磨削与砂轮
砂轮特性及磨削原理
砂轮一砂轮的特性参数及其选择砂轮是由磨料和结合剂经压坯、焙烧而制成的多孔体。
砂轮是由磨料、结合剂和气孔所组成。
它的特性是由磨料、粒度、结合剂、硬度和组织五个参数所决定。
1. 磨料常用磨料可分为刚玉系、碳化物系和超硬磨料系三类。
2. 粒度粒度是指磨料颗粒大小.磨料颗粒大小通常分为磨粒和微粉两大类。
3. 结合剂把磨粒粘结在一起组成磨具的材料称为结合剂,它的性能决定了砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性和耐热性。
4. 硬度砂轮硬度是指在磨削力作用下,磨粒从砂轮表面脱落的难易程度。
砂轮硬，表示磨粒较难脱落；砂轮软，磨粒容易脱落。
砂轮的硬度主要由结合剂的粘结强度决定，与磨粒本身的硬度无关。
5. 组织砂轮的组织是表示磨粒、结合剂和气孔三者体积的比例关系。
根据磨粒在砂轮总体积中占有的百分数，将砂轮组织分为紧密、中等和疏松三大类。
砂轮特性,代号和适用范围二.砂轮外形及尺寸砂轮的形状根据被磨削表面的几何形状和尺寸选择，砂轮的外形及尺寸选择由磨床的规格决定。
在生产中通常将砂轮的形状尺寸和特性标注在砂轮端面上，其顺序依次为：形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、线速度。
其中尺寸一般是指外径*厚度*内径。
三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮砂轮的修整一.砂轮磨损与失去磨削性能的形式1，磨粒的磨耗磨损在磨削过程中，在高温高压的作用下，磨粒发生塑性流动和化学反应。
然后，在强烈的机械摩擦作用下，被磨平变钝。
2，磨粒的破碎磨损磨粒在磨削过程中，瞬间升至高温，又在切削液的作用下骤冷。
这样经受多次反复速热骤冷，使磨粒表面形成很大热应力，从而使磨粒因热疲劳沿某个面破碎。
3，磨粒的脱粒磨损在磨削过程中，随着磨削温度的升高，结合剂强度相应下降。
当磨削力超过结合剂强度时，沿结合剂某断面破碎，使整个磨粒从砂轮上脱落不均匀，使砂轮轮廓失真。
4，砂轮表面的堵塞在磨削过程中，在高温高压的作用下使被磨削的材料粘附在磨粒上。
磨下的磨屑也会嵌入砂轮空隙中，砂轮表面的空隙被堵塞后，砂轮钝化而失去磨削能力。
磨床砂轮的种类
磨床砂轮的种类
磨床砂轮是一种用于磨削金属和非金属材料的工具。
磨床砂轮的种类繁多，下面我们将介绍几种常见的砂轮。
1. 碳化硅砂轮
碳化硅砂轮是一种使用碳化硅颗粒制成的砂轮。
它具有高硬度、高强度、高耐热性和高耐磨性等特点，广泛应用于磨削钢、灰铸铁、铸钢、硬质合金等材料。
2. 氧化铝砂轮
氧化铝砂轮是一种使用氧化铝颗粒制成的砂轮。
它具有高硬度、高强度、高耐热性和高耐磨性等特点，广泛应用于磨削钢、铸铁、铝合金等材料。
3. 普通砂轮
普通砂轮是一种使用氧化铁、氧化铝等颗粒制成的砂轮。
它具有较低的硬度和强度，适用于磨削一些较软的材料，如铸铁、黄铜、铜等。
4. 超硬砂轮
超硬砂轮是一种使用金刚石和立方氮化硼等超硬材料制成的砂轮。
它具有极高的硬度和强度，广泛应用于磨削硬质合金、陶瓷、玻璃等材料。
5. 磨削切削砂轮
磨削切削砂轮是一种用于磨削和切削的多功能砂轮。
它既可以进行表面磨削，又可以进行切削和开槽等操作，广泛应用于汽车零部件、航空零部件、机械零部件等制造领域。
6. 异形砂轮
异形砂轮是一种根据不同需求和加工要求而设计的砂轮。
它可以根据加工对象的形状和尺寸进行定制，广泛应用于汽车轮毂、发动机缸盖、曲轴等复杂零部件的加工中。
7. 内圆砂轮
内圆砂轮是一种用于磨削内圆表面的砂轮。
它可以磨削出各种复杂的内圆形状，广泛应用于轴承、齿轮、轴等零部件的加工中。
不同种类的磨床砂轮具有不同的特点和应用范围。
在选择磨床砂轮时，需要根据加工对象的材料和形状来选择合适的砂轮，以获得最佳的加工效果。
砂轮的型号选择磨削量的关系
砂轮的型号选择磨削量的关系砂轮的型号选择磨削量的关系砂轮在磨床中的作用很大，平面磨削中为了达到要求，对于砂轮的选择有很多规定。
在进行选择的时候，需要依据磨削方式、工件材料、加工要求等来选择。
同时，选择好砂轮后，还需要结合适当的磨削用量，这样才能保证平面磨削的精度与质量。
一、平面磨削的方法1、横向磨削法：当工作台纵向行程终了时，砂轮主轴或工作台作一次横向进给，这时砂轮所磨削的金属层厚度就是实际背吃刀量。
磨削宽度等于横向进给量，待工件上层金属磨去后，砂轮重新作垂直进给。
一直把全部磨削余量磨去，使工件达到所需要的尺寸，这种方法称为横向磨削法。
2、深度磨削法：它是在横向磨削法的基础上进展的。
这种磨削方法能提高生产效率。
由于粗磨时的垂直进给量和横向进给量都较大，所以适用于功率大的刚度好的平面磨床上磨削较大型的工件，磨削还必需注意装来和充分冷却。
3、台阶磨削法：它是依据工件磨削余量的大小，将砂轮修整成台阶形，使其在一次垂直进给中磨去全部余量。
这种磨削方法它是依据工件磨削余量的大小，将砂轮修整成台阶形，使其在一次垂直进给中磨去全部余量。
