磨具<砂轮>的特性与选择

张国耀 发表于 2008-5-5 17:57:02

砂轮的特性与选择 砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。砂轮是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。由于磨料、结合剂及制造工艺不同，砂轮的特性差别很大，因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。砂轮的特性主要是由磨料、力度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。 （1）磨料磨料是砂轮的主要组成部分，它具有很高的硬度、耐磨性、耐热性和一定的韧性，以承受磨削时的切削热和切削力，同时还应具备锋利的尖角，以利磨削金属。常用磨料代号、特点及应用范围简表 6.6表 6.6 常用磨料代号、特性及适用范围<table cellspacing=\"0\" cellpadding=\"0\" align=\"center\" border=\"1\"><tbody><tr><td width=\"28\">系别</td><td width=\"60\">名称</td><td width=\"32\">代号</td><td width=\"50\">主要成分</td><td width=\"68\">显微硬度（ HV）</td><td width=\"54\">颜色</td><td width=\"126\">特性</td><td width=\"126\">适用范围</td></tr><tr><td width=\"28\" rowspan=\"2\">氧化物系</td><td width=\"60\">棕刚玉</td><td width=\"32\">A</td><td width=\"50\">AL 2 O 391-96%</td><td width=\"68\">2200-2288</td><td width=\"54\">棕褐色</td><td valign=\"top\" width=\"126\">硬度高，韧性好，价格便宜</td><td valign=\"top\" width=\"126\">磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜</td></tr><tr><td width=\"60\">白钢玉</td><td width=\"32\">WA</td><td width=\"50\">AL 2 O 397-99%</td><td width=\"68\">2200-2300</td><td width=\"54\">白色</td><td valign=\"top\" width=\"126\">硬度高于棕刚玉，磨粒锋利，韧性差</td><td valign=\"top\" width=\"126\">磨削淬硬的碳钢、高速钢</td></tr><tr><td width=\"28\" rowspan=\"2\">碳化物系</td><td width=\"60\">黑碳化硅</td><td width=\"32\">C</td><td width=\"50\">SiC>95%</td><td width=\"68\">2840-3320</td><td width=\"54\">黑色带光泽</td><td valign=\"top\" width=\"126\">硬度高于钢玉，性脆而锋利，有良好的导热性和导电性</td><td valign=\"top\" width=\"126\">磨削铸铁、黄铜、铝及非金属</td></tr><tr><td width=\"60\">绿碳化硅</td><td width=\"32\">GC</td><td width=\"50\">SiC>99%</td><td width=\"68\">3280-3400</td><td width=\"54\">绿色带光泽</td><td valign=\"top\" width=\"126\">硬度和脆性高于黑碳化硅，有良好的导电性和导热性</td><td valign=\"top\" width=\"126\">磨削硬质合金、宝石、陶瓷、光学玻璃、不锈钢</td></tr><tr><td width=\"28\" rowspan=\"2\">高硬磨料</td><td width=\"60\">立方氮化硼</td><td width=\"32\">CBN</td><td width=\"50\">立方氮化硼</td><td width=\"68\">8000-9000</td><td width=\"54\">黑色</td><td valign=\"top\" width=\"126\">硬度仅次于金刚石，耐磨性和导电性好，发热量小</td><td valign=\"top\" width=\"126\">磨削硬质合金、不锈钢、高合金钢等难加工材料</td></tr><tr><td width=\"60\">人造金刚石</td><td width=\"32\">MBD</td><td width=\"50\">碳结晶体</td><td width=\"68\">10000</td><td width=\"54\">乳白色</td><td valign=\"top\" width=\"126\">硬度极高，韧性很差，价格昂贵</td><td valign=\"top\" width=\"126\">磨削硬质合金、宝石、陶瓷等高硬度材料</td></tr></tbody></table> （2）粒度 粒度是指磨料颗粒尺寸的大小。粒度分为磨粒和微粉两类。对于颗粒尺寸大于 40 μ m的磨料，称为磨粒。用筛选法分级，粒度号以磨粒通过的筛网上每英寸长度内的孔眼数来表示。如60 # 的磨粒表示其大小刚好能通过每英寸长度上有60孔眼的筛网。对于颗粒尺寸小于40 μ m的磨料，称为微粉。用显微测量法分级，用W和后面的数字表示粒度号，其W后的数值代表微粉的实际尺寸。如W20表示微粉的实际尺寸为20 μ m。 砂轮的力度对磨削表面的粗糙度和磨削效率影响很大。磨粒粗，磨削深度大，生产率高，但表面粗糙度值大。反之，则磨削深度均匀，表面粗糙度值小。所以粗磨时，一般选粗粒度，精磨时选细粒度。磨软金属时，多选用粗磨粒，磨削脆而硬材料时，则选用较细的磨粒。粒度的选用见表 6.7。