《砂轮的特性和选择》由会员分享，可在线阅读，更多相关《砂轮的特性和选择（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、砂轮的特性和选用砂轮是由许多极硬的磨料经过结合剂粘结而成的切削工具。砂轮是在磨床上进行磨加工时最主要的切削工具。由于砂轮性能的不同，加工零件的材料范围也不同，因此在生产中必须根据被加工零件的材料，质量，性能，技术要求和生产效率来合理选择和使用砂轮，以获得高质量的产品和最佳经济效益。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。砂轮是用磨料和结合剂混合经压坯、干燥、焙烧而制成的，疏松的盘状、轮状等各种形状的磨具。砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。为了获得良好的磨削效果，必须按照具体加工条件，正确地选择砂
2、轮。选择砂轮时主要应考虑下列因素：（1）工件材料的物理、力学性能（强度、硬度、韧性、导热性等）。（2）工件的热处理方法（调质、淬火、渗氮等）。（3）工件的加工精度和表面粗糙度要求。（4）工件的磨削余量。（5）工件的形状和尺寸（成形面、沟道、宽度等）。（6）磨削方式（外圆磨削、内圆磨削等）。由于影响砂轮选择的因素非常复杂，要提出对各种加工条件都适用的具体方法，是不可能的，而只能提出一般选择原则。下面按砂轮的各个特性，分别介绍其选择原则。一、磨料的选择磨料的选择主要与被磨工件材料及热处理方法有关。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，
3、同时还应具备锋利的尖角，以利磨削金属。常用磨料代号、特点及应用范围如下表。别别类类磨料名称磨料名称代号代号颜色颜色硬度硬度韧性韧性应用范围应用范围刚玉类棕刚玉A棕褐色 低 高 大 小磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁等白刚玉WA白色磨削淬火钢、高速钢、高碳钢等 单晶刚玉SA浅黄或乳白磨削不锈钢、高钒高速钢及其它难加工材料 铬刚玉PA紫红色磨削淬硬高速钢、高强度钢、特别适用于成形磨削碳化硅类黑色碳化硅C黑色磨削铸铁、黄铜、耐火材料及非金属材料 绿色碳化硅GC绿色磨削硬质合金、宝石、陶瓷、玻璃等 高硬磨料立方氮化硼CBN黑色磨削各种高温合金，高钼、高钒、高钴钢、不锈钢等 人造金刚石MBD乳白色磨削硬质合金
4、、光学玻璃、宝石、陶瓷等硬度材料 轴承套圈在磨削加工中应用的的磨料以刚玉类磨料最普遍，如用白刚玉、棕刚玉磨料磨削套圈内圆，棕刚玉磨料磨削内滚道等。近年来微晶刚玉、单晶刚玉、铬刚玉磨料整逐步用于生产。二、粒度的选择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40m的磨料，称为磨粒。对于颗粒尺寸小于40m的磨料，称为微粉。砂轮的粒度对磨削表面的粗糙度和磨削效率由很大影响。粒度号小则磨削深度大，故磨削效率高，但表面粗糙度大。所以粗磨时，一般选粗粒度，精磨时选细粒度。磨软金属时，多选用粗的磨粒，磨脆和硬的金属时，则选用较细的磨粒。普通磨具的粗磨粒度号为F4、F5、F6、F7、F
5、8、F10、F12、F14、F16、F20、F22、F24、F30、F36、F40、F46、F54、F60、F70、F80、F90、F100、F120、F150、F180、F220共26个，微粉粒度号为F230、F240、F280、F320、F360、F400、F500、F600、F800、F1000、F1200共11个。 粒度的选择主要与工件的加工精度、表面粗糙度要求和生粒度的选择主要与工件的加工精度、表面粗糙度要求和生产效率有关。产效率有关。（1 1）在粗磨工序，为了高效地切除金属余量，应选用粗粒度）在粗磨工序，为了高效地切除金属余量，应选用粗粒度砂轮。砂轮。（2 2）在精、细磨工序，为了
6、达到较高的表面质量和精度要求，）在精、细磨工序，为了达到较高的表面质量和精度要求，应选细粒度砂轮。应选细粒度砂轮。（3 3）在成形磨削工序，应选用细粒度砂轮才能保持砂轮工作）在成形磨削工序，应选用细粒度砂轮才能保持砂轮工作面的轮廓形状。面的轮廓形状。（4 4）磨削接触面大的工件时，为了避免表面烧伤，应选用粗）磨削接触面大的工件时，为了避免表面烧伤，应选用粗粒度砂轮。粒度砂轮。（5 5）磨削导热性差的材料或容易热变形的薄壁零件时，应选）磨削导热性差的材料或容易热变形的薄壁零件时，应选用粗粒度砂轮，以减少发热量。用粗粒度砂轮，以减少发热量。总之，在满足总之，在满足 加工表面质量和尺寸、形状精度的前
