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07
2019
-
05
磨床基礎(chǔ)知識 一
砂輪是磨削加工中最主要的一類磨具。砂輪是在磨料中加入結(jié)合劑,經(jīng)壓坯、干燥和焙燒而制成的多孔體。由于磨料、結(jié)合劑及制造工藝不同,砂輪的特性差別很大,因此對磨削的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性有著重要影響。砂輪的特性主要是由磨料、力度、結(jié)合劑、硬度、組織、形狀和尺寸等因素決定。
(1)磨料
磨料是砂輪的主要組成部分,它具有很高的硬度、耐磨性、耐熱性和一定的韌性,以承受磨削時(shí)的切削熱和切削力,同時(shí)還應(yīng)具備鋒利的尖角,以利磨削金屬。常用磨料代號、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍簡表 6.6
表 6.6 常用磨料代號、特性及適用范圍
系別 |
名稱 |
代號 |
主要 成分 |
顯微硬度 ( HV) |
顏色 |
特性 |
適用范圍 |
氧化物系 |
棕剛玉 |
A |
AL 2 O 3 91-96% |
2200-2288 |
棕褐色 |
硬度高,韌性好,價(jià)格便宜 |
磨削碳鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵、硬青銅 |
白鋼玉 |
WA |
AL 2 O 3 97-99% |
2200-2300 |
白色 |
硬度高于棕剛玉,磨粒鋒利,韌性差 |
磨削淬硬的碳鋼、高速鋼 |
|
碳化物系 |
黑碳化硅 |
C |
SiC >95% |
2840-3320 |
黑色帶光澤 |
硬度高于鋼玉,性脆而鋒利,有良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性 |
磨削鑄鐵、黃銅、鋁及非金屬 |
綠碳化硅 |
GC |
SiC >99% |
3280-3400 |
綠色帶光澤 |
硬度和脆性高于黑碳化硅,有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性 |
磨削硬質(zhì)合金、寶石、陶瓷、光學(xué)玻璃、不銹鋼 |
|
高硬磨料 |
立方 氮化硼 |
CBN |
立方 氮化硼 |
8000-9000 |
黑色 |
硬度僅次于金剛石,耐磨性和導(dǎo)電性好,發(fā)熱量小 |
磨削硬質(zhì)合金、不銹鋼、高合金鋼等難加工材料 |
人造 金剛石 |
MBD |
碳結(jié) 晶體 |
10000 |
乳白色 |
硬度極高,韌性很差,價(jià)格昂貴 |
磨削硬質(zhì)合金、寶石、陶瓷等高硬度材料 |
(2)粒度
粒度是指磨料顆粒尺寸的大小。粒度分為磨粒和微粉兩類。對于顆粒尺寸大于 40 μ m的磨料,稱為磨粒。用篩選法分級,粒度號以磨粒通過的篩網(wǎng)上每英寸長度內(nèi)的孔眼數(shù)來表示。如60 # 的磨粒表示其大小剛好能通過每英寸長度上有60孔眼的篩網(wǎng)。對于顆粒尺寸小于40 μ m的磨料,稱為微粉。用顯微測量法分級,用W和后面的數(shù)字表示粒度號,其W后的數(shù)值代表微粉的實(shí)際尺寸。如W20表示微粉的實(shí)際尺寸為20 μ m。
砂輪的粒度對磨削表面的粗糙度和磨削效率影響很大。磨粒粗,磨削深度大,生產(chǎn)率高,但表面粗糙度值大。反之,則磨削深度均勻,表面粗糙度值小。所以粗磨時(shí),一般選粗粒度,精磨時(shí)選細(xì)粒度。磨軟金屬時(shí),多選用粗磨粒,磨削脆而硬材料時(shí),則選用較細(xì)的磨粒。粒度的選用見表 6.7。
表 6.7 磨料粒度的選用
粒度號 |
顆粒尺寸范圍 / μ m |
適用范圍 |
粒度號 |
顆粒尺寸范圍 / μ m |
適用范圍 |
12-36 |
2000-1600 500-400 |
粗磨、荒磨、切斷鋼坯、打磨毛刺 |
W40-W20 |
40-28 20-14 |
精磨、超精磨、螺紋磨、珩磨 |
46-80 |
400-315 200-160 |
粗磨、半精磨、精磨 |
W14-W10 |
14-10 10-7 |