表 6.7 磨料粒度的选用<table cellspacing=\"0\" cellpadding=\"0\" align=\"center\" border=\"1\"><tbody><tr><td valign=\"top\" width=\"56\">粒度号</td><td valign=\"top\" width=\"112\">颗粒尺寸范围 / μ m</td><td valign=\"top\" width=\"105\">适用范围</td><td valign=\"top\" width=\"63\">粒度号</td><td valign=\"top\" width=\"112\">颗粒尺寸范围 / μ m</td><td valign=\"top\" width=\"105\">适用范围</td></tr><tr><td width=\"56\">12-36</td><td width=\"112\">2000-1600500-400</td><td valign=\"top\" width=\"105\">粗磨、荒磨、切断钢坯、打磨毛刺</td><td width=\"63\">W40-W20</td><td valign=\"top\" width=\"112\">40-2820-14</td><td valign=\"top\" width=\"105\">精磨、超精磨、螺纹磨、珩磨</td></tr><tr><td width=\"56\">46-80</td><td width=\"112\">400-315200-160</td><td valign=\"top\" width=\"105\">粗磨、半精磨、精磨</td><td width=\"63\">W14-W10</td><td valign=\"top\" width=\"112\">14-1010-7</td><td valign=\"top\" width=\"105\">精磨、精细磨、超精磨、镜面磨</td></tr><tr><td width=\"56\">100-280</td><td width=\"112\">165-12550-40</td><td valign=\"top\" width=\"105\">精磨、成型磨、刀具刃磨、珩磨</td><td width=\"63\">W7-W3.5</td><td valign=\"top\" width=\"112\">7-53.5-2.5</td><td valign=\"top\" width=\"105\">超精磨、镜面磨、制作研磨剂等</td></tr></tbody></table> （3）结合剂 结合剂是把磨粒粘结在一起组成磨具的材料。砂轮的强度、抗冲击性、耐热性极耐腐蚀性，主要取决于结合剂的种类和性质。常用结合剂的种类、性能及适用范围见表 6.8。表 6.8常用结合剂的种类、性能及适用范围<table cellspacing=\"0\" cellpadding=\"0\" align=\"center\" border=\"1\"><tbody><tr><td valign=\"top\" width=\"49\">种类</td><td valign=\"top\" width=\"49\">代号</td><td valign=\"top\" width=\"238\">性能</td><td valign=\"top\" width=\"217\">用途</td></tr><tr><td width=\"49\">陶瓷</td><td width=\"49\">V</td><td valign=\"top\" width=\"238\">耐热性、耐腐蚀性好、气孔率大、易保持轮廓、弹性差</td><td valign=\"top\" width=\"217\">应用广泛，适用于 v<35m/s的各种成形磨削、磨齿轮、磨螺纹等</td></tr><tr><td width=\"49\">树脂</td><td width=\"49\">B</td><td valign=\"top\" width=\"238\">强度高、弹性大、耐冲击、坚固性和耐热性差、气孔率小</td><td valign=\"top\" width=\"217\">适用于 v>50m/s的高速磨削，可制成薄片砂轮，用于磨槽、切割等</td></tr><tr><td width=\"49\">橡胶</td><td width=\"49\">R</td><td valign=\"top\" width=\"238\">强度和弹性更高、气孔率小、耐热性差、磨粒易脱落</td><td valign=\"top\" width=\"217\">适用于无心磨的砂轮和导轮、开槽和切割的薄片砂轮、抛光砂轮等</td></tr><tr><td width=\"49\">金属</td><td width=\"49\">M</td><td valign=\"top\" width=\"238\">韧性和成形性好、强度大、但自锐性差</td><td valign=\"top\" width=\"217\">可制造各种金刚石磨具</td></tr></tbody></table> （4）硬度 砂轮硬度是指砂轮工作时，磨粒在外力作用下脱落的难易程度。砂轮硬，表示磨粒难以脱落；砂轮软，表示砂轮容易脱落。砂轮的硬度等级见表 6.9。表 6.9 砂轮的硬度等级及代号<table cellspacing=\"0\" cellpadding=\"0\" align=\"right\" border=\"1\"><tbody><tr><td width=\"42\">硬度等级</td><td width=\"28\">大级</td><td width=\"91\" colspan=\"3\">超软</td><td width=\"91\" colspan=\"3\">软</td><td width=\"61\" colspan=\"2\">中软</td><td width=\"61\" colspan=\"2\">中</td><td width=\"91\" colspan=\"3\">中硬</td><td width=\"61\" colspan=\"2\">硬</td><td width=\"28\">超硬</td></tr><tr><td width=\"42\"></td><td width=\"28\">小级</td><td width=\"91\" colspan=\"3\">超软</td><td width=\"30\">软 1</td><td width=\"30\">软 2</td><td width=\"30\">软 3</td><td width=\"30\">中软 1</td><td width=\"30\">中软 2</td><td width=\"30\">中 1</td><td width=\"30\">中 2</td><td width=\"30\">中硬 1</td><td width=\"30\">中硬 2</td><td width=\"30\">中硬 3</td><td width=\"30\">硬 1</td><td width=\"30\">硬 2</td><td width=\"28\">超硬</td></tr><tr><td width=\"42\">代号</td><td width=\"28\"></td><td width=\"30\">D</td><td width=\"30\">E</td><td width=\"30\">F</td><td width=\"30\">G</td><td width=\"30\">H</td><td width=\"30\">J</td><td width=\"30\">K</td><td width=\"30\">L</td><td width=\"30\">M</td><td width=\"30\">N</td><td width=\"30\">P</td><td width=\"30\">Q</td><td width=\"30\">R</td><td width=\"30\">S</td><td width=\"30\">T</td><td width=\"28\">Y</td></tr></tbody></table> 砂轮的硬度与磨料的硬度是完全不同的两个概念。