二、平面磨削砂轮的选择圆周面磨削一般均用平形砂轮。
由于砂轮与工件的接触弧比外圆磨削大，所以砂轮的硬度应比外圆磨削时稍软些，一般磨淬火钢采纳J、K，磨非淬火钢采纳H、J、K，磨铸铁用H、J、K。
砂轮粒度通常也比外圆磨削粗，一般在30～60，常用的为46、端面磨削一般采纳筒形砂轮，粗磨时也可采纳镶块砂轮。
由于接触面积大、排屑困难、简单发热，所以大多采纳树脂结合剂砂轮，粒度为20～36，硬度在J、K之间。
三、磨削用量选择磨削用量的选择，由加工方法、磨削性质、工件材料等条件决议。
1、砂轮的圆周速度：提高砂轮圆周速度，对提高磨削效率等均有好处。
2、工作台纵向进给量：当工作台为矩形时，纵向进给速度选1～12m/min；当工作台为圆形时，旋转速度为7～30m/min。
当磨削宽度大，要求精度和横向进给量大时，工作台纵向进给速度应选得小些。
四种常见的磨削方法
四种常见的磨削方法在制造业中，磨削是一种常见且重要的加工方式，它通过磨削材料表面，使其达到所需的形状、尺寸和表面质量。
磨削方法可以分为四种：砂轮磨削、研磨、酸洗和磨削钢。
砂轮磨削是最常见的磨削方法之一，它利用砂轮的旋转磨削能力，对工件表面进行磨削。
砂轮磨削具有设备简单、成本低廉等优点，同时，还可以根据需要对工件进行不同厚度的磨削。
砂轮磨削广泛应用于金属、非金属和陶瓷等材料的磨削加工。
研磨是一种利用研磨剂对工件表面进行研磨的方法。
研磨剂可以是砂浆、液体石蜡等，它可以改变材料的表面性质，提高表面的光洁度。
研磨常用于精密加工、玻璃钢制造等领域。
在研磨过程中，研磨剂的粘度、粒径和分布对研磨效果有着重要的影响。
酸洗是一种通过酸与金属表面的污垢反应，将其清除的方法。
酸洗通常在磨削之前进行，可以有效地提高磨削表面的光洁度。
常见的酸洗方法有盐酸酸洗、硫酸酸洗等。
酸洗广泛应用于机械、电子、航空航天等领域。
磨削钢是一种通过磨削的方式，对钢材料进行加工的方法。
磨削钢通常在研磨或砂轮磨削之后进行，可以有效地提高钢材料的耐腐蚀性、耐磨性和强度。
磨削钢广泛应用于建筑、船舶、汽车等领域。
四种磨削方法在加工过程中具有不同的优缺点。
砂轮磨削具有设备简单、成本低廉等优点，广泛应用于金属、非金属和陶瓷等材料的磨削加工。
研磨可以提高材料的表面光洁度，常用于精密加工、玻璃钢制造等领域。
酸洗可以在磨削之前进行，广泛应用于机械、电子、航空航天等领域。
磨削钢则具有提高钢材料性能的优点，广泛应用于建筑、船舶、汽车等领域。
综上所述，四种磨削方法——砂轮磨削、研磨、酸洗和磨削钢，在磨削加工中发挥着重要作用。
刀具磨削加工怎样选择砂轮？
刀具磨削加工怎样选择砂轮？砂轮磨具的种类很多，并有各种形状和尺寸，根据砂轮的磨料、结合剂材料以及制造工艺的不同，每一种砂轮都有一定的适用范围。
若选择不当就将直接影响加工精度、表面粗糙度及生产效率。
因此，磨削加工时，必须根据具体情况选用合适的砂轮。
那么应如何正确选择砂轮?针对磨削中常用的砂轮进行汇总，让大家明明白白挑选砂轮。
1、磨料的选择磨料选择主要取决于工件材料及热处理方法。
a.磨抗张强度高的材料时，选用韧性大的磨料。
b.磨硬度低，延伸率大的材料时，选用较脆的磨料。
c.磨硬度高的材料时，选用硬度更高的磨料。
d.选用不易被加工材料发生化学反应的磨料。
最常用的磨料是棕刚玉(A)和白刚玉(WA)，其次是黑碳化硅(C)和绿碳化硅(GC)，其余常用的还有铬刚玉(PA)、单晶刚玉(SA)、微晶刚玉(MA)、锆刚玉(ZA)棕刚玉砂轮：棕刚玉的硬度高，韧性大，适宜磨削抗拉强度较高的金属，如碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等，这种磨料的磨削性能好，适应性广，常用于切除较大余量的粗磨，价格便宜，可以广泛使用。
白刚玉砂轮：白刚玉的硬度略高于棕刚玉，韧性则比棕刚玉低，在磨削时，磨粒容易碎裂，因此，磨削热量小，适宜制造精磨淬火钢、高碳钢、高速钢以及磨削薄壁零件用的砂轮，成本比棕刚玉高。
黑碳化硅砂轮：黑碳化硅性脆而锋利，硬度比白刚玉高，适于磨削机械强度较低的材料，如铸铁、黄铜、铝和耐火材料等。
绿碳化硅砂轮：绿碳化硅硬度脆性较黑碳化硅高，磨粒锋利，导热性好，适合于磨削硬质合金、光学玻璃、陶瓷等硬脆材料。
铬刚玉砂轮：适于磨削刀具，量具、仪表，螺纹等表面加工质量要求高的工件。
单晶刚玉砂轮：适于磨削不锈钢、高钒高速钢等韧性大、硬度高的材料及易变形烧伤的工件。
微晶刚玉砂轮：适于磨削不锈钢、轴承钢和特种球墨铸铁等，用于成型磨，切入磨，镜面磨削。
锆刚玉砂轮：适于磨削奥氐体不锈钢、钛合金、耐热合金，特别适于重负荷磨削。
磨削的种类和特点
磨削的种类和特点
（一）砂轮磨削
特点：砂轮寿命长，更换方便，加工精度高；散热差，工件易烧焦。
可用于粗磨、精磨、成形磨削。
（二）砂布（纸）磨削
1、砂盘磨削：利用表面贴砂布的旋转砂盘砂削。
立式、卧式、可移动式
特点：结构简单，零件表面磨削不均匀，砂布磨损不均匀用途：平面磨削，角磨箱子、框架等
2、砂带磨削：（宽带、窄带）
