砂輪的特性及種類(lèi)

1、砂輪的特性及種類(lèi)砂輪是磨削的主要工具，它是由磨料和結(jié)合劑構(gòu)成的多孔物體。其中磨料、結(jié)合劑和孔隙是砂輪的三個(gè)基本組成要素。隨著磨料、結(jié)合劑及砂輪制造工藝等的不同，砂輪特性可能差別很大，對(duì)磨削加工的精度、粗糙度和生產(chǎn)效率有著重要的影響。因此，必須根據(jù)具體條件選用合適的砂輪。 砂輪的特性由磨料、粒度、硬度、結(jié)合劑、形狀及尺寸等因素來(lái)決定，現(xiàn)分別介紹如下。 （ 1 ）磨料及其選擇   磨料是制造砂輪的主要原料，它擔(dān)負(fù)著切削工作。因此，磨料必須鋒利，并具備高的硬度、良好的耐熱性和一定的韌性。常用磨料的名稱(chēng)、代號(hào)、特性和用途見(jiàn)表1 。   表1  常用磨料 類(lèi) 別

2、名 稱(chēng) 代號(hào) 特 性 用 途 氧化物系 棕剛玉 A(GZ) 含 9196% 氧化鋁。棕色，硬度高，韌性好，價(jià)格便宜 磨削碳鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵、硬青銅等 白剛玉 WA(GB) 含 9799% 的氧化鋁。白色，比棕剛玉硬度高、韌性低，自銳性好，磨削時(shí)發(fā)熱少 精磨淬火鋼、高碳鋼、高速鋼及薄壁零件 碳化物系 黑色碳化硅 C(TH) 含 95% 以上的碳化硅。呈黑色或深藍(lán)色，有光澤。硬度比白剛玉高，性脆而鋒利，導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性良好 磨削鑄鐵。黃銅、鋁、耐火材料及非金屬材料 綠色碳化硅 GC(TL) 含 97% 以上的碳化硅。呈綠色，硬度和脆性比 TH 更高，導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性好 磨削硬質(zhì)合金、光學(xué)玻璃、寶石

3、、玉石、陶瓷、珩磨發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套等 高硬磨 料系 人造金剛石 D(JR) 無(wú)色透明或淡黃色、黃綠色、黑色。硬度高，比天然金剛石性脆。價(jià)格比其它磨料貴好多倍 磨削硬質(zhì)合金、寶石等高硬度材料 立方氮化硼 CBN (JLD) 立方型晶體結(jié)構(gòu)，硬度略低于金剛石，強(qiáng)度較高，導(dǎo)熱性能好 磨削、研磨、珩磨各種既硬又韌的淬火鋼和高鉬、高礬、高鈷鋼、不銹鋼 注：括號(hào)內(nèi)的代號(hào)是舊標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。 （ 2 ）粒度及其選擇   粒度指磨料顆料的大小。粒度分磨粒與微粉兩組。磨粒用篩選法分類(lèi)，它的粒度號(hào)以篩網(wǎng)上一英寸長(zhǎng)度內(nèi)的孔眼數(shù)來(lái)表示。例如 60 # 粒度的的磨粒，說(shuō)明能通過(guò)每英寸長(zhǎng)有 60 個(gè)孔眼的篩網(wǎng)，

4、而不能通過(guò)每英寸 70 個(gè)孔眼的篩網(wǎng)。微粉用顯微測(cè)量法分類(lèi)，它的粒度號(hào)以磨料的實(shí)際尺寸來(lái)表示（ W ）。各種粒度號(hào)的磨粒尺寸見(jiàn)表2 。 表2  磨料粒度號(hào)及其顆粒尺寸磨 粒 磨 粒 微 粉 粒度號(hào) 顆粒尺寸（ mm ） 粒度號(hào) 顆粒尺寸（ mm ） 粒度號(hào) 顆粒尺寸（ mm ） 14 # 16001250 70 # 250200 W40 4028 16 # 12501000 80 # 200160 W28 2820 20 # 1000800 100 # 160125 W20 2014 24 # 800630 120 # 125100 W14 1410 30 # 630500 150

