磨工件怎样选用砂轮

硬度的选择主要取决于被磨削的工件材料、磨削效率和加工表面质量。

硬度是指砂轮在外力作用下磨粒脱落的难易程度,为了适应不同工件材料磨加工的要求,制造砂轮时分成不同硬度的等级（见表3）。

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砂轮选得过硬，磨钝的磨粒不易脱落，砂轮易堵塞，磨削热增加，工件易烧伤，磨削效率低，影响工件表面质量；砂轮选得过软，磨粒还在锋利时就脱落，增加了砂轮损耗，易失去正确的几何形状，影响工件精度。所以砂轮硬度的选择要适当，还应根据砂轮与工件接触面积大小、工件形状、磨削的方式、冷却方式、砂轮的结合剂种类等因素来综合考虑。

下列砂轮硬度选择原则供参考：

a.磨削软材料时要选较硬的砂轮，磨削硬材料时则要选软砂轮；

b.磨削软而韧性大的有色金属时，硬度应选得软一些；

c.磨削导热性差的材料应选较软的砂轮；

d.端面磨比圆周磨削时，砂轮硬度应选软些；

e.在同样的磨削条件下，用树脂结合剂砂轮比陶瓷结合剂砂轮的硬度要高1~2小级；

f. 砂轮旋转速度高时，砂轮的硬度可选软1~2小级；

g.用冷却液磨削要比干磨时的砂轮硬度高1~2小级。

4. 结合剂的选择应根据磨削方法，使用速度和表面加工要求等条件予以考虑。

最常用的砂轮结合剂有陶瓷结合剂（V）和树脂结合剂（B）。

陶瓷结合剂是一种无机结合剂，化学性能稳定、耐热、抗腐蚀性好，气孔率大，这种结合剂制造的砂轮磨削效率高、磨耗小，能较好地保持砂轮的几何形状，应用范围最广。适于磨削普通碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁、硬质合金、有色金属等。但是，陶瓷结合剂砂轮脆性较大，不能受剧烈的振动。一般只能在35米/秒以内的速度下使用。

树脂结合剂是一种有机结合剂，这种结合剂制造的砂轮强度高，具有一定的弹性，耐热性低，自锐性好，制作简便，工艺周期短。可制造工作速度高于50米/秒的砂轮和很薄的砂轮。它的应用范围仅次于陶瓷结合剂，广泛用于粗磨、荒磨、切断和自由磨削，如磨钢锭，铸件打毛刺等。可制造高速、高光洁度砂轮，重负荷、切断以及各种特殊要求的砂轮。

5. 组织的选择主要考虑工件所受的压力、磨削方法、工件材质等。

组织是指砂轮中磨粒所占砂轮体积的百分比。砂轮组织等级的划分是以62%的磨粒体积百分数为“0”号组织，磨粒体积每减2%，其组织增加一号，依此类推，共分15个号。号数越大，组织越松（见表4）。

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组织紧密的砂轮能磨出较好的工件表面，组织疏松的砂轮，因空隙大，可以保证磨削过程中容纳磨屑，避免砂轮堵塞。通常粗磨和磨削较软金属时，砂轮易堵塞，应选用疏松组织的砂轮；成型磨削和精密磨时，为保持砂轮的几何形状和得到较好的粗糙度，应选用较紧密组织的砂轮；磨削机床导轨和硬质合金工具时，为减少工件热变形，避免烧伤裂纹，宜采用松组织的砂轮；磨削热敏性大的材料、有色金属、非金属材料宜采用大于12#组织的砂轮。

6. 形状和尺寸的选择应根据磨床条件和工件形状来选择。

常用砂轮形状有平形砂轮（P）、单面凹砂轮（PDA）、双面凹砂轮（PSA）、薄片砂轮（PB）、筒形砂轮（N）、碗形砂轮（BW）、碟形一号砂轮（D1）等。

每种磨床所能使用的砂轮形状和尺寸都有一定的范围。在可能的条件下，砂轮的外径应尽可能选得大一些，以提高砂轮的线速度，获得较高的生产率和工件表面质量，砂轮宽度增加也可以获得同样的效果。

