磨床基础知识

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磨工基础知识

一、砂轮:

砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。砂轮是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。由于磨料、结合剂及制造工艺不同，砂轮的特性差别很大，因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。砂轮的特性主要是由磨料、力度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。

(１)磨料

磨料是砂轮的主要组成部分，它具有很高的硬度、耐磨性、耐热性和一定的韧性,以承受磨削时的切削热和切削力,同时还应具备锋利的尖角,以利磨削金属。常用磨料代号、特点及应用范围简表6．6

表６.6 常用磨料代号、特性及适用范围

系别名称代号

主要

成分

显微硬度

( ＨV)

颜色特性适用范围

氧化物系棕刚玉 A

AＬ 2

Ｏ 3

91-96％

220０

-2288

棕褐色

硬度高，韧性好，价

格便宜

磨削碳钢、合金钢、

可锻铸铁、硬青铜白钢玉ＷA

AL 2 O

3

97-99%

2200-2３0

０

白色

硬度高于棕刚玉，磨

粒锋利，韧性差

磨削淬硬的碳钢、高

速钢

碳化物系黑碳化硅C

SiC

>9５%

28４０

-332０

黑色带

光泽

硬度高于钢玉,性脆

而锋利,有良好的导

热性和导电性

磨削铸铁、黄铜、铝

及非金属

绿碳化硅GＣ

SiＣ

＞99%

32８0-340

０

绿色带

光泽

硬度和脆性高于黑

碳化硅，有良好的导

电性和导热性

磨削硬质合金、宝

石、陶瓷、光学玻璃、

不锈钢

高硬磨料

立方

氮化硼

CBＮ

立方

氮化硼

800０-90

０0

黑色

硬度仅次于金刚石,

耐磨性和导电性好，

发热量小

磨削硬质合金、不锈

钢、高合金钢等难加

工材料

人造

金刚石

MBD

碳结

晶体

１０000 乳白色

硬度极高,韧性很

差，价格昂贵

磨削硬质合金、宝

石、陶瓷等高硬度材

料

(2）粒度

粒度是指磨料颗粒尺寸的大小。粒度分为磨粒和微粉两类。对于颗粒尺寸大于 40 μ ｍ的磨料,称为磨粒。用筛选法分级，粒度号以磨粒通过的筛网上每英寸长度内的孔眼数来表示。如60 ＃ 的磨粒表示其大小刚好能通过每英寸长度上有60孔眼的筛网。对于颗粒尺寸小于40 μ m 的磨料，称为微粉。用显微测量法分级,用Ｗ和后面的数字表示粒度号,其W 后的数值代表微粉的实际尺寸。如W2０表示微粉的实际尺寸为２0 μ m 。

砂轮的粒度对磨削表面的粗糙度和磨削效率影响很大。磨粒粗,磨削深度大,生产率高，但表面粗糙度值大。反之,则磨削深度均匀,表面粗糙度值小。所以粗磨时，一般选粗粒度,精磨时选细粒度。磨软金属时,多选用粗磨粒，磨削脆而硬材料时,则选用较细的磨粒。粒度的选用见表 6.7。

表 6.7 磨料粒度的选用 粒度号 颗粒尺寸范围 ／ μ m 适用范围 粒度号 颗粒尺寸范围 ／ μ ｍ

适用范围

１2－36 20００－1６0０ 500－400

粗磨、荒磨、切断钢坯、打磨毛刺

Ｗ40-W2０ ４0－28 ２0-14 精磨、超精磨、

螺纹磨、珩磨 4６-８0 4０0-315 ２0０-1６0

粗磨、半精磨、精磨 Ｗ１４-W10 14-1０ 10－7 精磨、精细磨、超精磨、镜面磨 100-280 165-125 ５0-40 精磨、成型磨、刀具刃磨、珩磨

W7－Ｗ3.５ 7-５ 3.5-２．５ 超精磨、镜面磨、制作研磨剂等 （3)结合剂

结合剂是把磨粒粘结在一起组成磨具的材料。砂轮的强度、抗冲击性、耐热性极耐腐蚀性,主要取决于结合剂的种类和性质。常用结合剂的种类、性能及适用范围见表 6.8。

表 6.8常用结合剂的种类、性能及适用范围

种类 代号

性能 用途 陶瓷

V 耐热性、耐腐蚀性好、气孔率大、易保持轮廓、弹性差 应用广泛,适用于 v ＜３5m ／s 的各种成形磨削、磨齿轮、磨螺纹等 树脂

B 强度高、弹性大、耐冲击、坚固性和耐热性差、气孔率小 适用于 v>５0m ／s 的高速磨削,可制成薄片砂轮,用于磨槽、切割等 橡胶 R 强度和弹性更高、

气孔率小、耐热性差、适用于无心磨的砂轮和导轮、开槽

磨粒易脱落

和切割的薄片砂轮、抛光砂轮等 金属 M 韧性和成形性好、强度大、但自锐性差

可制造各种金刚石磨具 （4)硬度

砂轮硬度是指砂轮工作时，磨粒在外力作用下脱落的难易程度。砂轮硬，表示磨粒难以脱落；砂轮软，表示砂轮容易脱落。砂轮的硬度等级见表 ６.9。 表 6.９ 砂轮的硬度等级及代号

砂轮的硬度与磨料的硬度是完全不同的两个概念。硬度相同的磨料可以制成硬度不同的砂轮，砂轮的硬度主要决定于结合剂性质、数量和砂轮的制造工艺。例如，结合剂与磨粒粘固程度越高,砂轮硬度越高。

砂轮硬度的选用原则是：工件材料硬,砂轮硬度应选用软一些,以便砂轮磨钝磨粒及时脱落,露出锋利的新磨粒继续正常磨削;工件材料软，因易于磨削，磨粒不易磨钝，砂轮应选硬一些。但对于有色金属、橡胶、树脂等软材料磨削时,由于切屑容易堵塞砂轮，应选用较软砂轮。粗磨时，应选用较软砂轮；而精磨、成型磨削时，应选用硬一些的砂轮，以保持砂轮的必要形状精度。机械加工中常用砂轮硬度等级为 H 至Ｎ(软2－中2)。

(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,见表6.1０。

表 ６.１０ 砂轮组织分类

组织号 0 １ 2 3 4 ５ 6 ７ 8 9 1０ 1１ 12 1３ 1４ 磨粒率 % ６２ 60 ５8 ５6 54 52 ５０

48 46 ４4 42 ４0 38 36 3４ 类别 紧密 中等 疏松

应用 精磨、成型磨 淬火工件、刀具 韧性大和硬度低的金属

(6）形状与尺寸

硬度等级 大

级

超软 软 中软 中 中硬 硬 超硬

小

级 超软 软 1 软 2 软 3 中软 １ 中软 2 中 1 中 2 中硬 1 中硬 2 中硬 ３ 硬 １ 硬 2 超硬 代号 D E F Ｇ H J K L Ｍ N P Q R Ｓ T Y