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砂轮的选择
热度 1 |||
一、普通砂轮的选择 @# d. N$ I4 S7 O
1、 硬度的选择 主要取决于被磨削的工件材料、磨削效率和加工表面质量。, s% e: M: X/ X) ]: f$ G
硬度是指砂轮在外力作用下磨粒脱落的难易程度,为了适应不同工件材料磨加工的要求,制造砂轮时分成不同硬度的等级（见表3）。, ~+ u4 ]' ?6 ~
3 r$ L1 h6 b4 M, q( D 砂轮选得过硬，磨钝的磨粒不易脱落，砂轮易堵塞，磨削热增加，工件易烧伤，磨削效率低，影响工件表面质量；砂轮选得过软，磨粒还在锋利时就脱落，增加了砂轮损耗，易失去正确的几何形状，影响工件精度。所以砂轮硬度的选择要适当，还应根据砂轮与工件接触面积大小、工件形状、磨削的方式、冷却方式、砂轮的结合剂种类等因素来综合考虑。
9 [# M( N2 ?5 f: E下列砂轮硬度选择原则供参考：8 c5 i, w) M2 b( P1 k, |9 f
a. 磨削软材料时要选较硬的砂轮，磨削硬材料时则要选软砂轮；
" w+ n5 l4 T2 v. D$ |* L0 s; `6 jb. 磨削软而韧性大的有色金属时，硬度应选得软一些；( X. a0 ~! G& [" z2 D
c. 磨削导热性差的材料应选较软的砂轮；
% X5 t+ F# ~+ n3 A3 B4 ^d. 端面磨比圆周磨削时，砂轮硬度应选软些；
- U# y7 @8 B% l* Ve. 在同样的磨削条件下，用树脂结合剂砂轮比陶瓷结合剂砂轮的硬度要高1~2小级；
! v; q9 v" K4 Xf. 砂轮旋转速度高时，砂轮的硬度可选软1~2小级；$ C7 E! `! a' `; j5 s
g. 用冷却液磨削要比干磨时的砂轮硬度高1~2小级。) Z$ b9 @" M4 i, Q
2. 结合剂的选择 应根据磨削方法，使用速度和表面加工要求等条件予以考虑。
* ^" E3 E& P4 M! D 最常用的砂轮结合剂有陶瓷结合剂（V）和树脂结合剂（B）。
1 g% N7 ?1 ?4 O4 @ 陶瓷结合剂是一种无机结合剂，化学性能稳定、耐热、抗腐蚀性好，气孔率大，这种结合剂制造的砂轮磨削效率高、磨耗小，能较好地保持砂轮的几何形状，应用范围最广。适于磨削普通碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁、硬质合金、有色金属等。但是，陶瓷结合剂砂轮脆性较大，不能受剧烈的振动。一般只能在35米/秒以内的速度下使用。! S1 U/ v/ O. ?# @0 c" B
树脂结合剂是一种有机结合剂，这种结合剂制造的砂轮强度高，具有一定的弹性，耐热性低，自锐性好，制作简便，工艺周期短。可制造工作速度高于50米/秒的砂轮和很薄的砂轮。它的应用范围仅次于陶瓷结合剂，广泛用于粗磨、荒磨、切断和自由磨削，如磨钢锭，铸件打毛刺等。可制造高速、高光洁度砂轮，重负荷、切断以及各种特殊要求的砂轮。
4 S1 o1 j* Z0 U/ t1 E3. 组织的选择 主要考虑工件所受的压力、磨削方法、工件材质等。
6 d+ i' q* P6 S8 R+ v6 b. N+ { 组织是指砂轮中磨粒所占砂轮体积的百分比。砂轮组织等级的划分是以62%的磨粒体积百分数为“0”号组织，磨粒体积每减2%，其组织增加一号，依此类推，共分15个号。号数越大，组织越松) v# n4 E; N# o3 j: Y$ k
