砂輪使用的選擇.doc

砂輪的選擇砂輪對(duì)磨削加工過程影響是多方面的，其中包括生產(chǎn)效率、表面質(zhì)量以及加工精度等。選擇砂輪必須考慮的因素如下：1、 工件材料的物理機(jī)械性能（強(qiáng)度、硬度、韌性、導(dǎo)熱性等）2、 工件的熱處理方法（調(diào)質(zhì)、淬火、氮化等）3、 對(duì)磨削光潔度和精度的要求4、 工件的形狀和尺寸（成型面、曲面、長度、厚度等）5、 工件的形狀和尺寸（成型面、曲面、長度、厚度等）6、 磨削方式（外圓、內(nèi)圓或平面磨削、開槽、切斷等）此外，磨削用量、冷卻狀況、磨床狀況、修整砂輪方法、生產(chǎn)力、類型以及操作者的熟練程度等，都對(duì)選擇砂輪的特性有一定影響由于影響選擇砂輪的因素非常復(fù)雜，要提出各種加工條件都可適用的具體方法，顯然是不可能的，所以下面只提出一些選擇砂輪的基本原則，供參考。為了方便起見，下面仍按砂輪的各個(gè)特性介紹其選用原則。一、 磨料的選擇磨料的選擇與被磨工件的材料及其熱處理方法有關(guān)磨料的特點(diǎn)及其適用范圍磨料名稱代號(hào)特點(diǎn)適用范圍棕剛玉GZ有足夠的硬度，韌性大，抗彎強(qiáng)度高，價(jià)格便宜磨削碳素鋼、一般合金鋼、可鍛鑄鐵、硬青銅等，特別適于磨未淬硬鋼和調(diào)質(zhì)鋼以及粗磨工序白剛玉GB比棕剛玉硬而脆，自銳性好，磨削力和磨削熱量較小，價(jià)格比棕剛玉高磨削催硬鋼、高速鋼、高碳鋼、螺紋、齒輪、薄壁薄片零件以及刃磨刀具等鉻剛玉GG硬度與白剛玉相近而韌性較好磨削合金鋼、高速鋼、錳鋼等高強(qiáng)度材料以及光潔度要求較高的工序，也適用成型磨削、刃磨刀具等單晶剛玉GD硬度和韌性都比白剛玉高磨削不銹鋼和高釩高速鋼等韌性大、硬度高的材料微晶剛玉GW強(qiáng)度高，韌性和自銳性好磨削不銹鋼、軸承鋼和特種球磨鑄鐵等黑碳化硅TH硬度比白剛玉高，單脆性大磨削鑄鐵、黃銅、軟青銅以及橡皮、塑料等非金屬材料綠碳化硅TL硬度與黑碳化硅相近而脆性更大磨削硬質(zhì)合金、光學(xué)玻璃等金剛石JRJT硬度高，磨削性能好，價(jià)格昂貴磨削硬質(zhì)合金、光學(xué)玻璃等高硬度材料二、 硬度的選擇砂輪硬度的選擇，決定于許多因素，其中主要的有被磨工件材料、磨削方式和性質(zhì)等。選擇的主要原則如下：1、工件材料硬度高，磨料容易磨鈍，為了使磨鈍的磨粒能及時(shí)脫落，應(yīng)選擇較軟的砂輪；反之，工件材料軟，磨粒不易磨鈍，為了從分利用磨粒的切削能力，砂輪應(yīng)較硬些。但是磨削很軟很韌的材料時(shí)，如銅、鋁、韌性黃銅、軟鋼等，為了避免砂輪堵塞，砂輪的硬度也應(yīng)軟一些。磨削硬度很高的材料（硬質(zhì)合金除外），砂輪的硬度也不能太低，否則磨粒過分容易脫落，切削能力降低，且光潔度也不易保證。通常磨削淬過火的碳素鋼、合金鋼、高速鋼可選用硬度R2ZR1，磨未淬火鋼可用硬度ZR1ZR2。2、磨削容易燒傷、變形的弓箭，如導(dǎo)熱性差的工件、薄壁薄片工件等，應(yīng)選用較軟的砂輪。3、砂輪與工件接觸面積較大時(shí)，因發(fā)熱量多，冷卻條件差，為了避免工件燒傷或變形，應(yīng)當(dāng)用較軟的砂輪。例如內(nèi)圓磨削、平面磨削 比外圓磨削的接觸面積大，用砂輪端面磨平面比用砂輪圓周面磨平面的接觸面積大，所以選用砂輪硬度時(shí)應(yīng)有所區(qū)別。4、精磨時(shí)的硬度應(yīng)比粗磨時(shí)的硬度適當(dāng)高一些。成型磨削以及磨削具有圓角的軸頸（如發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸等），為了較好地保持砂輪外形輪廓，應(yīng)該用較硬的砂輪。5、磨削斷續(xù)表面，如花鍵軸、有鍵槽的外圓等，由于有撞擊作用而使磨粒較易脫落，所以硬度應(yīng)高一些。6、砂輪線速度低，工件線速度高或縱向進(jìn)給量大時(shí)，磨粒受力較大，應(yīng)當(dāng)用較硬的砂輪，以避免過早脫落。7、干磨應(yīng)比濕磨的砂輪選得稍軟些，以減少發(fā)熱量。三、粒度的選擇粒度的選擇主要與加工精度、光潔度要求有關(guān)，選擇原則如下：1、精磨時(shí)工件表面光潔度和精度要求高，應(yīng)選擇粒度較細(xì)的砂輪。反之，粗磨時(shí)磨削余量大，對(duì)表面質(zhì)量要求公不高，而磨削效率應(yīng)盡量提高，所以應(yīng)選用粒度較粗的砂輪。