5、# 10080 W10 107 36 # 500400 180 # 8063 W7 75 46 # 400315 240 # 6350 W5 53.5 60 # 315250 280 # 5040 W3.5 3.52.5 注：比 14 # 粗的磨粒及比 W3.5 細(xì)的微粉很少使用，表中未列出。 磨料粒度的選擇，主要與加工表面粗糙度和生產(chǎn)率有關(guān)。 粗磨時(shí)，磨削余量大，要求的表面粗糙度值較大，應(yīng)選用較粗的磨粒。因?yàn)槟チ４?、氣孔大，磨削深度可較大，砂輪不易堵塞和發(fā)熱。精磨時(shí)，余量較小，要求粗糙度值較低，可選取較細(xì)磨粒。一般來(lái)說(shuō)，磨粒愈細(xì)，磨削表面粗糙度愈好。     不

6、同粒度砂輪的應(yīng)用見(jiàn)表3 。 表3  不同粒度砂輪的使用范圍砂輪粒度 一般使用范圍 砂輪粒度 一般使用范圍 14 # 24 # 磨鋼錠、切斷鋼坯，打磨鑄件毛刺等 120 # W20 精磨、珩磨和螺紋磨 36 # 60 # 一般磨平面、外圓、內(nèi)圓以及無(wú)心磨等 W20 以下 鏡面磨、精細(xì)珩磨 60 # 100 # 精磨和刀具刃磨等 （ 3 ）結(jié)合劑及其選擇   砂輪中用以粘結(jié)磨料的物質(zhì)稱(chēng)結(jié)合劑。砂輪的強(qiáng)度、抗沖擊性、耐熱性及抗腐蝕能力主要決定于結(jié)合劑的性能。常用的結(jié)合劑種類(lèi)、性能及用途見(jiàn)表4 。 表4  常用結(jié)合劑名 稱(chēng) 代號(hào) 性 能 用 途 陶瓷結(jié)合劑 V(

7、A) 耐水、耐油、耐酸、耐堿的腐蝕，能保持正確的幾何形狀。氣孔率大，磨削率高，強(qiáng)度較大，韌性、彈性、抗振性差，不能承受側(cè)向力 V 輪 35m/s 的磨削，這種結(jié)合劑應(yīng)用最廣，能制成各種磨具，適用于成形磨削和磨螺紋、齒輪、曲軸等 樹(shù)脂結(jié)合劑 B(S) 強(qiáng)度大并富有彈性，不怕沖擊，能在高速下工作。有摩擦拋光作用，但堅(jiān)固性和耐熱性比陶瓷結(jié)合劑差，不耐酸、堿，氣孔率小，易堵塞 V 輪 50m/s 的高速磨削，能制成薄片砂輪磨槽，刃磨刀具前刀面。高精度磨削。濕磨時(shí)切削液中含堿量應(yīng) 1.5% 橡膠結(jié)合劑 R(X) 彈性比樹(shù)脂結(jié)合劑更大差，強(qiáng)度也大。氣孔率小，磨粒容易脫落，耐熱性差，不耐油，不耐酸，而且還有

8、臭味 制造磨削軸承溝道的砂輪和無(wú)心磨削砂輪、導(dǎo)輪以及各種開(kāi)槽和切割用的薄片砂輪，制成柔軟拋光砂輪等 金屬結(jié)合劑 ( 青銅、電鍍鎳 ) J 韌性、成型性好，強(qiáng)度大，自銳性能差 制造各種金剛石磨具，使用壽命長(zhǎng) 注：括號(hào)內(nèi)的代號(hào)是舊標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。 （ 4 ）硬度及其選擇   砂輪的硬度是指砂輪表面上的磨粒在磨削力作用下脫落的難易程度。砂輪的硬度軟，表示砂輪的磨粒容易脫落，砂輪的硬度硬，表示磨粒較難脫落。砂輪的硬度和磨料的硬度是兩個(gè)不同的概念。同一種磨料可以做成不同硬度的砂輪，它主要決定于結(jié)合劑的性能、數(shù)量以及砂輪制造的工藝。磨削與切削的顯著差別是砂輪具有“自銳性”，選擇砂輪的硬度，實(shí)