特点：散热好。
粗磨——辊式砂架深度大
精磨——压板式砂架深度小
用途：
宽带——大平面磨削（人造板）
窄带——平面、曲面或成形磨削
3、砂辊磨削：
单辊——平面、曲面加工
多辊——人造板、框架等
4、磨刷磨削：
形状复杂的零件
（三）喷射磨削：
以水为溶剂，磨料为溶质的溶液用压缩空气喷射装置喷到木材表面，利用磨料的冲击作用达到磨削目的
磨料——碎玻璃、刚玉类和核桃壳颗粒等
用途：雕刻
（四）滚筒磨削：
特点：磨削用量小，质量好
用途：磨削手柄、圆榫等小的回转体
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磨削原理及砂轮使用(精)
（3）形成切屑
当磨粒的切削厚度增加到某一临界值时，磨粒前面的金属产生明显的剪切滑 移形成切屑。
四、磨削温度 1．磨削温度 由于磨削时单位磨削力比车削时大得多，切除金属体积相同时，磨 削所消耗的能量远远大于车削所消耗的能量。这些能量在磨削中将迅速转变 为热能，磨粒磨削点温度高达1法控制。
9、不要持续使用未经修整且表面已钝化的砂轮。 10、严禁强制磨削致使机床马达明显减速或使工件发烫。 11、严禁将砂轮用于与其设计不符的其他操作，如侧面磨削等。 12、严禁对砂轮施加外力使其被强制停止转动。
13、在砂轮停止转动前，请先将磨削液关闭，以免造成砂轮失去平衡。 14、修整砂轮后，必须保证在金刚笔复位后才能进行加工。 15、主要防止扳手等异物混入工作区域
（1）滑擦阶段
磨粒刚开始与工件接触时，由于切削厚度非常小，磨粒只是在工件上滑擦， 砂轮和工件接触面上只有弹性变形和由摩擦产生的热量。
（2）Байду номын сангаас犁阶段
随着切削厚度逐渐加大，被磨工件表面开始产生塑性变形，磨粒逐渐切入 工件表层材料中。表层材料被挤向磨粒的前方和两侧，工件表面出现沟痕，沟 痕两侧产生隆起，如图2-45中N—N截形图所示。此阶段磨粒对工件的挤压摩擦 剧烈，产生的热量大大增加。
工件硬度较高时应选用较软的砂轮；工件硬度较低时，应选用较 硬 的砂轮；砂轮与工件接触面较大时，选用较软砂轮；磨薄壁件及导 热性差的工件时选用较软的砂轮；精磨和成形磨时，应选用较硬的砂 轮；砂轮粒度号大时，应选用较软的砂轮。
三、磨削过程
磨削时砂轮表面上有许多磨粒参与磨削工作，每个磨粒都 可以看做是一把微小的刀具。磨粒的形状很不规则，其尖点的 顶锥角大多为90°~120°。磨粒上刃尖的钝圆半径大约在几微 米至几十微米之间，磨粒磨损后值还将增大。由于磨粒以较大 的负前角和钝圆半径对工件进行切削，磨粒接触工件的初期不 会切下切屑，只有在磨粒的切削厚度增大到某一临界值后才开 始切下切屑。磨削过程中磨粒对工件的作用包括滑擦、耕犁和 形成切屑三个阶段.
影响磨床加工表面粗糙度的因素及改善措施
影响磨床加工表面粗糙度的因素及改善措施曙光磨床主要铸件使用高级耐磨铸件，并经退火处理及自然时效处理以确保不变形及耐磨，前后使用双“V”道轨，提高磨削时的稳定性及精确度。
那么我们在使用时加工表面粗糙的原因是什么呢？我们又该如何解决呢？下面我们就一起来看看吧！1、与磨削砂轮有关的因素主要是砂轮的粒度、硬度以及对砂轮的修整等。
砂轮的粒度越细，则砂轮单位面积上的磨粒数越多，磨削表面的刻痕越细，表面粗糙度值越小。
但粒度过细，砂轮易堵塞，使表面粗糙度值增大，同时还易产生波纹和引起烧伤。
砂轮的硬度是指磨粒受磨削力后从砂轮上脱落的难易程度。
砂轮太硬，磨粒磨损后还不能脱落，使工件表面受到强烈的摩擦和挤压，增加了塑性变形，表面粗糙度值增大，同时还容易引起烧伤；砂轮太软，磨粒易脱落，磨削作用减弱，也会增大表面粗糙度值，所以要选合适的砂轮硬度。
砂轮的修整质量与所用修整工具、修整砂轮的纵向进给量等有密切关系。
砂轮的修整是用石除去砂轮外层已钝化的磨粒，使磨粒切削刃锋利，降低磨削表面的表面粗糙度值。
另外，修整砂轮的纵向进给量越小，修出的砂轮上的切削微刃越多，等高性越好，从而获得较小的表面粗糙度值。
2、工件材质有关的因素包括材料的硬度、塑性、导热性等。
工件材料的硬度、塑性、导热性对表面粗糙度有显著影响。
铝、铜合金等软材料易堵塞砂轮，比较难磨。
塑性大、导热性差的耐热合金易使砂粒早期崩落，导致磨削表面粗糙度值增大。
3、加工条件有关的因素包括磨削用量、冷却条件及工艺系统的精度与抗振性等。
磨削用量有砂轮速度、工件速度、磨削深度和纵向进给量等。
提高砂轮速度，就可能使表层金属塑性变形的传播速度跟不上磨削速度，材料来不及变形，从而使磨削表面的表面粗糙度值降低示。
工件速度增加，塑性变形增加，表面粗糙度值增大。
磨削深度和纵向进给量越大，塑性变形越大，从而增大了表面粗糙度值。
砂轮磨削时温度高，热的作用占主导地位，因此切削液的作用十分重要。
采用切削液可以降低磨削区温度，减少烧伤，冲去落的砂粒和切屑，以免划伤工件，从而降低表面粗糙度值。
磨削加工砂轮的选择及使用
磨削加工砂轮的选择及使用磨削加工砂轮是一种常见的磨削工具，用于金属加工、石材加工、木材加工等行业中。
