磨削加工時，如何正確選擇砂輪？
磨削加工時，如何正確選擇砂輪？砂輪選型有哪些方法？看完本文，磨削再也不為砂輪選型煩惱了！砂輪是應(yīng)用在磨床上重要的切削工具,直接影響著磨床的磨削性能和加工精度。為此,砂輪是發(fā)揮磨床性能的一個重要因素。有許多不同形狀和尺寸的砂輪和磨具。根據(jù)不同的研磨材料、結(jié)合劑材料和制造工藝，每種類型的砂輪都有一定的適用范圍。選擇不當(dāng)將直接影響加工精度、表面粗糙度和生產(chǎn)效率。因此，磨削時必須根據(jù)具體情況選擇合適的砂輪。如何正確選擇砂輪？總結(jié)磨削中常用的砂輪，以便每個人都能清楚地選擇砂輪。 ?
砂輪磨具的種類很多，并有各種形狀和尺寸，根據(jù)砂輪的磨料、結(jié)合劑材料以及制造工藝的不同，每一種砂輪都有一定的適用范圍。若選擇不當(dāng)就將直接影響加工精度、表面粗糙度及生產(chǎn)效率。因此，磨削加工時，必須根據(jù)具體情況選用合適的砂輪。那么應(yīng)如何正確選擇砂輪？針對磨削中常用的砂輪進(jìn)行匯總，讓大家明明白白挑選砂輪。
一、普通砂輪的選擇
1、磨料的選擇磨料選擇主要取決于工件材料及熱處理方法。
a.磨抗張強(qiáng)度高的材料時，選用韌性大的磨料。
b.磨硬度低，延伸率大的材料時，選用較脆的磨料。
c.磨硬度高的材料時，選用硬度更高的磨料。
d.選用不易被加工材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的磨料。
最常用的磨料是棕剛玉(A)和白剛玉(WA)，其次是黑碳化硅(C)和綠碳化硅(GC)，其余常用的還有鉻剛玉(PA)、單晶剛玉(SA)、微晶剛玉(MA)、鋯剛玉(ZA)。
棕剛玉砂輪： 棕剛玉的硬度高，韌性大，適宜磨削抗拉強(qiáng)度較高的金屬，如碳鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵、硬青銅等，這種磨料的磨削性能好，適應(yīng)性廣，常用于切除較大余量的粗磨，價格便宜，可以廣泛使用。
白剛玉砂輪： 白剛玉的硬度略高于棕剛玉，韌性則比棕剛玉低，在磨削時，磨粒容易碎裂，因此，磨削熱量小，適宜制造精磨淬火鋼、高碳鋼、高速鋼以及磨削薄壁零件用的砂輪，成本比棕剛玉高。
黑碳化硅砂輪： 黑碳化硅性脆而鋒利，硬度比白剛玉高，適于磨削機(jī)械強(qiáng)度較低的材料，如鑄鐵、黃銅、鋁和耐火材料等。
綠碳化硅砂輪： 綠碳化硅硬度脆性較黑碳化硅高，磨粒鋒利，導(dǎo)熱性好，適合于磨削硬質(zhì)合金、光學(xué)玻璃、陶瓷等硬脆材料。
鉻剛玉砂輪： 適于磨削刀具，量具、儀表，螺紋等表面加工質(zhì)量要求高的工件。
單晶剛玉砂輪： 適于磨削不銹鋼、高釩高速鋼等韌性大、硬度高的材料及易變形燒傷的工件。
微晶剛玉砂輪： 適于磨削不銹鋼、軸承鋼和特種球墨鑄鐵等，用于成型磨，切入磨，鏡面磨削。
鋯剛玉砂輪： 適于磨削奧氐體不銹鋼、鈦合金、耐熱合金，特別適于重負(fù)荷磨削。
2、粒度的選擇主要取決于被磨削工件的表面粗糙度和磨削效率。
粒度是指磨料的顆粒尺寸，其大小則用粒度號表示。用粗粒度砂輪磨削時，生產(chǎn)效率高，但磨出的工件表面較粗糙;用細(xì)粒度砂輪磨削時，磨出的工件表面粗糙度較好，而生產(chǎn)率較低。在滿足粗糙度要求的前提下，應(yīng)盡量選用粗粒度的砂輪，以保證較高的磨削效率。一般粗磨時選用粗粒度砂輪，精磨時選用細(xì)粒度砂輪。
當(dāng)砂輪和工件接觸面積較大時，要選用粒度粗一些的砂輪。例如，磨削相同的平面，用砂輪的端面磨削比用砂輪的周邊磨削選的粒度要粗些。
3、硬度的選擇主要取決于被磨削的工件材料、磨削效率和加工表面質(zhì)量。
硬度是指砂輪在外力作用下磨粒脫落的難易程度,為了適應(yīng)不同工件材料磨加工的要求,制造砂輪時分成不同硬度的等級。