现国标砂轮书写顺序：砂轮代号、尺寸（外径×厚度×孔径）、磨粒、粒度、硬度、组织、结合剂、最高工作线速度。

例示：P 400×150×203 A60 L 5 B 35

二、 金刚石砂轮的选择

金刚石砂轮比用碳化硼、碳化硅、刚玉等一般磨粒制成的砂轮刃角锋利、磨耗小、寿命长、生产率高、加工质量好，但价格昂贵，因而适用于精磨硬质合金、陶瓷、半导体等高硬度脆性难加工材料。

金刚石砂轮的特征包括磨料种类、粒度、硬度、浓度、结合剂、砂轮形状与尺寸。

磨料：广泛使用人造金刚石（JR），根据它的结晶形状和颗粒强度，分各种型号，按其特定用途选型号。

粒度：要以工件粗糙度、磨削生产率和金刚石的消耗三个方面综合考虑。

硬度：只有树脂结合剂金刚石砂轮才有“硬度”这一特性。一般采用S（Y1）级或更高。

结合剂：常用的结合剂有四种，其结合能力和耐磨性以树脂、陶瓷、青铜、电镀金属为序，依次渐强。树脂结合剂金刚石砂轮磨削效率高，被加工工件粗糙度好，适用范围广，自锐性好，不易堵塞，发热量小，易修整，主要用于精磨工序。陶瓷结合剂金刚石砂轮主要用于各种非金属硬脆材料、硬质合金、超硬材料等的磨削。

浓度：浓度选择要根据使用砂轮的粒度、结合剂、形状、加工方法、生产效率及砂轮寿命的要求而定。高浓度金刚石砂轮保持砂轮形状的能力强，低浓度砂轮磨削时，金刚石的消耗往往更低些，应根据需要酌情选取。

形状和尺寸：按工件的形状、尺寸和机床条件选用。

三、 立方氮化硼（CBN）砂轮的选择

立方氮化硼（CBN）砂轮的立方氮化硼颗粒粘在普通砂轮表面只有很薄一层，其磨粒韧性、硬度、耐用度是刚玉类砂轮的100倍，最适于加工硬度高、粘性大、高温强度高、热传导率低的难磨钢材及高速或超高速磨削。其应用范围与人造金刚石起着互相补充的作用。金刚石砂轮在磨削硬质合金和非金属材料时，具有独特的效果，但在磨削钢料时，尤其是磨削特种钢时，效果不显著。立方氮化硼砂轮磨削钢件的效率比刚玉类砂轮要高近百倍，比金刚石砂轮高五倍，但磨削脆性材料不及金刚石。

立方氮化硼砂轮的选择和金刚石砂轮的选择相类似。但在结合剂选用上，大部分是树脂结合剂，次之是电镀，金属结合剂。陶瓷结合剂CBN砂轮主要用于钛合金、高速钢、可锻铸铁等难加工的黑色金属的磨削，树脂结合剂CBN砂轮适用于磨削铁磁性材料，是加工钢材的理想选择。CBN砂轮浓度一般在100%~150%间选用较经济合理，它不能用普通切削液，需特殊的切削液。

四、 大气孔砂轮的选择

大气孔砂轮在磨削时具有不易被堵塞、耐用度高和切削能力强等优点。适用于软金属和塑料、橡皮和皮革等非金属材料的粗、精磨。同时，它具有散热快的特点，所以在磨削一些热敏性大的材料、薄壁工件和干磨工序中（例如刃磨硬质合金刀具和机床导轨等）有良好的效果。

大气孔砂轮和一般陶瓷结合剂砂轮的制造方法基本一样。不同点是在配料中外加一定量的增孔剂，它在砂轮烧结前完全挥发或被烧烬，从而产生大气孔。

大气孔砂轮生产范围是：磨料一般选择碳化物和刚玉等，如常用的有黑碳化硅（C）、绿碳化硅（GC）和白刚玉（WA）等几种，这些磨料的硬度高、性脆而锋利，具有良好的导热和导电性能；磨料粒度（36#~180#）；结合剂（陶瓷结合剂）；硬度（G~M各级）；形状（平形、杯形、碗形或碟形等）；气孔尺寸（约0.7~1.4毫米）。