它是通过磨削作用将材料表面的不平整部分削平，并达到所需的精度和光洁度。
选择适合的砂轮和正确的使用方法对于磨削加工的质量和效率至关重要。
在选择和使用砂轮时，需要考虑以下几个因素：1.砂轮材质：常见的砂轮材质包括氧化铝、氮化硅、碳化硅等。
不同材质的砂轮适用于不同的加工材料和工件硬度。
例如，氧化铝砂轮适用于加工钢铁材料，氮化硅砂轮适用于加工陶瓷材料。
2.砂轮粒度：砂轮的粒度越细，磨削表面越光滑，但磨削速度较慢。
粒度粗的砂轮磨削速度快，但表面光洁度较差。
根据加工要求选择合适的砂轮粒度，通常粗砂轮用于粗磨，细砂轮用于精磨。
3.砂轮硬度：砂轮硬度的选择取决于加工材料的硬度。
通常情况下，加工硬材料需要选择硬度较高的砂轮，而加工软材料需要选择硬度较低的砂轮。
硬砂轮磨削效率高，但易造成加工表面热损伤，软砂轮磨削表面质量好，但磨损较快。
4.砂轮尺寸：砂轮的直径和厚度需要根据加工机床的规格和加工要求来选择。
较大尺寸的砂轮用于大型工件的加工，而较小尺寸的砂轮用于小型工件的加工。
使用砂轮时，需要注意以下几点：1.安装正确：砂轮应正确安装在磨床上或电动工具上，确保砂轮转动平稳。
安装时要检查砂轮是否有裂纹或损坏，避免因砂轮损坏而引发事故。
2.控制加工参数：根据加工材料和加工要求，合理选择加工参数，如砂轮转速、进给速度、磨削深度等。
过高的转速和进给速度会导致砂轮过热和表面质量差，过深的磨削深度可能导致砂轮过载。
3.使用保护措施：在砂轮加工过程中，应戴上防护眼镜、戴耳罩和手套等安全防护装备，防止碎片、切屑和噪音对操作人员造成伤害。
4.定期保养：砂轮在使用过程中会磨损，需要定期检查和更换。
砂轮磨损严重会影响加工效果，并增加机床负荷。
同时，砂轮使用后应及时清洁干净并妥善存放，避免锈蚀和损坏。
总之，选择合适的砂轮和正确使用砂轮是磨削加工的重要环节。
第九章 磨削与砂轮(讲稿)
第九章磨削与砂轮第九章磨削与砂轮引言：磨削加工是一种历史悠久的加工方法，同时又是一种最有发展前途的加工方法。
因为它既能加工普通材料又能加工超硬材料，既能作粗加工又能作精加工及超精加工，可加工外圆、内孔、平面、螺纹、齿轮、花键、导轨和成形面等各种表面。
目前磨削加工精度可达IT4～IT7，表面粗糙度为1.25 μm～0.01 μm，磨削加工对毛坯余量要求很小，磨削尤其适合于加工难以切削的超硬材料(如淬火钢)。
磨削的用途非常广泛。
此外，磨削加工生产效率高，容易实现生产过程自动化。
因此磨削加工在机械制造工业中的地位日显重要。
本章主要介绍砂轮特性和形貌图、磨削运动和要素、磨削力和温度的影响因素及其控制，并简介了先进的磨削方法。
磨削加工的基本规律，重点分析砂粒的切削厚度及磨削表面质量。
§9-1 砂轮砂轮是磨削加工中最常用的工具。
它是由结合剂将磨料颗粒黏结而成的多孔体。
掌握砂轮的特性，合理选择砂轮，是提高磨削质量和磨削效率、控制磨削加工成本的重要措施。
一、砂轮的组成要素1、磨料磨料即砂轮中的硬质颗粒。
磨料分为天然磨料和人造磨料两大类。
一般天然磨料含杂质多，质地不匀，天然金刚石虽好，但价格昂贵。
所以目前主要采用人造磨料。
常用人造磨料可分为氧化物系、碳化物系和超硬磨料系三大类。
氧化物系主要成分为Al2O3；碳化物系主要以碳化硅、碳化硼为基体，根据其纯度或添加的金属元素不同又可分为不同品种；超硬磨料系中主要有人造金刚石和立方氮化硼。
各种常用磨料的名称、代号、性能和用途见下表。
2、粒度粒度表示磨料颗粒的大小。
粒度有两种表示方法。
旧的表示方法是沿用英制单位，按大小把磨粒分为一般磨粒和微细磨粒两大类。
一般磨粒(制砂轮用)用筛分法来确定粒度号，粒度号就是磨粒刚好可通过的筛网每英寸(25.4mm)长度的孔眼数。
单位为“目”。
如40#的磨粒，表示粒度为40 目的磨粒。
所用的粒度号越大，磨粒的实际尺寸越小。
有时还用45/50 表示，意思是所筛选的磨粒能通过45 目的筛网，通不过50 目的筛网。
砂轮工作原理
砂轮工作原理
砂轮工作原理是指砂轮在磨削时的物理、化学和力学作用原理。
砂轮是由砂粒和粘结剂制成的，砂粒是研磨的工具，粘结剂是粘合剂。
在磨削时，砂轮的表面和磨削件表面之间形成一个研磨区域，砂粒在这个区域内与磨削件表面接触，磨削件表面被研磨削掉。
砂轮工作的原理可大致分为三个方面：
1. 砂轮与磨削件的接触力：砂粒在接触磨削件表面时要克服磨削件表面的摩擦力、表面张力和弹性变形力等，这些力是阻碍砂粒磨削的因素。
因此，砂轮与磨削件的接触力对砂轮的磨削效果起着至关重要的作用。
2. 砂轮与磨削件的磨削热：在磨削时，砂轮与磨削件的接触面摩擦产生的热量，会使砂轮和磨削件表面产生高温，这样就会影响砂轮的工作效率，还会使砂轮和磨削件表面变形、开裂等，因此，控制砂轮与磨削件之间的磨削热非常关键。
3. 砂轮的磨损：砂轮在磨削时，砂粒与磨削件表面的摩擦力和压力会使砂粒磨损，而砂轮的粘结剂与磨削件表面的磨屑会使砂轮表面磨损。
因此，砂轮的磨损是影响砂轮使用寿命的重要因素，需要控制砂轮与磨削件之间的磨损。
- 1 -。
磨削加工之砂轮的选择
