最新磨工工艺学

磨工工艺学
介绍
磨床编号方法
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砂轮的选择
砂轮选择
砂轮的特性：磨料、粒度、结合剂、组织、 强度、形状和尺寸等
一、磨料
砂轮中磨粒的材料称为磨料
磨料是砂轮主要组成部分，它直接
担负着切削作用，在磨削过程中，要经受
剧烈的挤压、摩擦以及高温的作用，所以
磨料必须具备很高的硬度，耐热性和相当
从上表可看出：砂轮组织号越大，单位体积内 磨粒的含量越少，磨粒之间的容屑空间大，排 屑方便，砂轮不易堵塞，磨削效率高。此外砂 轮中的气孔还可以将冷却液或空气带入磨削区 域，可降低磨削区域的温度，减少工件发热和 烧伤。
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砂轮的强度
所谓砂轮的强度是指砂轮高速旋转 时受到离心力作用而破裂的难易程 度。砂轮所受的离心力随砂轮速度 的平方成正比地增加。
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结合剂
结合剂是粘合磨粒而制成的各种砂 轮的材料。结合剂种类及其性质， 决定着砂轮的强度硬度、耐热和耐 腐蚀性能等。此外，结合剂对磨削 的表面粗糙度和磨削温度也有一定 的影响。最常用的结合剂有以下几 种：
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陶瓷结合剂V
它是一种无机结合剂，应用最为广泛，能制 成各种粒度、硬度、组织、形状和尺寸的砂 轮。
它的颜色呈棕褐色，用它制造的陶瓷结 合剂砂轮通常为蓝色或浅蓝色。棕刚玉的硬 度高、韧性大、抗弯强度高，能承受很大压 力，在磨削过程中抵搞破碎的能力强，故适 合于磨各种抗拉强度高的金属材料。
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2、白刚玉（WA）这种材料是白色的，用它 制造的陶瓷结合剂砂也是白色的。
白刚玉的硬度略高于棕刚玉，韧性则比 棕刚玉低。在磨削过程中，磨粒不易磨钝， 即使磨钝后的磨粒也容易破裂而形成新的锋 利刃口，因此，白刚玉的切削性能良好。而 且，磨削过程中发热量小，磨削力小，可减 少工件变形及烧伤、裂纹等现象，所以它适 用于精磨各种淬硬钢以及容易变形的工件等。 白刚玉不宜用于粗磨，因粗磨时的白刚玉磨 粒容易碎裂脱落，砂轮磨损较大，同时其价 格也比棕刚玉高。
优点：价格低廉、性能稳定，不受天气干湿、 气温变化以及贮存时间长短的影响：耐热性 和耐腐性好，既可干磨，又能适应使用各种 冷却液的磨削。
缺点：脆性大，弹性差，不能用于制造厚度 较薄的砂轮。当选择磨削用量当时，容易引 起工件烧伤和产生裂纹等。
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树脂结合剂B
这是一种有机结合剂。其特点：用它制造的 砂轮强度高，有一定的弹性，耐冲击，可制 造很薄的砂轮。由于该结合剂和磨粒的结合 性差，磨粒容易脱落，砂轮自锐性好，故磨 削效率高，但砂轮磨损快，不易保持外形轮 廓。由于树脂结合剂具有一定的弹性，所以 它还具有抛光作用，磨削表面可获得较低的 粗糙度。
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组织
砂轮组织是指磨粒在砂轮中占有的 体积百分数，也就是磨粒、结合剂、 气孔这三部分体积的比例关系。从 下表可看出它们之间的关系。
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组织号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
磨粒占 砂轮体 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 积（%）
橡胶结合剂的砂轮耐油性差，所以 磨削时不能用油类作冷却液。
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硬度
Байду номын сангаас
砂轮的硬度是指砂轮工件表面上的磨粒受 外力作用时脱落的难易程度。
砂轮的硬度对加工表面质量和磨削效率有 显著的影响。
砂轮的硬度高，磨粒不易脱落，磨粒切削 刃口的等高性容易保持，所加工的工件粗 糙度低，精度高。但太硬，磨钝的磨粒留 在砂轮表面上掉不下来，将降低效率还易 产生烧伤、裂纹等缺陷。
的韧性，以承受切削力，同时还要求磨料
本身具有锋利的切削刃口，以便切入工件.
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磨料有天然磨料和人造磨料两类。 制造砂轮的主要是各种人造磨料。 常用的磨料有以下几种：刚玉类磨 料（主要化学成份为AL2O3）、碳 化硅磨料（主要成份为SiC)、金钢 石、立方氮化硼等。
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各种人造磨料的性质： 1、棕刚玉（A）
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磨削原理
磨削用的砂轮，其表面杂乱无章地布满着 许多极硬的磨粒，每一颗磨粒的锋利棱角，可 视为一个刀齿，因而整个砂轮可视为具有无数 刀齿的多刃刀具。在磨削过程中，砂轮经过修 整后，磨粒的棱角被修成了几个微小刀齿，这 种微小的刀齿称为磨粒的微刃。所以磨粒具有 微刃的性质，称为磨粒的微刃性。磨粒的微刃 分布在砂轮圆周面上具有等高的性质，称为微 刃的等高性。
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粒度
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所谓粒度，是指磨料颗粒的几何尺寸大小， 也就是磨粒的粗细程度。砂轮的粒度对磨 削工件的表面粗糙度和磨削效率有很大影 响。
根据新国标对磨料磨具标准的规定，磨料 颗粒粗细不同，可分为41个号
关于粒度号，有两种不同表示方法，对于 磨粒来讲，粒度号越大则颗粒越小。对于 微粉来讲，号数越大，颗粒越大。
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缺点
抗腐性差，性能不够稳定，容易受 碱的侵蚀。所以湿磨时必须使冷却 液中的含碱量小于1.5%。此外，过 于潮湿的环境也会影响树脂砂轮的 强度，因此要注意树脂砂轮的保管， 存放时间不能太长（以一年为限）
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橡胶结合剂R
它的弹性比树脂结合剂更大些，强度也高， 可以制造很薄的砂轮。
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工件光滑表面的形成
磨削时，砂轮高速旋转，并切向工件，金属表面 受到磨粒锋刃的挤压，内部产生应力，使之金属 材料发生弹性变形，随着切削的进行，磨粒继续 挤压工件，并进入工件表面层，此时，磨料与工 件表面间的摩擦和挤压作用加剧，同时热应力也 急剧增加。同时，磨粒进入工件表面层使少量的 金属材料沿着滑移线产生滑移，即开始塑性变形。 随着砂轮与工件继续相对运动，当挤压力超过了 金属内部分子结合力时便出现挤裂现象。金属材 料沿着磨粒锋利刃前面经过剧烈摩擦而被切离工 件，成为磨屑。
橡胶结合剂砂轮在磨削区域的高温作用下 砂轮表面的结合剂逐渐老化变脆，磨钝的 磨粒容易脱落，使砂轮工件表面上经常保 持有新的锋利的磨粒，因而可以减少工件 烧伤的要可能性。这种砂轮具有很强的抛 光性能，所以可获得较低的粗糙度。
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缺点
橡胶结合剂砂轮组织紧密，气孔小， 不能磨去很多的加工余量，因此一 般一宜用于粗加工。