磨具的磨粒率CBN砂轮的浓度计算

普通磨具的配方一般有三种表示方法，一种是以磨料为100% ，其他材料都以占磨料的百分数表示，如表1:

表1A F46陶瓷结合剂配方表（%)

这种表示方法的优点是：调整配方中任何一项数据时不直接影响其他数据的数值。例如表1中，硬度H的结合剂量由9%变为10%时，糊精、润湿剂和成型密度仍然可以是2%、2.5%2.15g/cm3。

我国70年代以前的配方大多都不标组织号，但确定组织号的磨粒率可以由配方

数据计算出来，如表1中硬度H的配方点磨粒率为：

u=γ/d×ΣW

u—毛坯磨粒率

γ—成型密度

d—磨料颗粒密度

ΣW—配方百分重量总合

u=2.15/3.92×（100+9+2+2.5）%=0.4832≌48%

毛坯组织号按磨粒率48%换算：

N=（62-48）/2=7

即硬度为H的配方点毛坯组织号，N=7

陶瓷结合剂磨具配方的另一种表示方法为:磨料百分数与结合剂百分数之和为100%，配方如表2：

表2A F60陶瓷结合剂磨具配方表

配方表毛坯磨粒率的计算与前例略有不同，如表2中硬度H 配方点的毛坯磨粒率为：

u=γ×91.5% /3.92×（91.5+8.5+3+2.8）%

=0.4765≌48%

由毛坯磨粒率换算成毛坯组织号，N=7

此外还有一种配方表是：将不同材质不同粒度的磨具的结合剂量、成型密度、润湿剂等分别列表，结合起来使用。

磨具的成品磨粒率计算比较复杂，参见《陶瓷结合剂砂轮配方》1991。

超硬磨具（金刚石和CBN 磨具）与普通磨具不同的是磨粒率被称为浓度，其含义为在超硬磨具的体积中超硬磨料的体积占25%时，浓度为100% ；超硬磨料的质量以“克拉”为单位，每0.2克为1克拉。其浓度与质量的关系，见表3：

表3 超硬磨料的浓度

超硬磨料比较贵重，所以超硬磨具制品的浓度高低对成本和磨削加工都有着明显的影响，一般说浓度高，磨料密度大，耐用度高，磨削效率低；浓度低磨削效率高，耐用度低；但过低的浓度磨料稀疏，磨粒易脱落，效率反而下降，甚至不能正常使用。陶瓷结合剂超硬磨具的浓度通常在75%~150%之间。

超硬磨具的配方也有多种表示方法，比较便于计算的是以超硬磨料量为100%，其他成分按占磨料的百分数计算。以表4的CBN磨具配方为例，

表4 陶瓷结合剂CBN磨具配方

表4中成型密度为2.63g/cm3，其计算过程如下：

浓度为125%时，每cm3成型料内有CBN磨料1.087克（见表3），

辅助磨料CF150 1.0875g×70%=0.7613g

结合剂 1.0875g×60%=0.6525g

糊精量 1.0875g×5%=0.05438g

润湿剂量 1.0875g×7%=0.07613g

成型密度γ=（1.0875+0.7613+0.6525+0.05438+0.07613）g/cm3

=2.63g/cm3

若毛坯体积为5cm3，制作10块坯料，混料余量为5%时配料量计算如下：

CBN 量 1.0875g×[5×10×（1+5%）]=57.09g

辅助磨料量57.09g×70%=39.96g

结合剂量57.09g×60%=34.25g

糊精量57.09g×5%=2.85g

水量57.09g×7%=4.00g

成型单重 2.63g/cm3×5cm3=13.15g

整理配料单，见表5:

表5 陶瓷结合剂CBN磨具配料单

另一种配方的表示方法是：用超硬磨料和辅助磨料之和为100%来计算，见表6:

表6 陶瓷结合剂金刚石磨具配方表

按表6的数值计算配方的成型密度γ，

超硬磨具的浓度为125%时，每cm3型料中含金刚石为1.1g （见表3），

辅助磨料C F120 为1.1g

总磨料量=（1.1+1.1）g=2.2g

结合剂量=2.2g×28%=0.616g

糊精量=2.2g×3%=0.066g

水量=2.2g×4.5%=0.099g

成型密度=（1.1+1.1+0.616+0.066+0.099）g/cm3

=2.98g/cm3

其混配料计算过程同陶瓷结合剂CBN磨具（参见表4）

有的超硬磨具的生产工艺是以糊精液做润湿剂混料的，配方给出的是每Kg干料所用的润湿剂的ml数，其成型密度的计算与前略有不同，某CBN磨具的配方见表7，

表7 陶瓷结合剂CBN磨具配方表

按表7数据计算成型密度，

配方中CBN浓度为100%时，每型料中CBN含量为0.87g（见表3），

辅助磨料量=0.87g

总磨料量=（0.78+0.78）g=1.74g

结合剂量=1.74 g×26%=0.4524g

糊精液每Kg干料用35ml，每克干料用糊精液量为：35 ml/1000 g=0.035 ml/g

每cm3干料的质量为：（1.74+0.4524）g=2.1924g

每cm3干料用糊精液量为：0.035 ml/g×2.1924 g=0.0767ml

设：使用的糊精液的浓度为30% 其相对密度为1.10，见表8

表8 糊精液的相对密度

所以每cm3型料中糊精液的质量为：0.07673×1.100=0.0844g

所以表7 中配方的成型密度为:γ=0.87+0.87+0.4524+0.0844=2.2768≌2.28g/cm3 其配混料计算过程同前，从略。