1. 工件材料越硬，接触面积越大，砂轮的硬度就应选 软些，使磨钝了的磨粒快点脱落 2. 工件材料越软，砂轮的硬度应选得硬些 3. 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。
结合剂的选择——取决于磨削速度 • 结合剂：把磨粒固结成磨具的材料称为结合剂。它直
接影响砂轮的强度、气孔、耐热性和耐用度，耐腐蚀性 和耐热性。
陶瓷结合剂（代号V） 大多数砂轮均使用 金属结合剂（代号M）主要用于粗磨 树脂结合剂（代号B） 切削速度可达45m/s 橡胶结合剂（代号R） 不宜用于粗加工
组织：砂轮组织表示磨粒、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比例越大， 砂轮组织越紧密，气孔越小。
1）紧密组织砂轮适于精加工。 2）中等组织砂轮适于一般磨削。 3）疏松组织砂轮不易堵塞，适于平面磨、内圆磨等磨削接 触面大的工序。
• 粒度：粒度的选择取决于加工表面粗糙度的要求
粒度：是指磨料颗粒的
尺寸大小，直径小于 40μm时的磨粒称为微粉。 粒度号越大，砂轮越 细加工表面质量越好生 产率越低。
砂轮粒度的对比
砂轮的特性和选择
• 硬度：磨粒与结合剂的粘结强度。砂轮硬，磨粒不易脱落；
砂轮软，磨粒易于脱落。
• 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。
决定砂轮特性的要素： 磨料、粒度、硬度、组织、结合剂及尺寸形状
砂轮的特性和选择
• 磨料：其选择主要取决于工件材料的硬度
应具备的条件：硬度高、红硬性好；有一定的强度和韧 性 常用的磨料：
•氧化物系：主要成分是三氧化二铝
常用人造磨料有棕刚玉（A）、白ห้องสมุดไป่ตู้玉（WA） 碳化物系：通常以碳化硅、碳化硼等为肌体 黑碳化硅（C）、绿碳化硅（GC） •高硬磨料系： 主要有人造金刚石（MBD等）和立方氮化硼（CBN）
砂轮的特性与选择和磨削的基础知识
砂轮的特性和砂轮选择砂轮是由磨料加结合剂用制造陶瓷的工艺方法制成的。
制造砂轮时，用不同的配方和不同的投料密度来控制砂轮的硬度和组织。
砂轮的特性由下列五个因素来决定：磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。
一、磨料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。
高硬磨料系中主要有人造金刚石和立方氮化硼。
各种磨料的特性及适用范围见附录表14—1。
其中立方氮化硼是我国近年发展起来的新型磨科，虽然它的硬度比金刚石略低，但其耐热性(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。
在加工高速钢、模具钢、耐热钢时，立方氮化硼的工作能力超过金刚石5—10倍。
同时，立方氮化硼的磨粒切削刃锋利，在磨削时可减小加工表面材料的塑性变形，因此，磨出的表面粗糙度比用一般砂轮小。
在相同切削条件下，立方氮化硼砂轮加工所得的表面层为残余压应力，而氧化铝砂轮加工的表面层为残余张应力(参看图14—1)。
所以用立方氮化硼砂轮所加工出的零件，其使用寿命要高些。
由此可见，立方氮化硼是一种很有前途的磨料。
二、粒度粒度表示磨粒的大小程度。
以磨粒刚能通过的一号筛网的网号来表示磨粒的粒度。
例如60粒度是指磨粒刚可通过每英寸长度上有60个孔眼的筛网。
当磨粒的直径小于40μm时，这些磨粒称为微粉。
它的粒度以微粉的尺寸大小来表示。
如尺寸为28μm的微粉，其粒度号标为W28。
磨粒粒度及其尺寸范围见表14—2。
磨粒粒度对磨削生产率和加工表面粗糙度有很大的影响。
一般来说，粗磨用颗粒较粗的磨粒，精磨用颗粒较细的磨粒。
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。
常用的砂轮粒度及其应用范围见表14—3。
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。
磨削内孔与砂轮直径比例
磨削内孔与砂轮直径比例
磨削内孔和砂轮直径之间的比例是多变的，取决于多个因素，包括砂轮材料、磨削工艺要求和所需的磨削效果。
一般情况下，砂轮直径比内孔直径大约为1.5到2倍，这样可以保证砂轮在磨削过程中能够充分接触到内孔表面并进行有效的磨削。
然而，具体的比例还需根据具体情况进行调整。
如果砂轮直径比例过小，可能导致砂轮无法充分接触到内孔表面，磨削效果不佳；如果砂轮直径比例过大，可能导致砂轮与内孔壁之间的间隙过大，无法保持稳定的磨削结果。
因此，在选择砂轮和磨削内孔时，需要综合考虑材料、工艺和要求等因素，选择合适的砂轮直径比例。
一般来说，可以参考经验数据，然后在实际操作中进行调整和优化，以达到最佳磨削效果。
砂轮机操作磨削技巧与砂轮选用
砂轮机操作磨削技巧与砂轮选用引言：在机械加工中，砂轮机是常用的一种工具。
通过砂轮进行磨削，可以对工件进行加工、修整和精磨等操作，使其达到精密度要求。
