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1、磨料及砂轮的适用范围 ( 刚玉系与碳化系 ) 在节省成本的前提下，用最低的成本取得较好的磨削效果是磨削时必须考虑 的。而各种磨料不同，砂轮磨具的成本也就不同。下面介绍几种磨料的大致适 用范围，当然，这也视实际情况而定，本人的观点仅供参考吧。棕刚玉砂轮 (A)- 磨抗张强度较高的金属，如碳素钢、合金钢、可锻铸铁、硬 青铜等 白刚玉砂轮 (WA)- 磨淬火钢、合金钢、高速钢、高碳钢、薄壁零件等 单晶刚玉砂轮 (SA)- 磨不锈钢等韧性大、 硬度高的材料及易变形烧伤的工件 微晶刚玉砂轮 (MA)- 磨轴承钢和特种球墨铸铁等。用于成型磨、切入磨、镜 面磨等 铬刚玉砂轮 (PA)- 磨刀具、量具、仪表螺
2、纹等工件表面粗糙度值要求低的工 件 锆刚玉砂轮 (ZA)- 磨钛合金、耐热合金等 镨钕刚玉 (NA)- 磨合金工具钢、超硬高速钢、高温合金钢等 黑刚玉 (BA)- 适用于电镀底面抛光、铝制品和不锈钢的抛光 黑碳化硅 (C)- 磨铸铁、黄铜、铅、锌、皮革、塑料、木材、矿石等 绿碳化硅 (GC)- 磨硬质合金、光学玻璃、陶瓷等硬脆材料 立方碳化硅 (SC)- 不锈钢及轴承钢的大、小、微型轴承沟道的超精加工 碳化硼 (BC)- 适于对硬质合金和宝石等材料的研磨抛光 铈碳化硅 (CC)- 磨硬质合金、钛合金、超硬高速钢等砂轮的选择及诺顿砂轮介绍砂轮选择及诺顿砂轮介绍砂轮选择及诺顿砂轮介绍砂轮选择在磨削
3、中的 重要性磨削加工一般作为工件加工的终工序，其任务就是要保证产品零件能 达到图纸上所要求的精度和表面质量。磨削表面粗糙度与零件精度有密切关 系，一定的精度应有相应的表面粗糙度。一般情况下，对尺寸要进行有效的 控制，则粗糙度 Ra值应不超过尺寸公差的八分之一，磨削表面粗糙度对零件 使用性能的影响是：表面粗糙度值越小，则零件的耐磨性，耐蚀性，耐疲劳 性越好。反之则相反。因此，在磨削加工中，必须注意降低表面粗糙度。影 响磨削加工表面粗糙度的主要工艺因素中砂轮粒度对其有显著影响，砂轮粒 度越细，同时参与磨削的磨粒就越多，则磨削表面粗糙度就越低。一般磨削 时取 4680 号粒度的砂轮，精磨时应选用15
4、0240 号粒度的砂轮，镜面磨 削时应选用 W10 W7粒度的树脂石墨砂轮，可获得较好的工件表面粗糙度。 近年来随着新技术的开发应用，高精度磨削技术的发展，使磨削尺寸达到 0.1 0.3 m ，表面粗糙度达到0.2 0.05 m ，磨削表面变质层和残留应力均 甚小，明显提高的加工质量。成形磨削，特别是高精度的成形磨削，经常是 生活中的关键问题。成形磨削有两个难题：一是砂轮质量，主要是砂轮必须 同时具有良好的自砺性和形廓保持性，而这二者往往是有矛盾的。二是砂轮 修整技术，即高效、经济的获得所要求的砂轮形廓和锐度。因而为了提高磨 削的效率和精度，特别是对于难加工材料的高效精加工，高效和强力磨削采
5、用了 CBN 砂轮，使得强力磨突破传统磨削的限制，生产率成倍提高，有些零 件的毛坯不需要经过粗加工，可直接磨削成为成品，这不仅提高了加工效率， 同时还提高了加工质量。如SG磨料。它是一种新颖的陶瓷氧化铝磨料，以纯刚玉为原料，将其在水中与氧化镁之类媒介结合，产生块状胶凝物，干燥之 后形成脆性物体。再将其碾碎至所需粒度，在1300到 1400到温度下烧结 而成。其硬度大大高于普通氧化铝，且韧性好，因此可以在较高速度和较大 载荷条件下运转，金属磨除率比普通氧化铝高三倍以上。它最大的优点是磨 削区温度低，砂轮始终具有锋利的磨削刃，砂轮形状保持性好、时间长。立 方氮化硼磨削。它是一种坚硬而耐磨的磨料，并
