平面磨床磨削砂輪的選擇

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1、平面磨床磨削砂輪的選擇 平面磨床磨削砂輪的選擇 砂輪磨具是磨削加工不可缺少的一種工具砂輪選擇合適與否是影響磨削質(zhì)量磨削成本的重要條件。本公司生產(chǎn)一系列的平面磨床需配置不同的砂輪來(lái)適應(yīng)各種工件的平面加工。為方便用戶及本公司設(shè)計(jì)、工藝人員選擇本文針對(duì)平面磨床磨削砂輪的選擇常用不同工件材料的砂輪選擇進(jìn)行匯總以供大家使用參考（見(jiàn)附表）。 砂輪的種類(lèi)很多并有各種形狀和尺寸由于砂輪的磨料、結(jié)合劑材料以及砂輪的制造工藝不同各種砂輪就具有不同的工作性能。每一種砂輪根據(jù)其本身的特性都有一定的適用范圍。因此磨削加工時(shí)必須根據(jù)具體情況（如所磨工件的材料性質(zhì)、熱處理方法、工件形狀、尺寸及加工形式和技術(shù)要

2、求等）選用合適的砂輪。否則會(huì)因砂輪選擇不當(dāng)而直接影響加工精度、表面粗糙度及生產(chǎn)效率。下面列出砂輪選擇的基本原則以供參考。 一、普通砂輪的選擇 1. 磨料的選擇 磨料選擇主要取決于工件材料及熱處理方法。 a. 磨抗張強(qiáng)度高的材料時(shí)選用韌性大的磨料。 b. 磨硬度低延伸率大的材料時(shí)選用較脆的磨料。 c. 磨硬度高的材料時(shí)選用硬度更高的磨料。 d. 選用不易被加工材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的磨料。 最常用的磨料是棕剛玉（A）和白剛玉（WA）其次是黑碳化硅（C）和綠碳化硅（GC）其余常用的還有鉻剛玉（PA）、單晶剛玉（SA）、微晶剛玉（MA）、鋯剛玉（ZA）。 棕剛玉砂輪：棕

3、剛玉的硬度高韌性大適宜磨削抗拉強(qiáng)度較高的金屬如碳鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵、硬青銅等這種磨料的磨削性能好適應(yīng)性廣常用于切除較__量的粗磨價(jià)格便宜可以廣泛使用。 白剛玉砂輪：白剛玉的硬度略高于棕剛玉韌性則比棕剛玉低在磨削時(shí)磨粒容易碎裂因此磨削熱量小適宜制造精磨淬火鋼、高碳鋼、高速鋼以及磨削薄壁零件用的砂輪成本比棕剛玉高。 黑碳化硅砂輪：黑碳化硅性脆而鋒利硬度比白剛玉高適于磨削機(jī)械強(qiáng)度較低的材料如鑄鐵、黃銅、鋁和耐火材料等。 綠碳化硅砂輪：綠碳化硅硬度脆性較黑碳化硅高磨粒鋒利導(dǎo)熱性好適合于磨削硬質(zhì)合金、光學(xué)玻璃、陶瓷等硬脆材料。 鉻剛玉砂輪：適于磨削刀具量具、儀表螺紋等表面加工質(zhì)量要求高

4、的工件。 單晶剛玉砂輪：適于磨削不銹鋼、高釩高速鋼等韌性大、硬度高的材料及易變形燒傷的工件。 微晶剛玉砂輪：適于磨削不銹鋼、軸承鋼和特種球墨鑄鐵等用于成型磨切入磨鏡面磨削。 鋯剛玉砂輪：適于磨削奧氐體不銹鋼、鈦合金、耐熱合金特別適于重負(fù)荷磨削。 2. 粒度的選擇 主要取決于被磨削工件的表面粗糙度和磨削效率。 粒度是指磨料的顆粒尺寸其大小則用粒度號(hào)表示（見(jiàn)表1）。 用粗粒度砂輪磨削時(shí)生產(chǎn)效率高但磨出的工件表面較粗糙；用細(xì)粒度砂輪磨削時(shí)磨出的工件表面粗糙度較好而生產(chǎn)率較低。在滿足粗糙度要求的前提下應(yīng)盡量選用粗粒度的砂輪以保證較高的磨削效率。一般粗磨時(shí)選用粗粒度砂輪精磨時(shí)選用

5、細(xì)粒度砂輪。 當(dāng)砂輪和工件接觸面積較大時(shí)要選用粒度粗一些的砂輪。例如磨削相同的平面用砂輪的端面磨削比用砂輪的周邊磨削選的粒度要粗些。 不同粒度的砂輪其適用范圍（見(jiàn)表2）。 3. 硬度的選擇 主要取決于被磨削的工件材料、磨削效率和加工表面質(zhì)量。 硬度是指砂輪在外力作用下磨粒脫落的難易程度,為了適應(yīng)不同工件材料磨加工的要求,制造砂輪時(shí)分成不同硬度的等級(jí)（見(jiàn)表3）。 砂輪選得過(guò)硬磨鈍的磨粒不易脫落砂輪易堵塞磨削熱增加工件易燒傷磨削效率低影響工件表面質(zhì)量；砂輪選得過(guò)軟磨粒還在鋒利時(shí)就脫落增加了砂輪損耗易失去正確的幾何形狀影響工件精度。所以砂輪硬度的選擇要適當(dāng)還應(yīng)根據(jù)砂輪與工件接觸面