本文将重点介绍砂轮机的操作技巧和砂轮的选用，以期帮助读者更好地应用砂轮机进行加工。
一、砂轮机的操作技巧1. 安全操作：砂轮机是一种高速旋转的机械设备，操作时必须严格按照相关安全规定进行。
首先，要佩戴好防护眼镜，保护好眼睛，避免砂轮碎片飞溅造成伤害。
其次，操作时要穿戴好防护手套和工作服，防止发生意外。
最后，操作前应仔细检查设备，确保所有安全装置完好可用。
2. 砂轮机的正确使用方法：（1）启动前进行检查：确定机器的电源正常并且设定转速合适。
检查砂轮是否安装正确，是否有裂纹或其他损坏。
（2）操作前准备：将工件固定在工作台上，确保稳定。
调整工件的位置和方向，让砂轮在工件上正确磨削。
（3）掌握操作要领：将手放在合适且安全的位置，保持稳定。
适应砂轮的旋转方向和磨削的速度，避免过度用力或松懈。
保持操作的稳定，遵守操作规程。
3. 改变砂轮片颗粒尺寸和类型：在使用砂轮机进行磨削时，可以根据需要改变砂轮的颗粒尺寸和类型。
如果需要去除较粗的表面材料，可以选择颗粒尺寸较大的砂轮；如果需要进行精密磨削，需要选择颗粒尺寸较小的砂轮。
此外，不同材质的工件也需要选择不同的砂轮，例如金属工件和非金属工件会选择不同的砂轮。
二、砂轮的选用1. 砂轮的基本构成：砂轮主要由结合剂和磨料颗粒构成。
结合剂的类型有多种，如陶瓷、树脂、橡胶等，不同结合剂的热、机械性能不同，适用于不同的加工需求。
磨料颗粒主要有氧化铝、碳化硅、氮化硼等，不同磨料的硬度、研粒度、耐磨性也不同。
2. 砂轮的选型原则：（1）材质匹配：根据被加工材料的硬度和性质选择砂轮。
一般来说，处理硬材料时选用氧化铝砂轮，处理软材料时选用碳化硅砂轮。
（2）颗粒尺寸选择：根据所需磨削的表面粗糙度选择砂轮。
颗粒尺寸越大，砂轮切削速度越高，表面粗糙度越好；颗粒尺寸越小，砂轮切削速度越慢，表面粗糙度越小。
磨削砂轮及其选用
3．结合剂 把磨粒固结成磨具的材料称为结合剂。结合剂的性 能决定了砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性和耐热性。 此外，它对磨削温度和磨削表面质量也有一定的影响。 4．硬度 磨粒在外力作用下从磨具表面脱落的难易程度称为 硬度。砂轮的硬度反映结合剂固结磨粒的牢固程度。砂 轮硬就是磨粒固结得牢，不易脱落；砂轮软，就是磨粒 固结得不太牢，容易脱落。砂轮的硬度对磨削生产率和 磨削表面质量都有很大影响。如果砂轮太硬，不易脱落， 磨削效率很低，工件表面粗糙易烧伤。砂轮太软，太易 脱落，砂轮损耗大，形状不易保持，影响工件质量。
石，单由结合剂组 成，其作用是使磨 料层与基体牢固地 结合在一起，并使 磨料层能全部达到 使用。基体起支承 磨削层的作用，并 通过它将砂轮紧固 在磨床主轴上。基 体常用铝、钢、铜 或胶木等制造。
金刚石砂轮的标记（GB/T6409.1—94）举例如下：
2．立方氮化硼砂轮 立方氮化硼砂轮的结构与人造金刚石砂轮相似，立方氮 化硼只有一薄层。立方氮化硼磨粒非常锋利又非常硬，其寿 命为刚玉磨粒的100倍。立方氮化硼砂轮用来磨削超硬的、 高韧性的、难加工钢材，如高钒高速钢、耐热合金等。立方 氮化硼砂轮特别适合高速磨削和超高速磨削，但需采用经改 制的特殊水剂切削液而不能采用普通的水剂切削液。
1.2 砂轮的形状、尺寸和标志
常用的砂轮形状、代号和用途见表9.2 （GB/T2484—94）。
表 （ ）
9.2 GB/T2484—94
砂轮的标志印在砂轮端面上。其顺序是：形状代号、 尺寸、磨料、粒度号、组织号、结合剂和允许的最高线 速度。例如：
1.3 超硬性能的砂轮
1．人造金刚石砂轮 如图9.20所示为金刚石砂轮的构造，它由磨料层、过渡 层和基体三部分组成。磨料层由人造金刚石磨粒与结合剂组 成，厚度约为1.5～5mm，起磨削作用。过渡层不含人在金刚
砂轮转速和磨削光洁度
砂轮转速和磨削光洁度砂轮转速和磨削光洁度的关系是制造业中常见的问题。
砂轮的转速是影响磨削光洁度的主要因素之一。
下面就让我们来了解一下砂轮转速和磨削光洁度的关系。
砂轮转速的影响砂轮转速是指砂轮每分钟转动的圈数，一般用转/分或r/min表示。
砂轮转速对砂轮的使用寿命和磨削效果都有很大的影响。
在砂轮转速较低的情况下，砂轮的砂粒与工件表面的接触力较大，可以磨削除去一定深度的铁锈、氧化物等表面层。
但是，由于砂轮转速太低，砂轮每次接触工件表面的时间较长，容易引起工件表面的热变形，从而降低了磨削的准确度和光洁度。
当砂轮转速达到理想值时，砂轮与工件表面的接触力逐渐减小，能够使砂粒更加均匀地分布在工件表面，磨削的效果逐渐提高。
此时，砂轮每次接触工件表面的时间也相应缩短，减小了局部热量的积累，从而减少了工件表面的热变形，提高了磨削的准确度和光洁度。
然而，当砂轮转速过高时，由于砂轮每分钟旋转的圈数太多，砂粒接触工件表面的时间过短，不能够将工件表面的凹陷和不平整的地方充分磨平，会导致磨削的效果下降，而且容易将工件表面磨损和破坏。