6、具有高的导热性和耐化学侵 蚀等优异的性质。最新一代的磨料是以尖锐、高强和可用于无支撑切削为特 征的，这些特征可降低磨削加工过程中的磨削力，从而减少对工件的损伤。 实际上，对磨料合成条件控制得严格与否将会直接影响到磨粒的最终晶型和 包括强度、热稳定性和断裂特征在内的物理性质，从而影响到它的使用性能。 如 De Beers 公司生产的四种ABN 产品，这四种产品每种都具有自己不同的特 性。ABN200 是脆性的黑色磨料，主要用于陶瓷粘结磨削工具和金属包敷树脂 粘结的磨削工具。 ABN300具有与 ABN200 相似的强度，但颜色为琥珀色，通常 应用于金属和环氧树脂粘结的磨削工具。ABN600 为黑
7、色，是一种典型的具有 特定晶面的高强立方氧化硼磨料，也是应用于金属和环氧树脂粘结的磨具。 ABN800 则是最新一代的高强单晶立方氧化化硼材料。ABN800具有与 ABN600 相似的强度，但是，可以看到两者存在着显著的不同，前者具有尖锐棱角和 高热稳定性。在磨削过程中，块状或圆的磨粒可考虑采用与工件呈较大的负 前角进行磨削。而对尖锐的多角状的粒子在多数情况下采用较大的正前角进 行磨削。因此，在磨削碳化物含量较高的钢（如某些高速钢）时，最好选择 具有负前角的磨料粒子。当加工更硬的强韧材料（如某些高速钢和表面硬化 钢）时，具有较大的正前角的尖锐多角状磨粒具有潜在的优势。缓进给磨削 中磨料特征的影
8、响。在磨削过程中加在单个磨料粒子上载荷的种类与大小都 将影响到磨粒的切削性能，进而影响到最佳磨料的选择。为说明这点，进行 了台下的试验：使用端头半径为 0.5mmr90 V型陶瓷粘结砂轮磨削M2高速钢， 对两种 ABN600和 ABN800 磨料进行测试，并对法向磨削力、功率和砂轮的磨 损进行监测。可以看到， ABN800 法向磨削力较低。当进给量提高时，切削率 增加，磨削力也同时提高。但对于ABN800 砂轮，磨削力的提高相对较小。而 磨削功率随进给量的增加而提高的趋势与ABN600 基本相同。尽管对于 ABN800 磨料制成的砂轮测出的磨削力和能量较低但曲率为0.5mm砂轮端面的磨损也 同
9、时减小。当进给量从而200mm/min提高到 300mm/min时，三个参数增中的 相对百分比，即切削功率提高50% 。随着磨削条件的恶劣程度加剧，具有尖角 状特征的磨粒的优点表现得更为突出。镍铬钢是一种较难磨削的材料。针对 有尖锐棱角的磨料去屑率高的特点，用陶瓷粘结的砂轮对牌号为718 的镍铬 钢进行磨削试验。对两种高强磨料，ABN600 和 ABN800 进行了如前的试验。可 以看到，与 ABN600相比， 在工作台速度为150mm/min和 200mm/min时， ABN800 仍保持它的优点。当工作台速度进一步提高到300mm/min时，两种砂轮都表 现出高的砂轮磨损速率。然而，试验结
10、果表明，当使用尖锐磨料制成的砂轮 磨削同样的材料时，在150mm/min和 200mm/min的两种速度下，都可以得到 合理的砂轮寿命。 使用树脂粘结的砂轮进行M2高速钢平面磨削试验。 实验中， 用 ABN600 和 ABN800 两种磨料制成的小砂轮的尺寸为125mm 6mm 。实验结果 表明，使用尖锐的磨料的砂轮寿命长，而磨削功率低。众所周知，磨削过程 中，在磨料和工件磨削面之间会产生瞬间界面高温。试验证明，与常用磨料相比，立方氧化硼产生的界面磨削温度更低。其中关键原因是立方氧化硼砂 轮的比磨削能要比常用磨料的砂轮低。通过试验，可以看到，随着切削深度 的提高，立方氧化硼砂轮之所以具有低的磨
11、削能，主要得益于立方氧化硼具 有高的热导率。综上所述，在不同材料和工艺条件的磨削中，合理选用砂轮， 可降低磨削加工表面精度，提高磨削加工表面质量，能使磨削效率有成倍的 提高，取得低成本加工的效果，并且砂轮寿命长，修整频率低，金属磨除率 高，磨削力小冷却效果佳。诺顿砂轮介绍一、磨具磨料：人类从新石器 时代开始，就采用天然磨石打磨用具。伴随着蒸汽机的发明，磨具磨料开始 进入机械制造领域，并成为不可替代的工艺方法越来越大量使用，是获得高 精度产品的重要手段。缔属于圣戈班集团的NORTON（诺顿）品牌，创建于一 八八五年，是世界最早从事磨具磨料研究、生产的专业工厂，一百多年来倾 心为用户提供保证磨削质