9、際上就是選擇砂輪的自銳性，希望還鋒利的磨粒不要太早脫落，也不要磨鈍了還不脫落。     根據(jù)規(guī)定，常用砂輪的硬度等級(jí)見(jiàn)表5 。 表5  常用砂輪硬度等級(jí)硬度 等級(jí) 大級(jí) 軟 中 軟 中 中 硬 硬 小級(jí) 軟 1 軟 2 軟 3 中軟 1 中軟 2 中 1 中 2 中硬 1 中硬 2 中硬 3 硬 1 硬 2 代 號(hào) G (R 1 ) H (R 2 ) J (R 3 ) K (ZR 1 ) L (ZR 2 ) M (Z 1 ) N (Z 2 ) P (ZY 1 ) Q (ZY 2 ) R (ZY 3 ) S (Y 1 ) T (Y 2 ) 注：括號(hào)內(nèi)的代號(hào)

10、是舊標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)；超軟，超硬未列入；表中 1 ， 2 ， 3 表示硬度遞增的順序。     選擇砂輪硬度的一般原則是：加工軟金屬時(shí)，為了使磨料不致過(guò)早脫落，則選用硬砂輪。加工硬金屬時(shí)，為了能及時(shí)的使磨鈍的磨粒脫落，從而露出具有尖銳棱角的新磨粒（即自銳性），選用軟砂輪。前者是因?yàn)樵谀ハ鬈洸牧蠒r(shí)，砂輪的工作磨粒磨損很慢，不需要太早的脫離；后者是因?yàn)樵谀ハ饔膊牧蠒r(shí)，砂輪的工作磨粒磨損較快，需要較快的更新。 精磨時(shí)，為了保證磨削精度和粗糙度，應(yīng)選用稍硬的砂輪。工件材料的導(dǎo)熱性差，易產(chǎn)生燒傷和裂紋時(shí)（如磨硬質(zhì)合金等），選用的砂輪應(yīng)軟一些。 （ 5 ）形狀尺寸及其選擇 

11、  根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)與磨削加工的需要，砂輪制成各種形狀與尺寸。表6 是常用的幾種砂輪形狀、尺寸、代號(hào)及用途。 砂輪的外徑應(yīng)盡可能選得大些，以提高砂輪的圓周速度，這樣對(duì)提高磨削加工生產(chǎn)率與表面粗糙度有利。此外，在機(jī)床剛度及功率許可的條件下，如選用寬度較大的砂輪，同樣能收到提高生產(chǎn)率和降低粗糙度的效果，但是在磨削熱敏性高的材料時(shí)，為避免工件表面的燒傷和產(chǎn)生裂紋，砂輪寬度應(yīng)適當(dāng)減小。 表6  常用砂輪形狀及用途砂輪名 稱(chēng) 簡(jiǎn)圖 代號(hào) 尺寸表示法 主要用途 平形砂 輪 P P D × H × d 用于磨外圓、內(nèi)圓、平面和無(wú)心磨等 雙面凹砂輪 PSA PSA D × H × d2d 1 × t 1 × t 2 用于磨外圓、無(wú)心磨和刃磨刀具 雙斜邊砂輪 PSX PSX D × H × d 用于磨削齒輪和螺紋 筒形砂 輪 N N D × H × d 用于立軸端磨平面 碟形砂 輪 D D D × H × d 用于刃磨刀具前面 碗形砂 輪 BW BW D × H × d 用于導(dǎo)軌磨及刃磨刀具     在砂輪的端面上一般都印有標(biāo)志，例