7、提下，应加工表面质量和尺寸、形状精度的前提下，应尽可能选用粗粒度砂轮，以获得高的效率，减少磨削热对尽可能选用粗粒度砂轮，以获得高的效率，减少磨削热对磨削质量的不利影响。磨削质量的不利影响。 三、结合剂的选择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、性能及适用范围见下表。以陶瓷为代表的无机类结合剂的突出优点是粘结力大，物理化学性能稳定，受温度和适度的影响小，抗腐蚀性好，适于各种磨削液；其次是强度较高，耐磨损，砂轮外形容易保持并易于修整。其缺点是脆性大，弹性差，摩擦发热量大，不耐冲击和振动，不适于制作薄片砂轮。有
8、机类结合剂的代表是树脂和橡胶。其中，树脂的应用范围仅次于陶瓷，橡胶的应用范围较小。有机结合剂的突出特点是强度高，韧性好，耐冲击，自锐性好，制作的磨具不易破碎。其缺点是粘结性差，磨具磨损快，外形不易保持；物理化学性能不太稳定，高温下结合剂变软、老化、轻度降低，甚至烧毁；抗腐蚀性差，树脂类不耐酸和碱，橡胶类耐酸和耐油性均较差。四、硬度的选择砂轮属于脆性物体，通常又是在高速旋转条件下工作，没有足够的强度难以保证砂轮安全的工作，因此砂轮的强度十分重要。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
9、粒粘固程度越高，砂轮硬度越高。砂轮的硬度是指砂轮工作时，磨料自砂轮上脱落的难易程度。砂轮硬即表示磨粒难脱落，砂轮软，表示磨粒易脱落。砂轮的硬度等级及代号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。五、组织的选择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
10、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。较松组织的磨具在使用时不易钝化，发热少，能减少工件由于高温而变形和烧伤。较紧组织的磨具磨粒不易脱落，有利于保持磨具的几何形状。砂轮的组织主要应根据工件材料的性质，加工余量的大小，砂轮和工件接触面积的大小等来选择。砂轮的组织都由砂轮制造厂根据砂轮类型设计配方决定，一般均为4-6号组织，不需要使用者选择。在一些散热条件特别差，工件技术要求高的工序，可考虑选用大气孔砂轮。例如在卧式双端面磨床上同时磨削轴承套圈的两个端面时，工件被两个砂轮端面夹在
11、中间，并有导板限位，磨削散热条件差，采用一般组织号砂轮会使工件烧伤或变形，所以选用大气孔砂轮能取得较好的效果。六、形状尺寸的选择磨具具有正确的几何形状和尺寸，是保证和满足各种磨削加工正常进行的基本条件之一。砂轮形状和尺寸的选择，主要与被加工工件的形状、尺寸及磨床型号有关。（1）在各种形状的砂轮中，以平行砂轮应用最广。如轴承套圈外圆磨削、内圆磨削等工序都采用平行砂轮。（2）在可能条件下，砂轮外径应尽可能选得大一些，以提高砂轮圆周速度（但不能超过砂轮工作速度），从而获得较细的表面粗糙度和较高的生产效率。常用砂轮形状、代号和用途砂轮的特性均标记在砂轮的侧面上，其顺序是：形状代号、尺寸、磨料、粒度号、
12、硬度、组织号、结合剂、线速度。例如：平行砂轮、外径300mm，厚度50mm，孔径75mm，棕刚玉磨料，粒度60，硬度L，5号组织，陶瓷结合剂，最高工作线速度35m/s的，其标记为：砂轮1-3005075-A60L5V-35m/s。七、砂轮强度的选择在实际生产中，一般都采用工作速度为30-35m/s的砂轮（除了高速磨削需要的特殊高速砂轮），使用时必须注意检验砂轮实际圆周速度是否超过了砂轮的工作速度。例如：在M250A型磨床上磨削轴承套圈内圆，拟选用转速n为4200r/min,砂轮直径Ds为170mm,工作速度vs为35m/s的砂轮，试检验该砂轮运转时是否安全？解计算砂轮的实际圆周速度v=37.4
13、m/s以上结果表明，vvs,砂轮使用时的实际圆周速度超过了允许的工作速度，极不安全，因此必须选较小直径的砂轮或者改变砂轮的转速。例1手动内径：P12X16X4A80MV60平行砂轮，外径12，厚度16，孔径4，棕刚玉磨料，粒度号80，硬度M，陶瓷结合剂，最高工作速度60m/s。例2沟道：P35X3X10A80LR35平行砂轮，外径35，厚度3，孔径10，棕刚玉磨料，粒度号80，硬度L，橡胶结合剂，最高工作速度35m/s。例3数控内径：P35X40X10MA80MV60S平行砂轮，外径35，厚度40，孔径10微晶刚玉磨料，粒度号80，硬度M陶瓷结合剂，最高工作速度60m/s，渗硫。例4调心外圈滚道：PDA70X40X25-5,6MA60KB35杯形砂轮，外径70，厚度40，孔径25，5为W筒的壁厚，6为E底面厚，EW,微晶刚玉磨料，粒度号60，硬度K，树脂结合剂，最高工作速度35m/s。
