第十四章磨削及砂轮

5、组织
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。
4、硬度
砂轮的硬度是指砂轮表面上的磨粒在磨削力作用下脱 落的难易程度。砂轮的硬度软，表示砂轮的磨粒容易脱落， 砂轮的硬度硬，表示磨粒较难脱落。砂轮的硬度和磨料的 硬度是两个不同的概念。同一种磨料可以做成不同硬度的 砂轮，它主要决定于结合剂的性能、数量以及砂轮制造的 工艺。 一般来说磨削硬材料时，选用软砂轮；磨削软材料时， 选用硬砂轮。这是因为：硬材料，易使磨粒磨钝，需用较软 的砂轮以使磨钝的磨粒及时脱落，使砂轮保持有锋利的磨粒 。磨软材料时，为了充分发挥磨粒的切削作用，应选硬一些 的砂轮。
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。
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！
一、
表面粗糙度
1、影响因素 2、磨削振动
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
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
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
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
本章要求
（1）掌握磨削运动及砂轮的组成要素； （2）掌握磨削的过程； （3）掌握磨削表面质量、影响因素及其改善措施。
——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。 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
一、砂轮的组成要素
砂轮是用结合剂将 磨粒固结成一定形状 的多孔体。
1-砂轮 2-结合剂 3-磨粒 4-磨屑 5-气孔 6-工件
1、磨料 担负磨削时的主要切削工作。 磨料有天然磨料和人造磨料两大类。 磨削硬材料时，选硬度高的磨料。 2、粒度——磨粒的大小。 粗磨料（筛分发区别）：粒度号是以能通过的筛网上1 英寸长度上的筛孔数。粒度号越大，则磨粒越细。 如：60 # 的磨粒表示其大小刚好能通过每英寸长 超硬磨具度上 有60孔眼的筛网。 微粉（沉降法区别）：粒度号是以磨粒的实际尺寸表 示。粒度号越大，微粉颗粒越粗。如W20表示微粉的实际尺 寸为20μm。 3、结合剂 砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀能力主要决 定于结合剂的性能。
•磨削过程的特点概括起来主要有以下几点：
1.磨削速度高，因此被磨削的金属变形速度很快，在磨 削区内短时间大量地发热，温度很高，易使工件加工表 面层发生变化。 2.磨削过程复杂。磨削所用刀具为砂轮，砂轮可以看作 为许多刀齿随机分布的多齿刀具，使磨削过程复杂化。 3.冷作硬化严重。磨粒多数是在负前角情况下切削，且 带有较大的钝圆半径，使工件表层金属经强烈的挤压变 形，冷作硬化严重。 4.单个磨粒的切削厚度很小，可以得到较高的加工精度 和较低的表面粗糙度。 磨粒的自砺作用。磨钝的磨粒在磨削力作用下会产生开裂 和脱落，使新的锐利刀刃参加切削，有利于磨削加工。
二Βιβλιοθήκη Baidu表面烧伤
避免烧伤措施： 1）合理选用砂轮； 2）合理选用磨削量； 3）充分冷却； 4）改进磨床结构， 精确控制砂轮的切入 量。
三、磨削厚度分析
1、理想平均磨削厚度
hDav vw f r (1/ D 1/ Dw ) 60vc m
2、当量平均磨削厚度
hDav
vw f r f a 60vc B
四、磨削力
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。
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
二、表面烧伤
烧伤的程度：轻重其颜色依次分为“浅黄-黄-褐-紫青”深色者为严重烧伤，肉眼可分辨，浅色者为轻度烧伤， 须经酸洗后才能显现。
a）磨削温度与烧伤颜色 b）烧伤颜色与表面变形层深度
注：↓所指 表示基本工 作页面。
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
一、砂轮的形貌
砂轮上磨粒的形状 a）外形 b）典型磨粒断面
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。 4）清磨（光磨）阶段： 为了提高磨削精度和表面质量。
二、磨削过程分析
磨粒的切削过程：
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； 磨削时磨粒的切削层和工件表面的微观形状 磨削表面变形、烧伤、 1-某次磨削所得的表面 2-后一次磨削所得表面 应力比较大。 3-某磨粒所切削的材料断面积