砂輪選得過硬，磨鈍的磨粒不易脫落，砂輪易堵塞，磨削熱增加，工件易燒傷，磨削效率低，影響工件表面質(zhì)量;砂輪選得過軟，磨粒還在鋒利時就脫落，增加了砂輪損耗，易失去正確的幾何形狀，影響工件精度。所以砂輪硬度的選擇要適當(dāng)，還應(yīng)根據(jù)砂輪與工件接觸面積大小、工件形狀、磨削的方式、冷卻方式、砂輪的結(jié)合劑種類等因素來綜合考慮。
下列砂輪硬度選擇原則供參考：
a.磨削軟材料時要選較硬的砂輪，磨削硬材料時則要選軟砂輪;
b.磨削軟而韌性大的有色金屬時，硬度應(yīng)選得軟一些;
c.磨削導(dǎo)熱性差的材料應(yīng)選較軟的砂輪;
d.端面磨比圓周磨削時，砂輪硬度應(yīng)選軟些;
e.在同樣的磨削條件下，用樹脂結(jié)合劑砂輪比陶瓷結(jié)合劑砂輪的硬度要高1~2小級;
f.砂輪旋轉(zhuǎn)速度高時，砂輪的硬度可選軟1~2小級;
g.用冷卻液磨削要比干磨時的砂輪硬度高1~2小級。
4、結(jié)合劑的選擇應(yīng)根據(jù)磨削方法，使用速度和表面加工要求等條件予以考慮。
最常用的砂輪結(jié)合劑有陶瓷結(jié)合劑(V)和樹脂結(jié)合劑(B)。
陶瓷結(jié)合劑是一種無機(jī)結(jié)合劑，化學(xué)性能穩(wěn)定、耐熱、抗腐蝕性好，氣孔率大，這種結(jié)合劑制造的砂輪磨削效率高、磨耗小，能較好地保持砂輪的幾何形狀，應(yīng)用范圍最廣。砂輪適于磨削普通碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、硬質(zhì)合金、有色金屬等。但是，陶瓷結(jié)合劑砂輪脆性較大，不能受劇烈的振動。一般只能在35米/秒以內(nèi)的速度下使用。。
樹脂結(jié)合劑是一種有機(jī)結(jié)合劑，這種結(jié)合劑制造的砂輪強(qiáng)度高，具有一定的彈性，耐熱性低，自銳性好，制作簡便，工藝周期短。可制造工作速度高于50米/秒的砂輪和很薄的砂輪。它的應(yīng)用范圍僅次于陶瓷結(jié)合劑，廣泛用于粗磨、荒磨、切斷和自由磨削，如磨鋼錠，鑄件打毛刺等。可制造高速、高光潔度砂輪，重負(fù)荷、切斷以及各種特殊要求的砂輪。
5、組織的選擇主要考慮工件所受的壓力、磨削方法、工件材質(zhì)等。
組織是指砂輪中磨粒所占砂輪體積的百分比。砂輪組織等級的劃分是以62%的磨粒體積百分?jǐn)?shù)為“0”號組織，磨粒體積每減2%，其組織增加一號，依此類推，共分15個號。號數(shù)越大，組織越松。
組織緊密的砂輪能磨出較好的工件表面，組織疏松的砂輪，因空隙大，可以保證磨削過程中容納磨屑，避免砂輪堵塞。通常粗磨和磨削較軟金屬時，砂輪易堵塞，應(yīng)選用疏松組織的砂輪;成型磨削和精密磨時，為保持砂輪的幾何形狀和得到較好的粗糙度，應(yīng)選用較緊密組織的砂輪;磨削機(jī)床導(dǎo)軌和硬質(zhì)合金工具時，為減少工件熱變形，避免燒傷裂紋，宜采用松組織的砂輪;磨削熱敏性大的材料、有色金屬、非金屬材料宜采用大于12#組織的砂輪。
6、形狀和尺寸的選擇應(yīng)根據(jù)磨床條件和工件形狀來選擇。
常用砂輪形狀有平形砂輪(P)、單面凹砂輪(PDA)、雙面凹砂輪(PSA)、薄片砂輪(PB)、筒形砂輪(N)、碗形砂輪(BW)、碟形一號砂輪(D1)等。
每種磨床所能使用的砂輪形狀和尺寸都有一定的范圍。在可能的條件下，砂輪的外徑應(yīng)盡可能選得大一些，以提高砂輪的線速度，獲得較高的生產(chǎn)率和工件表面質(zhì)量，砂輪寬度增加也可以獲得同樣的效果。。
現(xiàn)國標(biāo)砂輪書寫順序：砂輪代號、尺寸(外徑×厚度×孔徑)、磨粒、粒度、硬度、組織、結(jié)合劑、最高工作線速度。
例示：P400×150×203A60L5B35
二、金剛石砂輪的選擇
金剛石砂輪比用碳化硼、碳化硅、剛玉等一般磨粒制成的砂輪刃角鋒利、磨耗小、壽命長、生產(chǎn)率高、加工質(zhì)量好，但價格昂貴，因而適用于精磨硬質(zhì)合金、陶瓷、半導(dǎo)體等高硬度脆性難加工材料。。