组织紧密的砂轮能磨出较好的工件表面，组织疏松的砂轮，因空隙大，可以保证磨削过程中容纳磨屑，避免砂轮堵塞。通常粗磨和磨削较软金属时，砂轮易堵塞，应选用疏松组织的砂轮；成型磨削和精密磨时，为保持砂轮的几何形状和得到较好的粗糙度，应选用较紧密组织的砂轮；磨削机床导轨和硬质合金工具时，为减少工件热变形，避免烧伤裂纹，宜采用松组织的砂轮；磨削热敏性大的材料、有色金属、非金属材料宜采用大于12#组织的砂轮。 Q0 T0 M+ T0 _0 o
4. 形状和尺寸的选择 应根据磨床条件和工件形状来选择。
; q! h0 K& B p 常用砂轮形状有平形砂轮（P）、单面凹砂轮（PDA）、双面凹砂轮（PSA）、薄片砂轮（PB）、筒形砂轮（N）、碗形砂轮（BW）、碟形一号砂轮（D1）等。
' c+ N" {# l0 k# e+ I% _# r+ C" L 每种磨床所能使用的砂轮形状和尺寸都有一定的范围。在可能的条件下，砂轮的外径应尽可能选得大一些，以提高砂轮的线速度，获得较高的生产率和工件表面质量，砂轮宽度增加也可以获得同样的效果。
) f& i9 i& j% d+ b 现国标砂轮书写顺序：砂轮代号、尺寸（外径×厚度×孔径）、磨粒、粒度、硬度、组织、结合剂、最高工作线速度。
! P! w* @3 Y" C1 m" | 例示：P 400×150×203 A60 L 5 B 352 q8 A& {: d0 v4 y. C) D
: k/ D D3 v$ _; [7 I: R4 a
二、 金刚石砂轮的选择
, N d3 y2 \, b& r* e 金刚石砂轮比用碳化硼、碳化硅、刚玉等一般磨粒制成的砂轮刃角锋利、磨耗小、寿命长、生产率高、加工质量好，但价格昂贵，因而适用于精磨硬质合金、陶瓷、半导体等高硬度脆性难加工材料。3 Y8 K! a2 Q, V6 m* |5 l! a
金刚石砂轮的特征包括磨料种类、粒度、硬度、浓度、结合剂、砂轮形状与尺寸。
" V! U/ L7 ^ Q* x7 ?2 }: {2 R6 S 磨料：广泛使用人造金刚石（JR），根据它的结晶形状和颗粒强度，分各种型号，按其特定用途选型号。0 g, L' c* \/ |" P
粒度：要以工件粗糙度、磨削生产率和金刚石的消耗三个方面综合考虑。$ U g: x# [* A% j
硬度：只有树脂结合剂金刚石砂轮才有“硬度”这一特性。一般采用S（Y1）级或更高。3 e; j, `- C' H6 s2 t1 }
结合剂：常用的结合剂有四种，其结合能力和耐磨性以树脂、陶瓷、青铜、电镀金属为序，依次渐强。树脂结合剂金刚石砂轮磨削效率高，被加工工件粗糙度好，适用范围广，自锐性好，不易堵塞，发热量小，易修整，主要用于精磨工序。陶瓷结合剂金刚石砂轮主要用于各种非金属硬脆材料、硬质合金、超硬材料等的磨削。
- B/ \! m T# C8 C( m. Q; B 浓度：浓度选择要根据使用砂轮的粒度、结合剂、形状、加工方法、生产效率及砂轮寿命的要求而定。高浓度金刚石砂轮保持砂轮形状的能力强，低浓度砂轮磨削时，金刚石的消耗往往更低些，应根据需要酌情选取。
/ B5 K2 c' k' o! H, F; m6 Z( q形状和尺寸：按工件的形状、尺寸和机床条件选用。# c5 n; b1 C j
+ q ]* V- Q8 ]5 E5 d2 f$ M三、 立方氮化硼（CBN）砂轮的选择
: f3 i; x% `% J5 i$ c9 J 立方氮化硼（CBN）砂轮的立方氮化硼颗粒粘在普通砂轮表面只有很薄一层，其磨粒韧性、硬度、耐用度是刚玉类砂轮的100倍，最适于加工硬度高、粘性大、高温强度高、热传导率低的难磨钢材及高速或超高速磨削。其应用范围与人造金刚石起着互相补充的作用。金刚石砂轮在磨削硬质合金和非金属材料时，具有独特的效果，但在磨削钢料时，尤其是磨削特种钢时，效果不显著。立方氮化硼砂轮磨削钢件的效率比刚玉类砂轮要高近百倍，比金刚石砂轮高五倍，但磨削脆性材料不及金刚石。0 l9 K% a% {+ L+ o( }8 H- {9 ?
