砂轮的特性要素及选择标准

砂轮的特性要素及选择标准

由和结合剂经压坯、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。

1.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、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。

2.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。3.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。

4.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。

5.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，以及磨削热敏感性强的材料或薄工件。磨削软质材料最好采用组织号为10号以上的疏松组织，以免磨屑堵塞砂轮。大气孔砂轮的组织大约相当于10—14号的组织。这种砂轮的气孔尺寸可能要比磨粒尺寸大好几倍，适用于磨削热敏性材料(如磁钢、钨银合金等)、薄壁零件、软金属(如铝)等，也可用于磨削非金属软质材料。

一般砂轮未标明组织号，即为中等组织。

6.砂轮形状、用途和标志

常用砂轮的形状、代号及用途：

标志：在砂轮的端面上一般都印有标志，其次序是：砂轮形状、尺寸、磨料、粒度、硬度、组织、结合剂和线速度。例如：

P300×30×75C60S6V40，即代表该砂轮是平型砂轮，外径为300mm，厚度为30mm，内径为75mm，磨料是黑碳化硅，60号粒度，硬度为硬1，6号组织，陶瓷结合剂，最高线速度是40mm/s。

参考资料：