砂轮的特性和选择

刚玉类 单晶刚玉 SA
铬刚玉
PA
紫红色
黑色碳化 C 硅 碳化硅类 绿色碳化 GC 硅 立方氮化 CBN 硼 高硬磨料 人造金刚 MBD 石
黑色
绿色
乳白色
轴承套圈在磨削加工中应用的的磨料以 刚玉类磨料最普遍，如用白刚玉、棕刚玉 磨料磨削套圈内圆，棕刚玉磨料磨削内滚 道等。近年来微晶刚玉、单晶刚玉、铬刚 玉磨料整逐步用于生产。 二、粒度的选择 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。对于颗粒尺寸小于 40 µ m的磨料，称为微粉。
砂轮的硬wenku.baidu.com等级及代号
硬 度 大 等 级 级
超软
软
中软
中
中硬
硬
超 硬
小 级
超软
软 1
中 中 软 软 软 中 中 软 2 3 1 2 2 1
中 硬 1
中 中 硬 硬 超 硬 硬 1 2 硬 2 3
代 号
D
E
F
G
H
J
K
L
M
N
P
Q
R
S
T
Y
• 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。。
常用砂轮形状、代号和用途
• 砂轮的特性均标记在砂轮的侧面上，其顺 序是：形状代号、尺寸、磨料、粒度号、 硬度、组织号、结合剂、线速度。例如： 平行砂轮、外径 300mm，厚度50mm，孔 径75mm，棕刚玉磨料，粒度60，硬度L， 5号组织，陶瓷结合剂，最高工作线速度 35m/s的，其标记为：砂轮1-300 × 50 × 75-A60L5V-35m/s。
解 计算砂轮的实际圆周速度 π dn X v= 60 X 1000 = 3.1460170 X 4200 =37.4m/s X 1000 以上结果表明，v vs,砂轮使用时的实 以上结果表明，v＞vs,砂轮使用时的实 际圆周速度超过了允许的工作速度， 极不安全，因此必须选较小直径的砂 轮或者改变砂轮的转速。
七、砂轮强度的选择
在实际生产中，一般都采用工作速度为 30-35m/s的砂轮（除了高速磨削需要的特 殊高速砂轮），使用时必须注意检验砂轮 实际圆周速度是否超过了砂轮的工作速度。 例如：在M250A型磨床上磨削轴承套圈内 圆，拟选用转速n为4200r/min,砂轮直径 Ds为170mm,工作速度vs为35m/s的砂轮， 试检验该砂轮运转时是否安全？
砂轮的组织主要应根据工件材料的性质， 加工余量的大小，砂轮和工件接触面积的 大小等来选择。 砂轮的组织都由砂轮制造厂根据砂轮类型 设计配方决定，一般均为4-6号组织，不需 要使用者选择。 在一些散热条件特别差，工件技术要求 高的工序，可考虑选用大气孔砂轮。例如 在卧式双端面磨床上同时磨削轴承套圈的 两个端面时，工件被两个砂轮端面夹在中 间，并有导板限位，磨削散热条件差，采 用一般组织号砂轮会使工件烧伤或变形， 所以选用大气孔砂轮能取得较好的效果。
砂轮是用磨料和结合剂混合经压坯、干 燥、焙烧而制成的，疏松的盘状、轮状等 各种形状的磨具。 砂轮的特性主要是由磨 料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和 尺寸等因素决定。 为了获得良好的磨削效果，必须按照具体 加工条件，正确地选择砂轮。选择砂轮时 主要应考虑下列因素： • （1）工件材料的物理、力学性能（强度、 硬度、韧性、导热性等）。 • （2）工件的热处理方法（调质、淬火、渗 氮等）。
五、组织的选择 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 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。较松 组织的磨具在使用时不易钝化，发热少， 能减少工件由于高温而变形和烧伤。较紧 组织的磨具磨粒不易脱落，有利于保持磨 具的几何形状。