立方氮化硼砂轮的选择和金刚石砂轮的选择相类似。但在结合剂选用上，大部分是树脂结合剂，次之是电镀，金属结合剂。陶瓷结合剂CBN砂轮主要用于钛合金、高速钢、可锻铸铁等难加工的黑色金属的磨削，树脂结合剂CBN砂轮适用于磨削铁磁性材料，是加工钢材的理想选择。CBN砂轮浓度一般在100%~150%间选用较经济合理，它不能用普通切削液，需特殊的切削液。. C' j# `4 R r! x
四、 大气孔砂轮的选择0 m0 g2 h/ I- y1 v8 ]
大气孔砂轮在磨削时具有不易被堵塞、耐用度高和切削能力强等优点。适用于软金属和塑料、橡皮和皮革等非金属材料的粗、精磨。同时，它具有散热快的特点，所以在磨削一些热敏性大的材料、薄壁工件和干磨工序中（例如刃磨硬质合金刀具和机床导轨等）有良好的效果。
9 x9 t _, q$ \9 t# s% j 大气孔砂轮和一般陶瓷结合剂砂轮的制造方法基本一样。不同点是在配料中外加一定量的增孔剂，它在砂轮烧结前完全挥发或被烧烬，从而产生大气孔。: J5 |1 {4 x* q
大气孔砂轮生产范围是：磨料一般选择碳化物和刚玉等，如常用的有黑碳化硅（C）、绿碳化硅（GC）和白刚玉（WA）等几种，这些磨料的硬度高、性脆而锋利，具有良好的导热和导电性能；磨料粒度（36#~180#）；结合剂（陶瓷结合剂）；硬度（G~M各级）；形状（平形、杯形、碗形或碟形等）；气孔尺寸（约0.7~1.4毫米）。
1、 硬度的选择 主要取决于被磨削的工件材料、磨削效率和加工表面质量。, s% e: M: X/ X) ]: f$ G
硬度是指砂轮在外力作用下磨粒脱落的难易程度,为了适应不同工件材料磨加工的要求,制造砂轮时分成不同硬度的等级（见表3）。, ~+ u4 ]' ?6 ~
3 r$ L1 h6 b4 M, q( D 砂轮选得过硬，磨钝的磨粒不易脱落，砂轮易堵塞，磨削热增加，工件易烧伤，磨削效率低，影响工件表面质量；砂轮选得过软，磨粒还在锋利时就脱落，增加了砂轮损耗，易失去正确的几何形状，影响工件精度。所以砂轮硬度的选择要适当，还应根据砂轮与工件接触面积大小、工件形状、磨削的方式、冷却方式、砂轮的结合剂种类等因素来综合考虑。
9 [# M( N2 ?5 f: E下列砂轮硬度选择原则供参考：8 c5 i, w) M2 b( P1 k, |9 f
a. 磨削软材料时要选较硬的砂轮，磨削硬材料时则要选软砂轮；
" w+ n5 l4 T2 v. D$ |* L0 s; `6 jb. 磨削软而韧性大的有色金属时，硬度应选得软一些；( X. a0 ~! G& [" z2 D
c. 磨削导热性差的材料应选较软的砂轮；
% X5 t+ F# ~+ n3 A3 B4 ^d. 端面磨比圆周磨削时，砂轮硬度应选软些；
- U# y7 @8 B% l* Ve. 在同样的磨削条件下，用树脂结合剂砂轮比陶瓷结合剂砂轮的硬度要高1~2小级；
! v; q9 v" K4 Xf. 砂轮旋转速度高时，砂轮的硬度可选软1~2小级；$ C7 E! `! a' `; j5 s
g. 用冷却液磨削要比干磨时的砂轮硬度高1~2小级。) Z$ b9 @" M4 i, Q
2. 结合剂的选择 应根据磨削方法，使用速度和表面加工要求等条件予以考虑。
* ^" E3 E& P4 M! D 最常用的砂轮结合剂有陶瓷结合剂（V）和树脂结合剂（B）。
