白剛玉-常用砂輪有幾種類型

 

砂輪是磨削的主要工具，它是由磨料和結合劑構成的多孔物體。其中磨料、結合劑和孔隙是砂輪的三個基本組成要素。隨著磨料、結合劑及砂輪制造工藝等的不同，砂輪特性可能差別很大，對磨削加工的精度、粗糙度和生產效率有著重要的影響。因此，必須根據具體條件選用合適的砂輪。 砂輪的特性由磨料、粒度、硬度、結合劑、形狀及尺寸等因素來決定，現分別介紹如下。 （ 1 ）磨料及其選擇 磨料是制造砂輪的主要原料，它擔負著切削工作。因此，磨料必須鋒利，并具備高的硬度、良好的耐熱性和一定的韌性。常用磨料的名稱、代號、特性和用途見表1 。 表1 常用磨料 類 別 名 稱 代號 特 性 用 途 氧化物系 棕剛玉 A(GZ) 含 91~96% 氧化鋁。棕色，硬度高，韌性好，價格便宜 磨削碳鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵、硬青銅等 白剛玉 WA(GB) 含 97~99% 的氧化鋁。白色，比棕剛玉硬度高、韌性低，自銳性好，磨削時發熱少 精磨淬火鋼、高碳鋼、高速鋼及薄壁零件 碳化物系 黑色碳化硅 C(TH) 含 95% 以上的碳化硅。呈黑色或深藍色，有光澤。硬度比白剛玉高，性脆而鋒利，導熱性和導電性良好 磨削鑄鐵。黃銅、鋁、耐火材料及非金屬材料 綠色碳化硅 GC(TL) 含 97% 以上的碳化硅。呈綠色，硬度和脆性比 TH 更高，導熱性和導電性好 磨削硬質合金、光學玻璃、寶石、玉石、陶瓷、珩磨發動機氣缸套等 高硬磨 料系 人造金剛石 D(JR) 無色透明或淡黃色、黃綠色、黑色。硬度高，比天然金剛石性脆。價格比其它磨料貴好多倍 磨削硬質合金、寶石等高硬度材料 立方氮化硼 CBN (JLD) 立方型晶體結構，硬度略低于金剛石，強度較高，導熱性能好 磨削、研磨、珩磨各種既硬又韌的淬火鋼和高鉬、高礬、高鈷鋼、不銹鋼 注：括號內的代號是舊標準代號。 （ 2 ）粒度及其選擇 粒度指磨料顆料的大小。粒度分磨粒與微粉兩組。磨粒用篩選法分類，它的粒度號以篩網上一英寸長度內的孔眼數來表示。例如 60 # 粒度的的磨粒，說明能通過每英寸長有 60 個孔眼的篩網，而不能通過每英寸 70 個孔眼的篩網。微粉用顯微測量法分類，它的粒度號以磨料的實際尺寸來表示（ W ）。各種粒度號的磨粒尺寸見表2 。 表2 磨料粒度號及其顆粒尺寸 磨 粒 磨 粒 微 粉 粒度號 顆粒尺寸（ mm ） 粒度號 顆粒尺寸（ mm ） 粒度號 顆粒尺寸（ mm ） 14 # 1600~1250 70 # 250~200 W40 40~28 16 # 1250~1000 80 # 200~160 W28 28~20 20 # 1000~800 100 # 160~125 W20 20~14 24 # 800~630 120 # 125~100 W14 14~10 30 # 630~500 150 # 100~80 W10 10~7 36 # 500~400 180 # 80~63 W7 7~5 46 # 400~315 240 # 63~50 W5 5~3.5 60 # 315~250 280 # 50~40 W3.5 3.5~2.5 注：比 14 # 粗的磨粒及比 W3.5 細的微粉很少使用，表中未列出。 磨料粒度的選擇，主要與加工表面粗糙度和生產率有關。 粗磨時，磨削余量大，要求的表面粗糙度值較大，應選用較粗的磨粒。因為磨粒粗、氣孔大，磨削深度可較大，砂輪不易堵塞和發熱。精磨時，余量較小，要求粗糙度值較低，可選取較細磨粒。一般來說，磨粒愈細，磨削表面粗糙度愈好。 不同粒度砂輪的應用見表3 。 表3 不同粒度砂輪的使用范圍 砂輪粒度 一般使用范圍 砂輪粒度 一般使用范圍 14 # ~24 # 磨鋼錠、切斷鋼坯，打磨鑄件毛刺等 120 # ~W20 精磨、珩磨和螺紋磨 36 # ~60 # 一般磨平面、外圓、內圓以及無心磨等 W20 以下 鏡面磨、精細珩磨 60 # ~100 # 精磨和刀具刃磨等 （ 3 ）結合劑及其選擇 砂輪中用以粘結磨料的物質稱結合劑。砂輪的強度、抗沖擊性、耐熱性及抗腐蝕能力主要決定于結合劑的性能。常用的結合劑種類、性能及用途見表4 。 