• 砂轮的粒度对磨削表面的粗糙度和磨削效 率由很大影响。粒度号小则磨削深度大， 故磨削效率高，但表面粗糙度大。所以粗 磨时，一般选粗粒度，精磨时选细粒度。 磨软金属时，多选用粗的磨粒，磨脆和硬 的金属时，则选用较细的磨粒。 • 普通磨具的粗磨粒度号为F4、F5、F6、F7、 普通磨具的粗磨粒度号为F4、F5、F6、F7、 F8、F10、F12、F14、F16、F20、F22、 F8、F10、F12、F14、F16、F20、F22、 F24、F30、F36、F40、F46、F54、F60、 F24、F30、F36、F40、F46、F54、F60、 F70、F80、F90、F100、F120、F150、 F70、F80、F90、F100、F120、F150、 F180、F220共26个，微粉粒度号为F230、 F180、F220共26个，微粉粒度号为F230、 F240、F280、F320、F360、F400、 F240、F280、F320、F360、F400、 F500、F600、F800、F1000、F1200共 F500、F600、F800、F1000、F1200共 11个。 11个。
例1手动内径：P12X16X4A80MV60 手动内径：P12X16X4A80MV60 • 平行砂轮，外径12，厚度16，孔径4， 平行砂轮，外径12，厚度16，孔径4 棕刚玉磨料，粒度号80，硬度M 棕刚玉磨料，粒度号80，硬度M，陶瓷 结合剂，最高工作速度60m/s。 结合剂，最高工作速度60m/s。 例2沟道：P35X3X10A80LR35 沟道：P35X3X10A80LR35 平行砂轮，外径35，厚度3，孔径10， 平行砂轮，外径35，厚度3，孔径10， 棕刚玉磨料，粒度号80，硬度L 棕刚玉磨料，粒度号80，硬度L，橡胶 结合剂，最高工作速度35m/s。 结合剂，最高工作速度35m/s。
六、形状尺寸的选择
磨具具有正确的几何形状和尺寸，是保证和满 足各种磨削加工正常进行的基本条件之一。砂轮 形状和尺寸的选择，主要与被加工工件的形状、 尺寸及磨床型号有关。 （1）在各种形状的砂轮中，以平行砂轮应用最广。 如轴承套圈外圆磨削、内圆磨削等工序都采用平 行砂轮。 （2）在可能条件下，砂轮外径应尽可能选得大一些， 以提高砂轮圆周速度（但不能超过砂轮工作速 度），从而获得较细的表面粗糙度和较高的生产 效率。
• 粒度的选择主要与工件的加工精度、表面粗糙度要求和生 产效率有关。 （1）在粗磨工序，为了高效地切除金属余量，应选用粗粒度 砂轮。 （2）在精、细磨工序，为了达到较高的表面质量和精度要求， 应选细粒度砂轮。 （3）在成形磨削工序，应选用细粒度砂轮才能保持砂轮工作 面的轮廓形状。 （4）磨削接触面大的工件时，为了避免表面烧伤，应选用粗 粒度砂轮。 （5）磨削导热性差的材料或容易热变形的薄壁零件时，应选 用粗粒度砂轮，以减少发热量。 总之，在满足 加工表面质量和尺寸、形状精度的前提下，应 尽可能选用粗粒度砂轮，以获得高的效率，减少磨削热对 磨削质量的不利影响。
一、磨料的选择
磨料的选择主要与被磨工件材料及热处 理方法有关。 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、特点及应用范围如 下表。
类
别 磨料名称 代号 棕刚玉 A WA 颜色 棕褐色 低 白刚玉 白色 浅黄或乳 白 大 硬度 韧性 应用范围 磨削碳钢、合金钢、可 锻铸铁等 磨削淬火钢、高速钢、 高碳钢等 磨削不锈钢、高钒高速 钢及其它难加工材料 磨削淬硬高速钢、高强 度钢、特别适用于成形 磨削 磨削铸铁、黄铜、耐火 材料及非金属材料 磨削硬质合金、宝石、 陶瓷、玻璃等 高 黑色 小 磨削各种高温合金，高 钼、高钒、高钴钢、不 锈钢等 磨削硬质合金、光学玻 璃、宝石、陶瓷等硬度 材料