硬度相同的磨料可以制成硬度不同的砂轮，砂轮的硬度主要决定于结合剂性质、数量和砂轮的制造工艺。例如，结合剂与磨粒粘固程度越高，砂轮硬度越高。砂轮硬度的选用原则是：工件材料硬，砂轮硬度应选用软一些，以便砂轮磨钝磨粒及时脱落，露出锋利的新磨粒继续正常磨削；工件材料软，因易于磨削，磨粒不易磨钝，砂轮应选硬一些。但对于有色金属、橡胶、树脂等软材料磨削时，由于切屑容易堵塞砂轮，应选用较软砂轮。粗磨时，应选用较软砂轮；而精磨、成型磨削时，应选用硬一些的砂轮，以保持砂轮的必要形状精度。机械加工中常用砂轮硬度等级为 H至N（软2-中2）。 （5）组织 砂轮的组织是指组成砂轮的磨粒、结合剂、气孔三部分体积的比例关系。通常以磨粒所占砂轮体积的百分比来分级。砂轮有三种组织状态：紧密、中等、疏松；细分成 0-14号间，共15级。组织号越小，磨粒所占比例越大，砂轮越紧密；反之，组织号越大，磨粒比例越小，砂轮越疏松，见表6.10。表 6.10 砂轮组织分类<table cellspacing=\"0\" cellpadding=\"0\" align=\"center\" border=\"1\"><tbody><tr><td valign=\"top\" width=\"63\">组织号</td><td valign=\"top\" width=\"31\">0</td><td valign=\"top\" width=\"31\">1</td><td valign=\"top\" width=\"31\">2</td><td valign=\"top\" width=\"31\">3</td><td valign=\"top\" width=\"32\">4</td><td valign=\"top\" width=\"32\">5</td><td valign=\"top\" width=\"32\">6</td><td valign=\"top\" width=\"32\">7</td><td valign=\"top\" width=\"34\">8</td><td valign=\"top\" width=\"34\">9</td><td valign=\"top\" width=\"34\">10</td><td valign=\"top\" width=\"34\">11</td><td valign=\"top\" width=\"34\">12</td><td valign=\"top\" width=\"34\">13</td><td valign=\"top\" width=\"34\">14</td></tr><tr><td valign=\"top\" width=\"63\">磨粒率 %</td><td valign=\"top\" width=\"31\">62</td><td valign=\"top\" width=\"31\">60</td><td valign=\"top\" width=\"31\">58</td><td valign=\"top\" width=\"31\">56</td><td valign=\"top\" width=\"32\">54</td><td valign=\"top\" width=\"32\">52</td><td valign=\"top\" width=\"32\">50</td><td valign=\"top\" width=\"32\">48</td><td valign=\"top\" width=\"34\">46</td><td valign=\"top\" width=\"34\">44</td><td valign=\"top\" width=\"34\">42</td><td valign=\"top\" width=\"34\">40</td><td valign=\"top\" width=\"34\">38</td><td valign=\"top\" width=\"34\">36</td><td valign=\"top\" width=\"34\">34</td></tr><tr><td valign=\"top\" width=\"63\">类别</td><td valign=\"top\" width=\"124\" colspan=\"4\">紧密</td><td valign=\"top\" width=\"128\" colspan=\"4\">中等</td><td valign=\"top\" width=\"238\" colspan=\"7\">疏松</td></tr><tr><td valign=\"top\" width=\"63\">应用</td><td valign=\"top\" width=\"124\" colspan=\"4\">精磨、成型磨</td><td valign=\"top\" width=\"128\" colspan=\"4\">淬火工件、刀具</td><td valign=\"top\" width=\"238\" colspan=\"7\">韧性大和硬度低的金属</td></tr></tbody></table>砂轮磨粒率 <table class=\"b12\" cellspacing=\"0\" cellpadding=\"1\" width=\"90%\" border=\"1\"><tbody><tr bgcolor=\"#ffb9ce\"><td align=\"center\" bgcolor=\"#ffb9ce\">组织号</td><td>0</td><td>1</td><td>2</td><td>3</td><td>4</td><td>5</td><td>6</td><td>7</td><td>8</td><td>9</td><td>10</td><td>11</td><td>12</td><td>13</td><td>14</td></tr><tr bgcolor=\"#ffe1ea\"><td align=\"center\" bgcolor=\"#ffe1ea\">磨料粒%</td><td>62</td><td>60</td><td>58</td><td>56</td><td>54</td><td>52</td><td>50</td><td>48</td><td>46</td><td>44</td><td>42</td><td>40</td><td>38</td><td>36</td><td>34</td></tr></tbody></table> (6）形状与尺寸 砂轮的形状和尺寸是根据磨床类型、加工方法及工件的加工要求来确定的。常用砂轮名称、形状简图、代号和主要用途见表 6.11。<img src=\"http://www.xihangzh.com/jzkj/jpkc/img/6.3/6.3.3/image002.jpg\" border=\"0\" alt=\"\" />