金剛石砂輪的特征包括磨料種類、粒度、硬度、濃度、結(jié)合劑、砂輪形狀與尺寸。
磨料： 廣泛使用人造金剛石(JR)，根據(jù)它的結(jié)晶形狀和顆粒強(qiáng)度，分各種型號，按其特定用途選型號。
粒度： 要以工件粗糙度、磨削生產(chǎn)率和金剛石的消耗三個方面綜合考慮。
硬度： 只有樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪才有“硬度”這一特性。一般采用S(Y1)級或更高。
結(jié)合劑： 常用的結(jié)合劑有四種，其結(jié)合能力和耐磨性以樹脂、陶瓷、青銅、電鍍金屬為序，依次漸強(qiáng)。樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪磨削效率高，被加工工件粗糙度好，適用范圍廣，自銳性好，不易堵塞，發(fā)熱量小，易修整，主要用于精磨工序。陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪主要用于各種非金屬硬脆材料、硬質(zhì)合金、超硬材料等的磨削。
濃度： 濃度選擇要根據(jù)使用砂輪的粒度、結(jié)合劑、形狀、加工方法、生產(chǎn)效率及砂輪壽命的要求而定。高濃度金剛石砂輪保持砂輪形狀的能力強(qiáng)，低濃度砂輪磨削時，金剛石的消耗往往更低些，應(yīng)根據(jù)需要酌情選取。
形狀和尺寸： 按工件的形狀、尺寸和機(jī)床條件選用。
三、立方氮化硼（CBN）砂輪的選擇
立方氮化硼(CBN)砂輪的立方氮化硼顆粒粘在普通砂輪表面只有很薄一層，其磨粒韌性、硬度、耐用度是剛玉類砂輪的100倍，最適于加工硬度高、粘性大、高溫強(qiáng)度高、熱傳導(dǎo)率低的難磨鋼材及高速或超高速磨削。其應(yīng)用范圍與人造金剛石起著互相補(bǔ)充的作用。金剛石砂輪在磨削硬質(zhì)合金和非金屬材料時，具有獨(dú)特的效果，但在磨削鋼料時，尤其是磨削特種鋼時，效果不顯著。立方氮化硼砂輪磨削鋼件的效率比剛玉類砂輪要高近百倍，比金剛石砂輪高五倍，但磨削脆性材料不及金剛石。
立方氮化硼砂輪的選擇和金剛石砂輪的選擇相類似。但在結(jié)合劑選用上，大部分是樹脂結(jié)合劑，次之是電鍍，金屬結(jié)合劑。陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪主要用于鈦合金、高速鋼、可鍛鑄鐵等難加工的黑色金屬的磨削，樹脂結(jié)合劑CBN砂輪適用于磨削鐵磁性材料，是加工鋼材的理想選擇。CBN砂輪濃度一般在100%~150%間選用較經(jīng)濟(jì)合理，它不能用普通切削液，需特殊的切削液。
四、大氣孔砂輪的選擇
大氣孔砂輪在磨削時具有不易被堵塞、耐用度高和切削能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。適用于軟金屬和塑料、橡皮和皮革等非金屬材料的粗、精磨。同時，它具有散熱快的特點(diǎn)，所以在磨削一些熱敏性大的材料、薄壁工件和干磨工序中(例如刃磨硬質(zhì)合金刀具和機(jī)床導(dǎo)軌等)有良好的效果。
大氣孔砂輪和一般陶瓷結(jié)合劑砂輪的制造方法基本一樣。不同點(diǎn)是在配料中外加一定量的增孔劑，它在砂輪燒結(jié)前完全揮發(fā)或被燒燼，從而產(chǎn)生大氣孔。
大氣孔砂輪生產(chǎn)范圍是：磨料一般選擇碳化物和剛玉等，如常用的有黑碳化硅(C)、綠碳化硅(GC)和白剛玉(WA)等幾種，這些磨料的硬度高、性脆而鋒利，具有良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能;磨料粒度(36#~180#);結(jié)合劑(陶瓷結(jié)合劑);硬度(G~M各級);形狀(平形、杯形、碗形或碟形等);氣孔尺寸(約0.7~1.4毫米)。
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