例3数控内径： P35X40X10MA80MV60"S" • 平行砂轮，外径35，厚度40，孔径10 平行砂轮，外径35，厚度40，孔径10 微晶刚玉磨料，粒度号80，硬度M 微晶刚玉磨料，粒度号80，硬度M陶 瓷结合剂，最高工作速度60m/s，渗 瓷结合剂，最高工作速度60m/s，渗 硫。 例4调心外圈滚道：PDA70X40X25调心外圈滚道：PDA70X40X255,6MA60KB35 • 杯形砂轮，外径70，厚度40，孔径25， 杯形砂轮，外径70，厚度40，孔径25， 5为W筒的壁厚，6为E底面厚，E＞W, 筒的壁厚，6 底面厚，E 微晶刚玉磨料，粒度号60，硬度K 微晶刚玉磨料，粒度号60，硬度K， 树脂结合剂，最高工作速度35m/s。 树脂结合剂，最高工作速度35m/s。
砂轮的特 性和选用
• 砂轮是由许多极硬的磨料经过结合剂粘结 而成的切削工具。砂轮是在磨床上进行磨 加工时最主要的切削工具。由于砂轮性能 的不同，加工零件的材料范围也不同，因 此在生产中必须根据被加工零件的材料， 质量，性能，技术要求和生产效率来合理 选择和使用砂轮，以获得高质量的产品和 最佳经济效益。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。
树脂
橡胶
金属
以陶瓷为代表的无机类结合剂的突出优点是粘 结力大，物理化学性能稳定，受温度和适度的影 响小，抗腐蚀性好，适于各种磨削液；其次是强 度较高，耐磨损，砂轮外形容易保持并易于修整。 其缺点是脆性大，弹性差，摩擦发热量大，不耐 冲击和振动，不适于制作薄片砂轮。 有机类结合剂的代表是树脂和橡胶。其中，树 脂的应用范围仅次于陶瓷，橡胶的应用范围较小。 有机结合剂的突出特点是强度高，韧性好，耐冲 击，自锐性好，制作的磨具不易破碎。其缺点是 粘结性差，磨具磨损快，外形不易保持；物理化 学性能不太稳定，高温下结合剂变软、老化、轻 度降低，甚至烧毁；抗腐蚀性差，树脂类不耐酸 和碱，橡胶类耐酸和耐油性均较差。
• （3）工件的加工精度和表面粗糙度要求。 • （4）工件的磨削余量。 • （5）工件的形状和尺寸（成形面、沟道、 宽度等）。 • （6）磨削方式（外圆磨削、内圆磨削等）。 由于影响砂轮选择的因素非常复杂，要 提出对各种加工条件都适用的具体方法， 是不可能的，而只能提出一般选择原则。 下面按砂轮的各个特性，分别介绍其选择 原则。
四、硬度的选择 砂轮属于脆性物体，通常又是在高速旋 转条件下工作，没有足够的强度难以保证 砂轮安全的工作，因此砂轮的强度十分重 要。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。 砂轮的硬度是指砂轮工作时，磨料自砂 轮上脱落的难易程度。砂轮硬即表示磨粒 难脱落，砂轮软，表示磨粒易脱落。
三、结合剂的选择
• 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 能及适用范围见下表 。
种类 代号 陶瓷 V B R M 性能 用途 耐热性、耐腐蚀性好、气孔率 应用广泛，适用于 v<35m/s的各种成 大、易保持轮廓、弹性差 形磨削、磨齿轮、磨螺纹等 强度高、弹性大、耐冲击、坚 适用于 v>50m/s的高速磨削，可制成 固性和耐热性差、气孔率小 薄片砂轮，用于磨槽、切割等 强度和弹性更高、气孔率小、 适用于无心磨的砂轮和导轮、开槽和 耐热性差、磨粒易脱落 切割的薄片砂轮、抛光砂轮等 韧性和成形性好、强度大、但 可制造各种金刚石磨具 自锐性差