6、積大小、工件形狀、磨削的方式、冷卻方式、砂輪的結(jié)合劑種類(lèi)等因素來(lái)綜合考慮。 下列砂輪硬度選擇原則供參考： a. 磨削軟材料時(shí)要選較硬的砂輪磨削硬材料時(shí)則要選軟砂輪； b. 磨削軟而韌性大的有色金屬時(shí)硬度應(yīng)選得軟一些； c. 磨削導(dǎo)熱性差的材料應(yīng)選較軟的砂輪； d. 端面磨比圓周磨削時(shí)砂輪硬度應(yīng)選軟些； e. 在同樣的磨削條件下用樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪比陶瓷結(jié)合劑砂輪的硬度要高1~2小級(jí)； f. 砂輪旋轉(zhuǎn)速度高時(shí)砂輪的硬度可選軟1~2小級(jí)； g. 用冷卻液磨削要比干磨時(shí)的砂輪硬度高1~2小級(jí)。 4. 結(jié)合劑的選擇 應(yīng)根據(jù)磨削方法使用速度和表

7、面加工要求等條件予以考慮。 最常用的砂輪結(jié)合劑有陶瓷結(jié)合劑（V）和樹(shù)脂結(jié)合劑（B）。 陶瓷結(jié)合劑是一種無(wú)機(jī)結(jié)合劑化學(xué)性能穩(wěn)定、耐熱、抗腐蝕性好氣孔率大這種結(jié)合劑制造的砂輪磨削效率高、磨耗小能較好地保持砂輪的幾何形狀應(yīng)用范圍最廣。適于磨削普通碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、硬質(zhì)合金、有色金屬等。但是陶瓷結(jié)合劑砂輪脆性較大不能受劇烈的振動(dòng)。一般只能在35米/秒以內(nèi)的速度下使用。 樹(shù)脂結(jié)合劑是一種有機(jī)結(jié)合劑這種結(jié)合劑制造的砂輪強(qiáng)度高具有一定的彈性耐熱性低自銳性好制作簡(jiǎn)便工藝周期短。可制造工作速度高于50米/秒的砂輪和很薄的砂輪。它的應(yīng)用范圍僅次于陶瓷結(jié)合劑廣泛用于粗磨、荒磨、切斷和自由磨削如

8、磨鋼錠鑄件打毛刺等?？芍圃旄咚佟⒏吖鉂嵍壬拜喼刎?fù)荷、切斷以及各種特殊要求的砂輪。 5. 組織的選擇 主要考慮工件所受的壓力、磨削方法、工件材質(zhì)等。 組織是指砂輪中磨粒所占砂輪體積的百分比。砂輪組織等級(jí)的劃分是以62%的磨粒體積百分?jǐn)?shù)為“0”號(hào)組織磨粒體積每減2%其組織增加一號(hào)依此類(lèi)推共分15個(gè)號(hào)。號(hào)數(shù)越大組織越松（見(jiàn)表4）。 組織緊密的砂輪能磨出較好的工件表面組織疏松的砂輪因空隙大可以保證磨削過(guò)程中容納磨屑避免砂輪堵塞。通常粗磨和磨削較軟金屬時(shí)砂輪易堵塞應(yīng)選用疏松組織的砂輪；成型磨削和精密磨時(shí)為保持砂輪的幾何形狀和得到較好的粗糙度應(yīng)選用較緊密組織的砂輪；磨削機(jī)床導(dǎo)軌和硬質(zhì)合金工具時(shí)

9、為減少工件熱變形避免燒傷裂紋宜采用松組織的砂輪；磨削熱敏性大的材料、有色金屬、非金屬材料宜采用大于12#組織的砂輪。 6. 形狀和尺寸的選擇 應(yīng)根據(jù)磨床條件和工件形狀來(lái)選擇。 常用砂輪形狀有平形砂輪（P）、單面凹砂輪（PDA）、雙面凹砂輪（PSA）、薄片砂輪（PB）、筒形砂輪（N）、碗形砂輪（BW）、碟形一號(hào)砂輪（D1）等。 每種磨床所能使用的砂輪形狀和尺寸都有一定的范圍。在可能的條件下砂輪的外徑應(yīng)盡可能選得大一些以提高砂輪的線速度獲得較高的生產(chǎn)率和工件表面質(zhì)量砂輪寬度增加也可以獲得同樣的效果。 現(xiàn)國(guó)標(biāo)砂輪書(shū)寫(xiě)順序：砂輪代號(hào)、尺寸（外徑厚度孔徑）、磨粒、粒度、硬度、組織、結(jié)合劑