金属狂人 发表于 2009-5-27 01:29:38

强
细

过客发表于 2009-5-31 19:40:09

学习了，了解很多

小强发表于 2009-6-8 21:53:04

又学习一下啊

CHENGCHENG 发表于 2009-7-16 22:10:44

谢谢大哥厉害啊

xcx118 发表于 2009-12-4 10:51:03

真的受益了！真需要啊！收藏了

新锐工具 发表于 2010-8-31 10:41:55

大体不错，部分细节有出入。
关于磨料颜色：CBN有黑色和琥珀色之分，
金刚石基本色是黄绿色，含杂质时颜色有差异，但从未见过乳白色的:lol

jliu1985 发表于 2010-8-31 13:16:31

总结的很详细，学习了！

新手试车 发表于 2010-10-18 11:47:17

已经很详细了，不要吹毛求疵

实习生 发表于 2011-5-29 11:22:00

太详细了，谢了

无械可机 发表于 2011-6-4 11:37:04

新手拜读，谢谢分享

zydoplin 发表于 2011-8-6 10:23:21

很好，谢谢分享

娃娃发表于 2011-8-13 11:22:11

赞一个{:soso_e142:}

青苹果 发表于 2011-8-19 22:21:10

新手拜读，谢谢分享{:1_1:}

国联002 发表于 2011-10-10 20:33:55

新手拜读，谢谢分享

ajia 发表于 2011-10-11 10:54:13

谢谢谢谢！真好

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