其中：

1、磨料：是砂轮的主要磨削部分，具有尖锐的棱角，即很小的切削刃，来切削加工工件，磨料往往是很硬的材料，通常是化合物，比如金刚砂（化学成分是碳化硅）、刚玉（化学成分是三氧化二铝）、金刚石等，最常见的是金刚砂砂轮和刚玉砂轮。

2、粘结剂：根据不同的砂轮用途分别有陶瓷、树脂、橡胶、金属等，其主要作用是把磨料粘接在一起，形成具有一定外形的砂轮。

3、孔隙：孔隙也是砂轮的主要组成部分，孔隙的目的是减少粘结剂的结合强度，储存磨削下来的磨钢屑，当小的磨料尖锐部分磨秃了之后，就会由于孔隙导致结合强度降低而剥落，露出新的尖锐的磨粒，利于进一步的磨削加工。

  绿碳化硅砂轮代号GC砂轮，适用于加工硬质合金，玻璃，陶瓷和非金属材料外，还用于半导体材料，高温硅碳棒发热体，远红外源基材等。绿碳化硅适宜磨削硬质合金和硬脆金属及非金属材料，如铜、黄铜、铝和镁等有色金属和宝石，光学玻璃，陶瓷等非金属材料。

  绿碳化硅砂轮的特点：

  1、磨粒锋利，硬度高，可以磨削硬质合金、光学玻璃、陶瓷、合金等硬脆材料。

  2、脆性较大，所以保持棱角较差，不适合加工韧性较大的工件。

  3、导热性好，适合磨削受热易变形的工件。

  绿碳化硅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。绿碳化硅砂轮应用包括：磨削的材料包括铸铁、有色金属、软钢、硬质钢，300（或400）系列不锈钢、工具或高速钢、可锻铸钢、（铝镍钴）磁钢、黄铜、铬板等。

A：棕刚玉：硬度高，韧性大。适用于高强度金属材料的磨削，如一般碳素钢，合金钢，可锻铸铁，硬青铜等。

WA：白刚玉：硬度高于棕刚玉，磨粒易破裂，棱角锋利，切削性能好，磨削热量小等。适用于材料较硬热敏感性较强钢材的磨削。如淬火钢，高速钢，一般高速钢，合金钢等磨削。主要用于工具刃具，模具，齿轮，螺纹，薄壁零件等的磨削及成型磨削。

PA:铬钢玉：硬度与白刚玉相近，韧性比白刚玉高，磨粒切削刃锋利棱角保持性好，耐用度较高。适用于淬火钢，合金刚刀具及工件的磨削以及量具和仪表零件等的精密磨削，也适用于成型磨削。

GC: 绿碳化硅砂轮硬度高,脆性大,磨粒锋利,导热性好.适用于硬质合金刀具 ,工件。

C:黑碳化硅：硬度高，性脆，磨粒锋利，具有一定的导热性。适用于有色金属及非金属材料的磨削

砂轮材质的选用原则：

1、钢等韧性材料的磨削应选择刚玉类磨料；

2、铸铁、硬质合金等脆性材料的磨削应选择碳化硅类磨料。

3、粗磨时选择粗粒度，精磨时选择细粒度。

4、薄片砂轮应选择橡胶或树脂结合剂。

5、工件材料硬度高，应选择软砂轮，工件材料硬度低应选择硬砂轮。

6、磨削接触面积大应选择软砂轮。因此内圆磨削和端面磨削的砂轮硬度比外圆磨削的砂轮硬度要低。

7、精磨和成形磨时砂轮硬度应高一些。

8、砂轮粒度细时，砂轮硬度应低一些。

9、磨有色金属等软材料，应选软的且疏松的砂轮，以免砂轮堵塞。

10、成形磨削、精密磨削时应取组织较紧密的砂轮。

11、工件磨削面积较大时，应选组织疏松的砂轮。