表4 常用結合劑 名 稱 代號 性 能 用 途 陶瓷結合劑 V(A) 耐水、耐油、耐酸、耐堿的腐蝕，能保持正確的幾何形狀。氣孔率大，磨削率高，強度較大，韌性、彈性、抗振性差，不能承受側向力 V 輪 ＜ 35m/s 的磨削，這種結合劑應用廣，能制成各種磨具，適用于成形磨削和磨螺紋、齒輪、曲軸等 樹脂結合劑 B(S) 強度大并富有彈性，不怕沖擊，能在高速下工作。有摩擦拋光作用，但堅固性和耐熱性比陶瓷結合劑差，不耐酸、堿，氣孔率小，易堵塞 V 輪 ＞ 50m/s 的高速磨削，能制成薄片砂輪磨槽，刃磨刀具前刀面。高精度磨削。濕磨時切削液中含堿量應＜ 1.5% 橡膠結合劑 R(X) 彈性比樹脂結合劑更大差，強度也大。氣孔率小，磨粒容易脫落，耐熱性差，不耐油，不耐酸，而且還有臭味 制造磨削軸承溝道的砂輪和無心磨削砂輪、導輪以及各種開槽和切割用的薄片砂輪，制成柔軟拋光砂輪等 金屬結合劑 ( 青銅、電鍍鎳 ) J 韌性、成型性好，強度大，自銳性能差 制造各種金剛石磨具，使用壽命長 注：括號內的代號是舊標準代號。 （ 4 ）硬度及其選擇 砂輪的硬度是指砂輪表面上的磨粒在磨削力作用下脫落的難易程度。砂輪的硬度軟，表示砂輪的磨粒容易脫落，砂輪的硬度硬，表示磨粒較難脫落。砂輪的硬度和磨料的硬度是兩個不同的概念。同一種磨料可以做成不同硬度的砂輪，它主要決定于結合劑的性能、數量以及砂輪制造的工藝。磨削與切削的顯著差別是砂輪具有“自銳性”，選擇砂輪的硬度，實際上就是選擇砂輪的自銳性，希望還鋒利的磨粒不要太早脫落，也不要磨鈍了還不脫落。 根據規定，常用砂輪的硬度等級見表5 。 表5 常用砂輪硬度等級 硬度 等級 大級 軟 中 軟 中 中 硬 硬 小級 軟 1 軟 2 軟 3 中軟 1 中軟 2 中 1 中 2 中硬 1 中硬 2 中硬 3 硬 1 硬 2 代 號 G (R 1 ) H (R 2 ) J (R 3 ) K (ZR 1 ) L (ZR 2 ) M (Z 1 ) N (Z 2 ) P (ZY 1 ) Q (ZY 2 ) R (ZY 3 ) S (Y 1 ) T (Y 2 ) 注：括號內的代號是舊標準代號；超軟，超硬未列入；表中 1 ， 2 ， 3 表示硬度遞增的順序。 選擇砂輪硬度的一般原則是：加工軟金屬時，為了使磨料不致過早脫落，則選用硬砂輪。加工硬金屬時，為了能及時的使磨鈍的磨粒脫落，從而露出具有尖銳棱角的新磨粒（即自銳性），選用軟砂輪。前者是因為在磨削軟材料時，砂輪的工作磨粒磨損很慢，不需要太早的脫離；后者是因為在磨削硬材料時，砂輪的工作磨粒磨損較快，需要較快的更新。 精磨時，為了保證磨削精度和粗糙度，應選用稍硬的砂輪。工件材料的導熱性差，易產生燒傷和裂紋時（如磨硬質合金等），選用的砂輪應軟一些。 （ 5 ）形狀尺寸及其選擇 根據機床結構與磨削加工的需要，砂輪制成各種形狀與尺寸。表6 是常用的幾種砂輪形狀、尺寸、代號及用途。 砂輪的外徑應盡可能選得大些，以提高砂輪的圓周速度，這樣對提高磨削加工生產率與表面粗糙度有利。此外，在機床剛度及功率許可的條件下，如選用寬度較大的砂輪，同樣能收到提高生產率和降低粗糙度的效果，但是在磨削熱敏性高的材料時，為避免工件表面的燒傷和產生裂紋，砂輪寬度應適當減小。 表6 常用砂輪形狀及用途 砂輪名 稱 簡圖 代號 尺寸表示法 主要用途 平形砂 輪 P P D × H × d 用于磨外圓、內圓、平面和無心磨等 雙面凹砂輪 PSA PSA D × H × d—2—d 1 × t 1 × t 2 用于磨外圓、無心磨和刃磨刀具 雙斜邊砂輪 PSX PSX D × H × d 用于磨削齒輪和螺紋 筒形砂 輪 N N D × H × d 用于立軸端磨平面 碟形砂 輪 D D D × H × d 用于刃磨刀具前面 碗形砂 輪 BW BW D × H × d 用于導軌磨及刃磨刀具 在砂輪的端面上一般都印有標志，例如砂輪上的標志為 WA60LVP400 × 40 × 127 ，它的含意是： 圖1 砂輪型號 圖2 標志的含義 由于更換一次砂輪很麻煩，因此，除了重要的工件和生產批量較大時，需要按照以上所述的原則選用砂輪外，一般只要機床上現有的砂輪大致符合磨削要求，就不必重新選擇，而是通過適當地修整砂輪，選用合適的磨削用量來滿足加工要求。