因此，在进行磨削加工时，必须根据工件材料、砂轮粘结剂的种类、工件表面的光洁度等，选择适当的砂轮转速，才能获得较高的磨削效果和光洁度。
砂轮转速对磨削光洁度的影响主要体现在以下几个方面：1、砂轮转速与磨削深度的关系砂轮转速越高，可以有效地消除工件表面的毛刺和毛刺，提高表面精度和光洁度。
但是，过高的砂轮转速也会使砂轮与工件表面接触时间过短，表面上的凸起部分不能够被充分切割，而且可能会引起热变形，从而影响表面的质量和精度。
表面粗糙度是表面上单位长度内峰谷差的平均值。
在一定范围内，表面粗糙度随着砂轮转速的增加而逐渐降低。
当砂轮转速过低或过高时，表面粗糙度明显增加。
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4）清磨（光磨）阶段： 为了提高磨削精度和表面 质量。
第三节 磨削过程二、Biblioteka 削过程分析磨粒的切削过程：
第三节 磨削过程
二、磨削过程分析
——工件表面粗 糙度由砂轮的形貌 和磨削用量决定。 磨削优点： 精度高，表面粗 糙度小。
磨削缺点： 切除单位体积切 屑所消耗的功率大； 磨削表面变形、烧伤、 应力比较大。
第二节 砂 轮
一、砂轮的组成要素 1、磨料 2、粒度 3、结合剂 4、硬度 5、组织
砂轮的构造 1-砂轮 2-结合剂 3-磨粒 4-磨屑 5-气孔 6-工件
第二节 砂 轮
二、砂轮的形状、尺寸和标志
第二节 砂 轮
二、砂轮的形状、尺寸和标志
表14-2 常用砂轮的形状、代号及主要用途 代号 1 名称 平面砂轮 断面形状 形状尺寸标记 1 —D × T × H 主要用途 磨外圆、内孔、 平面及刃磨刀 具 端磨平面
12a
碟形一号砂轮
12a— 刃磨刀具前 D/J×T/U×H—W， 刀面 E， K 41—D×T×H 切断及磨槽
41
薄偏砂轮
注：↓所指 表示基本工 作页面
第二节 砂 轮
三、SG砂轮与TG砂轮
四、人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮 1、人造金刚石砂轮 2、立方氮化硼砂轮
金刚石砂轮的构造 1-磨料层 2-过渡层 3-基体
第七节 刀具刃磨与重磨简介
二、切削部分前刀面的重磨 1、成形铣刀的重磨
D A sin 2
铲齿成形铣刀刃磨时砂轮与铣刀的相对位置
第七节 刀具刃磨与重磨简介
二、切削部分前刀面的重磨 2、齿轮滚刀的重磨
工具磨床上加装附件来刃磨齿轮滚刀
第七节 刀具刃磨与重磨简介
三、其它带柄刀具的刃磨和重磨概述
第三节 磨削过程
一、砂轮的形貌
砂轮上磨粒的形状 a）外形 b）典型磨粒断面
第三节 磨削过程
二、磨削过程分析
1）砂轮开始接触工件时： 由于工艺系统的弹性变 形，实际 背吃刀量比磨 床刻度盘显示的径向进给 量小。 2）初磨阶段： 工艺系统弹性变形达 到一定程度，继续径向进 给，实际背吃刀量基本等 于径向进给量。 3）稳定阶段： 磨去主要加工余量后， 可以减少径向进给量或完 全不进给再磨一段时间。 实际背吃刀量大于径向进 给量。
第五节 先进磨削方法
二、超精密磨削与镜面磨削 ——表面粗糙度在Ra0.05～0.01μm的表面磨削方法 必须采取的措施：
1）要采用高精度磨床。 2）超精密磨削使用棕刚玉、白刚玉或微晶刚玉磨 料，粒度F60~F80陶瓷结合剂，硬度F、L的砂轮。 3）砂轮要用金刚石笔精细修整。 4）对前道工序工件的尺寸、形状、位置精度和表 面粗糙度 都有较高要求。
hDav
vw f r f a 60vc B
第三节 磨削过程
四、磨削力
第三节 磨削过程
五、磨削阶段 1、初磨阶段（Ⅰ） 2、稳定阶段（Ⅱ） 3、清磨阶段（Ⅲ）
——开始磨削时采 用较大径向进给量以 提高生产率；最后阶 段采用无径向进给磨 削以提高工件质量。
第三节 磨削过程
六、恒压力磨削与恒功率磨削 1、恒压力磨削 2、恒功率磨削 七、磨削温度
——磨削区域的平均温度。
影响因素——磨削速度、进给量等。
第三节 磨削过程
八、砂轮的磨损与修整
1、磨粒的磨损 2、磨粒的破碎
3、砂轮表面阻塞
4、砂轮轮廓失真
磨粒的磨损、破碎和脱落
——发现砂轮失去磨削能力时：修整砂轮！
第四节 磨削表面质量
一、表面粗糙度
1、影响因素 2、磨削振动
磨削时磨粒的切削层和工件表面的微观形状 1-某次磨削所得的表面 2-后一次磨削所得表面 3-某磨粒所切削的材料断面积
H
D sin 0 2
圆柱铣刀重磨示意图
第七节 刀具刃磨与重磨简介
一、切削部分后刀面的重磨 2、铰刀的重磨
铰刀的重磨和研磨示意图 a）重磨 b）研磨 1—研磨套 2—外套 3—调节螺钉
第七节 刀具刃磨与重磨简介
一、切削部分后刀面的重磨 2、铰刀的重磨
Dlun H sin 0 2
用砂轮的圆柱面重磨后角
第五节 先进磨削方法
三、砂带磨削
砂带磨削的几种形式 a)磨外圆 b)磨平面 c)无心磨 d)自由磨削 e)砂带成形磨削 1-工件 2-砂带 3-张紧轮 4、5、6-导轮 7-成形导向板
砂带结构 1—工件 2—底胶 3—复胶 4—磨粒
第五节 先进磨削方法
三、砂带磨削 砂带磨削特点：
