球心部分先磨到，砂轮架则应横向微量进刀。通过多次调整，使砂轮均匀磨削工件外球面。
(6)检查磨削痕迹。如果工件球体表面呈凸状花纹时[见图5(a)]，说明砂轮的下半周参加磨削，磨床砂轮的中心高于工件中心。反之，如果工件球体表面呈凹状花纹时[见图5(b)]，说明砂轮的上半周参加磨削，砂轮的中心低于工件中心，应调整磨床内圆磨具的中心位置，使磨床砂轮轴线与工件中心等高，反映在球面上应呈交叉网状花纹[见图5(c)]，其不等高度误差在0.003-0.004mm内。
图5球面磨削痕迹(a)砂轮的中心高于工件中心；(b)砂轮的中心低于工件中心；(c)砂轮中心与王件中心等高
(7)用球面套规检验外球面的弧度误差，如果球心部分有显示剂痕迹，说明角度偏小，可微调上工作台，使角度增大。反之，如果球外缘部分有显示剂痕迹，说明角度偏大，上工作台反向调整，使角度减小，通过多次调整、磨削，使外球面的弧度符合图样要求。
(8)磨外球面至图样尺寸要求。
5.外球面磨床磨削容易产生的问题和注意事项
(1)由于
平面磨床磨削时，砂轮架与头架都旋转了一定的角度，所以，砂轮内径尺寸的修整，应在机床调整前完成。砂轮在磨削过程中产生磨钝现象，不必修整内孔。只要用砂条修去砂轮的外端面，就可使砂轮既保持锋利又尺寸不变。
(2)在进行外球面磨削时，磨床砂轮磨钝后，磨削弧宽度增加，影响磨削质量。应及时用砂条修整砂轮端面，使磨削弧宽度减小，提高加工精度。
(3)在进行球面磨削时，磨床砂轮轴线与工件轴线不可能绝对等高，反映在工件上会产生一个很小的台阶，影响加工精度。这时可在球面顶端钻一个lmm的中心孔来避免。
二、内球面磨削
1.内球面磨削砂轮的选择和修整要求
内球面磨削，常采用平形砂轮(P型)进行磨削加工。磨床砂轮外圆直径的大小直接与工件球面大小有关。砂轮的直径DK应等于工件内圆截面中的弦长BC(见图6)。计算砂轮直径的公式与外球面磨削相同。
根据计算结果，用金刚石修整砂轮外圈，磨床砂轮可选择外圆尺寸较计算值稍大一些的，然后用金刚石修整至尺寸。
图6内球面磨削时砂轮的直径和角度
2，内球面磨削机床的调整
内球面磨削通过公式sina=Dk／D求出砂轮安装斜角。然后转动磨床砂轮架和头架，使内圆砂轮与工件内球面轴线的相对角度等于砂轮安装斜角(见图7)。
图7内球面磨削机床的调整
3.内球面的磨削方法与技巧
(1)用四爪单动卡盘夹持球体圆柱柄部外圆，找正外圆和内球面的径向圆跳动，跳动量在0.02mm之内。
(2)修整砂轮外圆，使外圆尺寸基本上符合计算求出的数值。
(3)转动砂轮架和头架，使磨床砂轮架、头架与工件球面的相对角度等于砂轮安装斜角。
(4)移动工作台和砂轮架，使工件内球面接近砂轮磨削位置。
(5)启动砂轮进行对刀、调整，经过多次调整，使砂轮均匀磨削工件内球面。
(6)检查磨削痕迹，调整内圆磨具中心位置，使砂轮轴线与工件中心等高。
(7)用球氟塞规检验内球面的弧度误差，经过多次调整，使磨床内球面的弧度符合图样要求。
(8)磨内球面至图样尺寸要求。
4.容易产生的问题和注意事项
(1)内球面磨削，
磨床砂轮外圆直径的大小影响内球面弧度的大小，因此，砂轮磨钝后，一般不修整砂轮外圆，只修整砂轮端面，以保持砂轮的锋利。
(2)球面磨削，磨床砂轮与工件接触面积大，容易发热，因此，磨削时切削液必须保持充分。
(3)球面磨削，磨床砂轮横向进给量不宜太大，磨削工件容易梗刀，使磨削精度和表面粗糙度受到影响。
