磨床基础知识(清晰整齐)

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%

2200-2300 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%

3280-3400

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

8000-9000 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。

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。 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 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