1）磨粒颗颗锋利且磨削面积大，固生产率高、适用面广 （磨木材、皮革、石料、陶瓷等）。 2）砂带有弹性，不易造成磨削烧伤和变形，加工质量好。 3）能贴住成形表面磨削，可磨削复杂型面。 4）砂带磨床结构简单，消耗功率小，但占地面积较大，噪 音大。 5）不能磨削小孔、深孔，不通孔、齿轮等。 6）砂带要经常更换，砂带消耗量大。
刃磨重磨钻头后刀 面的锥磨法、螺旋磨法、 平面磨法。
各种专用刃磨重磨 工具与机床（如专用群 钻刃磨机床）。
丝锥重磨。 五轴联动CNC磨床 刃磨硬质合金带柄刀具
用人造金刚石砂轮刃磨硬 质合金玉米铣刀的前刀面
思考题：
1.简述磨削加工的主要特点。 2.砂轮有哪些组成要素?如何选择砂轮硬度?什么是砂轮 组织号?它对砂轮性能有什么影响？磨料粒度号是如何 制定的?粒度主要根据什么选择？ 3.磨屑是怎样形成的?磨削过程分哪三个阶段？如何利用 这一规律来提高磨削表面质量及生产效率？ 4.为何要采用恒功率磨削和恒压力磨削？ 5.磨削温度对工件质量有何影响？如何降低磨削温度？ 6.什么是超精磨削？它对磨床、砂轮、砂轮修整和磨削 工艺有何要求？ 7.砂带磨削有哪些特点？应用范围如何？ 8.试述石材人造金刚石磨具的用途，什么叫高速磨削?高 速磨削有什么特点？应注意什么问题？
磨削淬硬钢时表面烧伤层硬度变化
第四节 磨削表面质量
三、表面残余应力
表面残余应力的原因：
（1）金属组织相变引起的体积变化
磨削时，磨削温度使表层组织，体积膨胀，于是里层产生残余拉 应力，表层产生残余压应力。
（2）不均匀的热胀冷缩
磨削时，表层与里层呢个温度相差较多。
（3）残留的塑性变形
磨粒切削、刻划磨削表面后，在磨削速度方向，使工件表面上存 在着残余拉应力；在垂直于磨削速度方向，由于磨粒挤压金属所引起 的变形受两侧材料的约束，工件表面上存在着残余压应力。
第十四章
磨削与砂轮
——应用范围很广，目前，磨削主要用于精加工和超 精加工。 按加工精度不同可分为： 1）普通磨削：Ra 0.8～0.2μm； 2）精密磨削：Ra 0.8～0.2μm； 3）超精密磨削：Ra 0.8～0.2μm。
第一节 磨削运动
1、工件旋转进给运动 2、工件相对砂轮的轴向进给运动 3、砂轮径向进给运动
第六节 石材人造金刚石磨具
三、抛光磨轮
树脂人造金刚石成型磨盘 a）树脂结合剂人造金刚石成型磨盘 b）树脂填埋金属结合剂人造金刚石成型磨盘
第六节 石材人造金刚石磨具
三、抛光磨轮
树脂结合剂人造金刚石抛光轮和磨头 a）抛光轮 b）磨头
第七节 刀具刃磨与重磨简介
一、切削部分后刀面的重磨 1、铣刀的重磨
第六节 石材人造金刚石磨具
一、石材人造金刚石圆锯片 主要尺寸：
名义直径 D、名义宽度 T 和齿数 Z。
节块式人造金刚石圆锯片 a）宽槽形 b）窄槽形
第六节 石材人造金刚石磨具
二、成型磨轮
烧结类人造金刚石成型磨轮
第六节 石材人造金刚石磨具
二、成型磨轮
电镀类人造金刚石成型磨轮 a）电镀类人造金刚石成型磨轮照片 b）磨制大理石花边部分形状窄槽形
第十四章 磨削与砂轮
磨削运动 砂 轮 磨削过程 磨削表面质量 先进磨削方法 石材人造金刚石磨具 刀具刃磨与重磨简介
第十四章 磨削与砂轮
本章要求
1、了解磨削运动、磨削原理、磨削3阶 段以及砂轮的磨损形式与修整； 2、掌握砂轮的组成要素、形状、尺寸和 标志； 3、了解磨削表面质量的指标、影响因素 以及一般改进措施； 4、了解先进磨削方法和人造金刚石磨具 特点。
第四节 磨削表面质量
三、表面残余应力
因磨削表面塑性变形二产生的残余应力
比较有效的措施：采用立方氮化硼砂轮、减小砂轮切入 量，采用切削液，增加清磨次数等。
第五节 先进磨削方法
一、深切缓进给磨削（蠕动磨削）
深切缓进给磨削实例 a）燃气轮机叶片 b）三爪自定心卡盘的卡爪
第五节 先进磨削方法
一、深切缓进给磨削（蠕动磨削） 1、特点：
1）磨削弧面大，切削磨粒多，生产率比普遍磨削高3～5倍。 2）不需要无数次撞入工件端部锐边，较长时间保持砂轮的 轮廓清晰度。 3）磨削力很大，磨削温度很高，共建表面易烧伤，磨床容 易振动。
2、必须采取的措施：
1）要采用顺磨。 2）要选用超软的、粒度号小、组织号大的或大气孔砂轮。 3）对磨床要求功率大（砂轮电动机功率为0.2～1.0 kw/mm 砂轮宽）
磨削时磨粒的切削层和工件表面的微观形状 1-某次磨削所得的表面 2-后一次磨削所得表面 3-某磨粒所切削的材料断面积
第三节 磨削过程
三、磨削厚度分析 1、理想平均磨削厚度
hDav
vw 60vc m
f r (1 / D 1 / Dw )
第三节 磨削过程
三、磨削厚度分析 2、当量平均磨削厚度
2
筒形砂轮
2—D×T—W
4
双斜边砂轮
4—D×T/U×H
磨齿轮及螺纹
6
杯形砂轮
6—D×T×H-W， E
端磨平面，刃 磨刀具后刀 面
第二节 砂 轮
表14-2 常用砂轮的形状、代号及主要用途（续） 代号 11 名称 碗形砂轮 断面形状 形状尺寸标记 11— D/J×T×H—W， E， K 主要用途 端磨平面， 刃磨刀具后 刀面