1 g% N7 ?1 ?4 O4 @ 陶瓷结合剂是一种无机结合剂，化学性能稳定、耐热、抗腐蚀性好，气孔率大，这种结合剂制造的砂轮磨削效率高、磨耗小，能较好地保持砂轮的几何形状，应用范围最广。适于磨削普通碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁、硬质合金、有色金属等。但是，陶瓷结合剂砂轮脆性较大，不能受剧烈的振动。一般只能在35米/秒以内的速度下使用。! S1 U/ v/ O. ?# @0 c" B
树脂结合剂是一种有机结合剂，这种结合剂制造的砂轮强度高，具有一定的弹性，耐热性低，自锐性好，制作简便，工艺周期短。可制造工作速度高于50米/秒的砂轮和很薄的砂轮。它的应用范围仅次于陶瓷结合剂，广泛用于粗磨、荒磨、切断和自由磨削，如磨钢锭，铸件打毛刺等。可制造高速、高光洁度砂轮，重负荷、切断以及各种特殊要求的砂轮。
4 S1 o1 j* Z0 U/ t1 E3. 组织的选择 主要考虑工件所受的压力、磨削方法、工件材质等。
6 d+ i' q* P6 S8 R+ v6 b. N+ { 组织是指砂轮中磨粒所占砂轮体积的百分比。砂轮组织等级的划分是以62%的磨粒体积百分数为“0”号组织，磨粒体积每减2%，其组织增加一号，依此类推，共分15个号。号数越大，组织越松) v# n4 E; N# o3 j: Y$ k
组织紧密的砂轮能磨出较好的工件表面，组织疏松的砂轮，因空隙大，可以保证磨削过程中容纳磨屑，避免砂轮堵塞。通常粗磨和磨削较软金属时，砂轮易堵塞，应选用疏松组织的砂轮；成型磨削和精密磨时，为保持砂轮的几何形状和得到较好的粗糙度，应选用较紧密组织的砂轮；磨削机床导轨和硬质合金工具时，为减少工件热变形，避免烧伤裂纹，宜采用松组织的砂轮；磨削热敏性大的材料、有色金属、非金属材料宜采用大于12#组织的砂轮。 Q0 T0 M+ T0 _0 o
4. 形状和尺寸的选择 应根据磨床条件和工件形状来选择。
; q! h0 K& B p 常用砂轮形状有平形砂轮（P）、单面凹砂轮（PDA）、双面凹砂轮（PSA）、薄片砂轮（PB）、筒形砂轮（N）、碗形砂轮（BW）、碟形一号砂轮（D1）等。
' c+ N" {# l0 k# e+ I% _# r+ C" L 每种磨床所能使用的砂轮形状和尺寸都有一定的范围。在可能的条件下，砂轮的外径应尽可能选得大一些，以提高砂轮的线速度，获得较高的生产率和工件表面质量，砂轮宽度增加也可以获得同样的效果。
) f& i9 i& j% d+ b 现国标砂轮书写顺序：砂轮代号、尺寸（外径×厚度×孔径）、磨粒、粒度、硬度、组织、结合剂、最高工作线速度。
! P! w* @3 Y" C1 m" | 例示：P 400×150×203 A60 L 5 B 352 q8 A& {: d0 v4 y. C) D
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二、 金刚石砂轮的选择
, N d3 y2 \, b& r* e 金刚石砂轮比用碳化硼、碳化硅、刚玉等一般磨粒制成的砂轮刃角锋利、磨耗小、寿命长、生产率高、加工质量好，但价格昂贵，因而适用于精磨硬质合金、陶瓷、半导体等高硬度脆性难加工材料。3 Y8 K! a2 Q, V6 m* |5 l! a
金刚石砂轮的特征包括磨料种类、粒度、硬度、浓度、结合剂、砂轮形状与尺寸。
