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砂轮的要素
栏目:行业知识   发布时间:2017-12-01
砂轮由磨料和结合剂经压坯、干燥、烧结而成的多孔体。磨料、结合剂和气孔构成了砂轮的组成三要素。砂轮的性能取决于磨料、粒度、结合剂、硬度和组织5个参数。 
 
一.磨料
承担切削任务,具有很高的硬度、耐磨性、耐热性和韧性,并有较锋利的棱角。 常用的磨料有氧化物系、碳化物系、高硬磨科系三类。 氧化物系磨料的主要成分是A1203,由于它的纯度不同和加入金属元素不同,而分为不同的品种。碳化物系磨料主要以碳化硅、碳化硼等为基体,也是因材料的纯度不同而分为不同品种。超硬磨料系中主要有人造金刚石和立方氮化硼。立方氮化硼是一种很有前途的磨料。耐热性(1400℃)比金刚石(800℃)高出许多,而且对铁元素的化学惰性高,所以特别适合于磨削既硬又韧的钢材。 
 
二.粒度
粒度表示磨粒的大小程度。以磨粒刚能通过的筛网的网号来表示磨粒的粒度。以每英寸长度上筛孔的数目表示粒度号,粒度号越大,颗粒越小;尺寸小于40μm的微粉,用其实际尺寸前加W表示粒度号。我国新标准中采用米制单位,磨粒的大小统一以磨粒最大尺寸方向上的尺寸来表示。 
选择原则:
(1)精磨用颗粒较细的磨粒; 
(2)粗磨用颗粒较粗的磨粒 ; 
(3)高速磨削用颗粒较粗的磨粒 ; 
(4)当工件材料软、塑性大和磨削面积大时,为避免堵塞砂轮,也可采用较粗的磨粒,精磨或磨硬脆性材料选用细磨粒。 
 
三.结合剂
结合剂的作用是将磨粒粘合在一起,使砂轮具有必要的形状和强度。常用的砂轮结合剂有: 
(1)陶瓷结合剂(代号V) 是由粘土、长石、滑石、硼玻璃和硅石等陶瓷材料配制而成。特点是化学性质稳定,耐水、耐酸、耐热和成本低,但较脆。除切断砂轮外,大多数砂轮都是采用陶瓷结合剂。它所制成的砂轮线速度一般为35m/s。 
(2)树脂结合剂(代号B) 其成分主要为酚醛树脂,但也有采用环氧树脂的。树脂结合剂的强度高,弹性好,故多用于高速磨削、切断和开槽等工序。但是树脂结合剂的耐热性差,当磨削温度达200—300℃时,它的结合能力便大大降低。利用它强度降低时磨粒易于脱落而露出锋利的新磨粒(自砺)的特点,在一些对磨削烧伤和磨削裂纹特别敏感的工序(如磨薄壁件、超精磨或刃磨硬质合金等)都可采用树脂结合剂。 
(3)橡胶结合剂(代号R) 多数采用人造橡胶。橡胶结合剂比树脂结合剂更富有弹性,可使砂轮具有良好的抛光作用。多用于制作无心磨床的导轮和切断、开槽及抛光砂轮。但不宜于用作粗加工砂轮。 
(4)金属结合剂(代号M) 常见的是青铜结合剂,主要用于制作金刚石砂轮。青铜结合剂金刚石砂轮的特点是成型性好,强度高,有一定韧性,但自砺性较差。主要用于粗磨、半精磨硬质合金以及切断光学玻璃、陶瓷、半导体等。 
 
四.硬度
砂轮的硬度是反映磨粒在磨削力作用下,从砂轮表面上脱落的难易程度。砂轮硬,即表示磨粒难以脱落;砂轮软,表示磨粒容易脱落。砂轮的软硬和磨粒的软硬是两个不同的概念。 选用砂轮时,应注意硬度选得适当。若砂轮选得太硬,会使磨钝了的磨粒不能及时脱落,因而产生大量磨削热,造成工件烧伤;若选得太软,会使磨粒脱落得太快而不能充分发挥其切削作用。 选择砂轮硬度时,可参照以下几条原则:
(1)工件硬度 工件材料越硬,砂轮硬度应选得软些,使磨钝了的磨粒快点脱落,以便砂轮经常保持有锐利的磨粒在工作,避免工件因磨削温度过高而烧伤。工件材料越软,砂轮的硬度应选得硬些,使磨粒脱落得慢些,以便充分发挥磨粒的切削作用。但磨削有色金属、橡胶、树脂等软材料,应选用较软的砂轮,以免砂轮表面被磨屑堵塞。 
(2)加工接触面 砂轮与工件的接触面大时,应选用软砂轮,使磨粒脱落快些,以免工件因磨屑堵塞砂轮表面而引起表面烧伤。内圆磨削和端面平磨时,砂轮硬度应比外圆磨削的砂轮硬度低。磨削薄壁零件及导热性差的工件时,砂轮硬度也应选得低些。 
(3)精磨和成形磨削 精磨和成形磨削时,应选用硬一些的砂轮,以保持砂轮必要的形状精度。 
(4)砂轮粒度大小 砂轮的粒度号越大,其硬度应选低一些的,以免砂轮表面组织被磨屑堵塞。 
(5)结合剂 树脂结合剂的耐热性差,磨粒容易脱落,所以硬度要高一些。 
 
五.组织
砂轮的组织反映了磨粒、结合剂、气孔三者之间的比例关系。磨粒在砂轮总体积中所占的比例越大,则砂轮的组织越紧密,气孔越小;反之,磨粒的比例越小,则组织越疏松,气孔越大。 
砂轮组织的级别可分为紧密、中等、疏松三大类别,细分可分为15级,组织号可理解为气孔率。 紧密组织的砂轮适用于重压力下的磨削。在成形磨削和精密磨削时,紧密组织的砂轮能保持砂轮的成形性,并可获得较小的粗糙度。 中等组织的砂轮适用于一般的磨削工作,如淬火钢的磨削及刀具刃磨等。 疏松组织的砂轮不易堵塞,适用于平面磨、内圆磨等磨削接触面积较大的工序,以及磨削热敏。

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