12、量，提高磨削效率、降低制造成本的优质产品，是 全球最大的磨具磨料制造商。在中国五十年代出版的工具书中都可以见到该 品牌的介绍，从圣戈班NORTON在国内设厂生产后，是目前在中国大陆能买到 的最佳性价比的国外品牌。 NORTON陶瓷结合剂产品介绍： 1、磨料种类 （1）刚玉类磨料： A 棕刚玉砂轮：适用于硬度较低的碳素钢、合金钢、可锻 铸铁工件的普通磨削，如外圆磨、平面磨和无心磨, 也可用于切断、打磨等场 合。WA （38A）白刚玉砂轮 : 用于硬度较高的合金钢、高速钢、淬火工件的普 通磨削，也多用于齿轮磨、螺纹磨、成型磨场合。AWA （19A）棕、白刚玉混合磨料：适用于硬度中等的碳素钢、合金钢
13、工件 的普通磨削。既可保证工件的表面粗糙度，又具有一定有磨削效率。SA（32A）单晶刚玉：适用于高速钢、奥氏体不锈钢、钛合金等高硬度、 高强度金属材料的磨削。 ASA （23A）单晶刚玉和棕刚玉的混合磨料：适用于球墨铸铁、冷激铸铁类 材料的高效磨削，也用于轴承钢的普通磨削。PA（25A）铬刚玉，用于工具钢、不锈钢、淬火工件的内圆磨、工具磨、 仿型磨及高光洁度磨削。 （2）碳化硅类磨料： GC （39C ）绿色碳化硅 C （37C ）黑色碳化硅碳化 硅适用于铸铁、硬质合金、有色金属的磨削, 也可用于玻璃、石材等非金属 材料的磨削。 （3）SG磨料 SG磨料是圣戈班开发的经特殊引晶凝胶系统烧结而成
14、，带有革 命性的新一代氧化铝磨料，具有硬度高，韧性好，锋利度强等优点。与普通 刚玉磨料相比， SG具有磨耗比高，保形性强，工件表面加工质量好，砂轮修 整量小，磨削效率高等优越性。 SG砂轮特别适用于航空航天用合金、工具钢、 淬火工件、硬铬、硬铸铁等的磨削。因SG磨料价格较贵，通常SG可以根据 不同场合的磨削要求，以一定比例同白刚玉（或其它刚玉磨料）进行混合制 成砂轮，以达到磨削效果和砂轮成本的最佳组合。 2 、磨料粒度粒度是用来 表示磨料颗粒几何尺寸的大小。其选择依据主要是加工工件所需的表面粗糙 度，同时也需要考虑其他一些因素（如磨削效率、村料特性等）。以外圆磨 为例，常用粒度与表面粗糙度有下
15、面的大致关系：粒度3646 5460 7080 90100 粗糙度 Ra1.6 Ra0.8 Ra0.4 Ra0.2 粗粒度的磨料适用于磨削 : 1) 材质较软 , 延伸率大以及类似软铁 和有色金属等材料。 2) 进给量大，磨削效率要求高的场合。 3) 表 面粗糙度要求不高的场合。 4) 磨削接触面大的场合。 细粒度的 磨料适用于磨削： 1 ）硬度较高以及类似高碳工具钢，硬质合金一类的 金属材料和玻璃等脆性材料。 2 ）表面粗糙度及精度要求高的场合。 3 ） 磨削接触面小的场合。 4 ）工件半径或孤度小的场合。 3 、硬度 E F G H I J K L M N O P Q R 软硬砂轮的硬度是
16、指磨料 之间的结合度，砂轮中结合剂量的多少决定了砂轮的硬度高低。用户需要根 据具体的磨削（如进刀量、粗糙度、材质）要求来灵活选择砂轮的硬度。一 般砂轮硬度选择的原则是：较软的硬度 1 ）进刀量大的粗磨。 2 ） 磨削接触面大的场合。 3 ）材质较硬的工件，如高硬度工具钢和硬质合金等。 4）工件抗热性能差，严防表面烧伤。较硬的硬度 1 ）进刀量小的精 磨。 2 ）延长砂轮寿命。 3 ）材质较软的工件。 4 ）磨削接触面小或窄的场 合。 4 、组织号： 5 6 7 8 9 10 11 12 13 密 疏组织号用以表示砂轮内相邻的磨料颗粒之间的距离，也就是间隙的大小。 砂轮中磨料颗粒所占的体积百分比，也就是其浓度的大小，决定砂轮的组织 号，陶瓷砂轮组织号变化范围一般是从5 到 13，数字越小表示砂轮组织越密， 数字越大表示砂轮组织越疏松。组织号11，12 和 13 通常是指气孔砂轮。 5 、 结合剂：结合剂是砂轮的关键组成之一，其功能是将磨料颗粒接固成一 体形成砂轮，以帮助其实