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粒度：要以工件粗糙度、磨削生产率和金刚石的消耗三个方面综合考虑。$ U g: x# [* A% j
硬度：只有树脂结合剂金刚石砂轮才有“硬度”这一特性。一般采用S（Y1）级或更高。3 e; j, `- C' H6 s2 t1 }
结合剂：常用的结合剂有四种，其结合能力和耐磨性以树脂、陶瓷、青铜、电镀金属为序，依次渐强。树脂结合剂金刚石砂轮磨削效率高，被加工工件粗糙度好，适用范围广，自锐性好，不易堵塞，发热量小，易修整，主要用于精磨工序。陶瓷结合剂金刚石砂轮主要用于各种非金属硬脆材料、硬质合金、超硬材料等的磨削。
- B/ \! m T# C8 C( m. Q; B 浓度：浓度选择要根据使用砂轮的粒度、结合剂、形状、加工方法、生产效率及砂轮寿命的要求而定。高浓度金刚石砂轮保持砂轮形状的能力强，低浓度砂轮磨削时，金刚石的消耗往往更低些，应根据需要酌情选取。
/ B5 K2 c' k' o! H, F; m6 Z( q形状和尺寸：按工件的形状、尺寸和机床条件选用。# c5 n; b1 C j
+ q ]* V- Q8 ]5 E5 d2 f$ M三、 立方氮化硼（CBN）砂轮的选择
: f3 i; x% `% J5 i$ c9 J 立方氮化硼（CBN）砂轮的立方氮化硼颗粒粘在普通砂轮表面只有很薄一层，其磨粒韧性、硬度、耐用度是刚玉类砂轮的100倍，最适于加工硬度高、粘性大、高温强度高、热传导率低的难磨钢材及高速或超高速磨削。其应用范围与人造金刚石起着互相补充的作用。金刚石砂轮在磨削硬质合金和非金属材料时，具有独特的效果，但在磨削钢料时，尤其是磨削特种钢时，效果不显著。立方氮化硼砂轮磨削钢件的效率比刚玉类砂轮要高近百倍，比金刚石砂轮高五倍，但磨削脆性材料不及金刚石。0 l9 K% a% {+ L+ o( }8 H- {9 ?
立方氮化硼砂轮的选择和金刚石砂轮的选择相类似。但在结合剂选用上，大部分是树脂结合剂，次之是电镀，金属结合剂。陶瓷结合剂CBN砂轮主要用于钛合金、高速钢、可锻铸铁等难加工的黑色金属的磨削，树脂结合剂CBN砂轮适用于磨削铁磁性材料，是加工钢材的理想选择。CBN砂轮浓度一般在100%~150%间选用较经济合理，它不能用普通切削液，需特殊的切削液。. C' j# `4 R r! x
四、 大气孔砂轮的选择0 m0 g2 h/ I- y1 v8 ]
大气孔砂轮在磨削时具有不易被堵塞、耐用度高和切削能力强等优点。适用于软金属和塑料、橡皮和皮革等非金属材料的粗、精磨。同时，它具有散热快的特点，所以在磨削一些热敏性大的材料、薄壁工件和干磨工序中（例如刃磨硬质合金刀具和机床导轨等）有良好的效果。
9 x9 t _, q$ \9 t# s% j 大气孔砂轮和一般陶瓷结合剂砂轮的制造方法基本一样。不同点是在配料中外加一定量的增孔剂，它在砂轮烧结前完全挥发或被烧烬，从而产生大气孔。: J5 |1 {4 x* q
大气孔砂轮生产范围是：磨料一般选择碳化物和刚玉等，如常用的有黑碳化硅（C）、绿碳化硅（GC）和白刚玉（WA）等几种，这些磨料的硬度高、性脆而锋利，具有良好的导热和导电性能；磨料粒度（36#~180#）；结合剂（陶瓷结合剂）；硬度（G~M各级）；形状（平形、杯形、碗形或碟形等）；气孔尺寸（约0.7~1.4毫米）。