精磨、精細(xì)磨、超精磨、鏡面磨 |
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、鏡面磨、制作研磨劑等 |
(3)結(jié)合劑
結(jié)合劑是把磨粒粘結(jié)在一起組成磨具的材料。砂輪的強(qiáng)度、抗沖擊性、耐熱性極耐腐蝕性,主要取決于結(jié)合劑的種類和性質(zhì)。常用結(jié)合劑的種類、性能及適用范圍見表 6.8。
表 6.8常用結(jié)合劑的種類、性能及適用范圍
種類 |
代號 |
性能 |
用途 |
陶瓷 |
V |
耐熱性、耐腐蝕性好、氣孔率大、易保持輪廓、彈性差 |
應(yīng)用廣泛,適用于 v<35m/s的各種成形磨削、磨齒輪、磨螺紋等 |
樹脂 |
B |
強(qiáng)度高、彈性大、耐沖擊、堅(jiān)固性和耐熱性差、氣孔率小 |
適用于 v>50m/s的高速磨削,可制成薄片砂輪,用于磨槽、切割等 |
橡膠 |
R |
強(qiáng)度和彈性更高、氣孔率小、耐熱性差、磨粒易脫落 |
適用于無心磨的砂輪和導(dǎo)輪、開槽和切割的薄片砂輪、拋光砂輪等 |
金屬 |
M |
韌性和成形性好、強(qiáng)度大、但自銳性差 |
可制造各種金剛石磨具 |
(4)硬度
硬度等級 |
大級 |
超軟 |
軟 |
中軟 |
中 |
中硬 |
硬 |
超硬 |
|||||||||
|
小級 |
超軟 |
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 |
超硬 |
||
代號 |
|
D |
E |
F |
G |
H |
J |
K |
L |
M |
N |
P |
Q |
R |
S |
T |
Y |
砂輪硬度是指砂輪工作時(shí),磨粒在外力作用下脫落的難易程度。砂輪硬,表示磨粒難以脫落;砂輪軟,表示砂輪容易脫落。砂輪的硬度等級見表 6.9。
表 6.9 砂輪的硬度等級及代號
砂輪的硬度與磨料的硬度是完全不同的兩個(gè)概念。硬度相同的磨料可以制成硬度不同的砂輪,砂輪的硬度主要決定于結(jié)合劑性質(zhì)、數(shù)量和砂輪的制造工藝。例如,結(jié)合劑與磨粒粘固程度越高,砂輪硬度越高。
砂輪硬度的選用原則是:工件材料硬,砂輪硬度應(yīng)選用軟一些,以便砂輪磨鈍磨粒及時(shí)脫落,露出鋒利的新磨粒繼續(xù)正常磨削;工件材料軟,因易于磨削,磨粒不易磨鈍,砂輪應(yīng)選硬一些。但對于有色金屬、橡膠、樹脂等軟材料磨削時(shí),由于切屑容易堵塞砂輪,應(yīng)選用較軟砂輪。粗磨時(shí),應(yīng)選用較軟砂輪;而精磨、成型磨削時(shí),應(yīng)選用硬一些的砂輪,以保持砂輪的必要形狀精度。機(jī)械加工中常用砂輪硬度等級為 H至N(軟2-中2)。
(5)組織
砂輪的組織是指組成砂輪的磨粒、結(jié)合劑、氣孔三部分體積的比例關(guān)系。通常以磨粒所占砂輪體積的百分比來分級。砂輪有三種組織狀態(tài):緊密、中等、疏松;細(xì)分成 0-14號間,共15級。組織號越小,磨粒所占比例越大,砂輪越緊密;反之,組織號越大,磨粒比例越小,砂輪越疏松,見表6.10。
表 6.10 砂輪組織分類
組織號 |
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 |
類別 |
緊密 |
中等 |
疏松 |
||||||||||||
應(yīng)用 |
精磨、成型磨 |
淬火工件、刀具 |
韌性大和硬度低的金屬 |
(6)形狀與尺寸
砂輪的形狀和尺寸是根據(jù)磨床類型、加工方法及工件的加工要求來確定的。常用砂輪名稱、形狀簡圖、代號和主要用途見表 6.11。
表 6.11 常用砂輪形狀、代號和用途
(7)磨具標(biāo)記
磨具標(biāo)記的書寫順序是:形狀代號、尺寸、磨料、粒度號、硬度、組織號、結(jié)合劑和允許的最高線速度。例如:砂輪的標(biāo)記為
P 400×40×127 WA 60 L 5 V 35
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
平行砂輪 外徑×厚度×孔徑 磨料 粒度 硬度 組織號 結(jié)合劑 最高工作線速度(m/s)