10、、最高工作線速度。 例示：P 400150203 A60 L 5 B 35 二、 金剛石砂輪的選擇 金剛石砂輪比用碳化硼、碳化硅、剛玉等一般磨粒制成的砂輪刃角鋒利、磨耗小、壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)率高、加工質(zhì)量好但價(jià)格昂貴因而適用于精磨硬質(zhì)合金、陶瓷、半導(dǎo)體等高硬度脆性難加工材料。 金剛石砂輪的特征包括磨料種類(lèi)、粒度、硬度、濃度、結(jié)合劑、砂輪形狀與尺寸。 磨料：廣泛使用人造金剛石（JR）根據(jù)它的結(jié)晶形狀和顆粒強(qiáng)度分各種型號(hào)按其特定用途選型號(hào)。 粒度：要以工件粗糙度、磨削生產(chǎn)率和金剛石的消耗三個(gè)方面綜合考慮。 硬度：只有樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石砂輪才有“硬度”這一特性。一般采用S

11、（Y1）級(jí)或更高。 結(jié)合劑：常用的結(jié)合劑有四種其結(jié)合能力和耐磨性以樹(shù)脂、陶瓷、青銅、電鍍金屬為序依次漸強(qiáng)。樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石砂輪磨削效率高被加工工件粗糙度好適用范圍廣自銳性好不易堵塞發(fā)熱量小易修整主要用于精磨工序。陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪主要用于各種非金屬硬脆材料、硬質(zhì)合金、超硬材料等的磨削。 濃度：濃度選擇要根據(jù)使用砂輪的粒度、結(jié)合劑、形狀、加工方法、生產(chǎn)效率及砂輪壽命的要求而定。高濃度金剛石砂輪保持砂輪形狀的能力強(qiáng)低濃度砂輪磨削時(shí)金剛石的消耗往往更低些應(yīng)根據(jù)需要酌情選取。 形狀和尺寸：按工件的形狀、尺寸和機(jī)床條件選用。 三、 立方氮化硼（CBN）砂輪的選擇 立方氮化硼（C

12、BN）砂輪的立方氮化硼顆粒粘在普通砂輪表面只有很薄一層其磨粒韌性、硬度、耐用度是剛玉類(lèi)砂輪的100倍最適于加工硬度高、粘性大、高溫強(qiáng)度高、熱傳導(dǎo)率低的難磨鋼材及高速或超高速磨削。其應(yīng)用范圍與人造金剛石起著互相補(bǔ)充的作用。金剛石砂輪在磨削硬質(zhì)合金和非金屬材料時(shí)具有獨(dú)特的效果但在磨削鋼料時(shí)尤其是磨削特種鋼時(shí)效果不顯著。立方氮化硼砂輪磨削鋼件的效率比剛玉類(lèi)砂輪要高近百倍比金剛石砂輪高五倍但磨削脆性材料不及金剛石。 立方氮化硼砂輪的選擇和金剛石砂輪的選擇相類(lèi)似。但在結(jié)合劑選用上大部分是樹(shù)脂結(jié)合劑次之是電鍍金屬結(jié)合劑。陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪主要用于鈦合金、高速鋼、可鍛鑄鐵等難加工的黑色金屬的磨削樹(shù)脂結(jié)

13、合劑CBN砂輪適用于磨削鐵磁性材料是加工鋼材的理想選擇。CBN砂輪濃度一般在100%~150%間選用較經(jīng)濟(jì)合理它不能用普通切削液需特殊的切削液。 四、 大氣孔砂輪的選擇 大氣孔砂輪在磨削時(shí)具有不易被堵塞、耐用度高和切削能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。適用于軟金屬和塑料、橡皮和皮革等非金屬材料的粗、精磨。同時(shí)它具有散熱快的特點(diǎn)所以在磨削一些熱敏性大的材料、薄壁工件和干磨工序中（例如刃磨硬質(zhì)合金刀具和機(jī)床導(dǎo)軌等）有良好的效果。 大氣孔砂輪和一般陶瓷結(jié)合劑砂輪的制造方法基本一樣。不同點(diǎn)是在配料中外加一定量的增孔劑它在砂輪燒結(jié)前完全揮發(fā)或被燒燼從而產(chǎn)生大氣孔。 大氣孔砂輪生產(chǎn)范圍是：磨料一般選擇碳化物和剛玉等如常用的有黑碳化硅（C）、綠碳化硅（GC）和白剛玉（WA）等幾種這些磨料的硬度高、性脆而鋒利具有良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能；磨料粒度（36#~180#）；結(jié)合劑（陶瓷結(jié)合劑）；硬度（G~M各級(jí)）；形狀（平形、杯形、碗形或碟形等）；氣孔尺寸（約0.7~1.4毫米）。 第 9 頁(yè) 共 9 頁(yè)