對(duì)于外圓磨削，在通常情況下，30#36#的磨粒可達(dá)56的光潔度，46#0#可達(dá)79，80#120#可達(dá)9以上的光潔度。2、砂輪和工件的接觸面積大，粒度應(yīng)粗一些，以減少發(fā)熱量。舉如用端面磨削平面的砂輪粒度應(yīng)比用圓周磨削平面的砂輪粒度較粗些。3、磨削導(dǎo)熱性差的材料或容易發(fā)熱變形和燒傷的工件時(shí)，粒度應(yīng)較粗些。4、磨韌性金屬和軟金屬（如黃銅、紫銅、軟青銅等）時(shí)，砂輪易被堵塞，應(yīng)選用粒度較粗的砂輪；相反，磨硬度高的工件材料（硬質(zhì)合金除外）應(yīng)當(dāng)用粒度較細(xì)的砂輪。各種粒度砂輪的應(yīng)用范圍如下表，可供參考。磨 具 粒 度一般使用范圍14#24#磨鋼錠、鑄件毛刺，切斷鋼坯等36#60#一般平磨、外圓磨和無心磨60#100#精磨和刃磨刀具120#W20精磨、珩磨、螺紋磨W20以下精磨、研磨、鏡面磨削四、結(jié)合劑的選擇結(jié)合劑的選擇主要與磨削方式。加工表面質(zhì)量要求有關(guān)，選擇的基本原則如下：1、在絕大多數(shù)磨削工序中，如內(nèi)圓、外圓、平面、齒輪、螺紋磨削以及刃磨刀具等，一般都采用陶瓷結(jié)合劑砂輪。2、在下列工序中常用樹脂結(jié)合劑：（1）荒磨合粗磨等沖擊較大的工序，如粗磨鋼錠外皮、鑄件打毛刺、粗磨平面等。（2）需要減少發(fā)熱量，避免工件發(fā)生燒傷和變形的工序，如用砂輪端面平面，磨削某些熱敏性高的刀具刃面、薄壁薄片零件等。3、在下列工序中常用樹脂結(jié)合劑或橡膠結(jié)合劑（1）切斷與開槽（2）高級(jí)的精細(xì)磨削、超精磨削以及滾動(dòng)軸承內(nèi)、外溝槽的磨削等，以保證獲得高的光潔度，并避免工件燒傷（3）無心磨床用的導(dǎo)輪，都采用橡膠結(jié)合劑五、形狀和尺寸的選擇在可能條件下，砂輪的外徑應(yīng)盡可能選得大一些，以提高砂輪的線速度（但不能超過安全線速度），從而獲得較高的生產(chǎn)效率和表面光潔度。磨熱敏性高的材料時(shí)，砂輪厚度應(yīng)適當(dāng)減小六、組織的選擇除金剛石砂輪外，其他一般砂輪的組織，都由砂輪制造廠根據(jù)砂輪類型涉及配方?jīng)Q定。不需要使用者選擇。磨削熱敏性高的材料（如磁鋼、鎢銀合金等）刃磨硬質(zhì)合金刀具、磨削容易受熱變形的工件（如機(jī)床導(dǎo)軌、薄壁薄片零件，以及等）以及精磨軟金屬和塑料、橡皮等非金屬材料時(shí)，可考慮選用大氣孔砂輪。大氣孔砂輪雖然也屬于松組織的范圍，但和一般松組織砂輪不同。松組織砂輪只是單位體積內(nèi)所含磨粒少些，氣孔也會(huì)多些，單大氣孔砂輪的特點(diǎn)是氣孔尺寸很大，約為0.71.4mm，它可能要比磨粒尺寸大好幾倍，因而這種砂輪不易被堵塞，磨削效率高，而且發(fā)熱少，散熱快，可顯著降低磨削溫度，故特別適用于上述的磨削工序中。七、強(qiáng)度的選擇實(shí)際工作中，除高速磨削需要按磨削速度訂購特殊的高速砂輪外，其余情況下一般都采用安全線速度為2535m/s的砂輪，使用時(shí)必須注意檢驗(yàn)砂輪的實(shí)際線速度是否超過了安全線速度。砂輪尺寸與轉(zhuǎn)速可以變換的磨床上工作時(shí)，應(yīng)特別注意這一點(diǎn)。常用的砂輪粘結(jié)劑為氧化銅和磷酸。粘結(jié)時(shí)先將粘結(jié)劑調(diào)成糊狀，再注入砂輪孔中，然后把接長軸插入，待自然干燥或烘干使氧化銅硬結(jié)后即可使用。安裝砂輪時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)如下：1、砂輪安裝前，先檢查有無裂紋。車間常用方法：把砂輪吊起來，用錘子的木柄輕輕敲擊砂輪側(cè)面，如發(fā)出清脆的聲音，說明砂輪無裂紋，如發(fā)出的聲音又啞聲，則說明砂輪有裂紋，必須加以更換。除陶瓷結(jié)合劑砂輪外，其他結(jié)合劑的砂輪，雖然沒有裂紋，但敲擊時(shí)發(fā)出的聲音也比較重濁，另外被油或水浸漬過度陶瓷結(jié)合劑砂輪也有類似情況，對(duì)于這些砂輪必須請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的老師傅仔細(xì)檢查。2、砂輪內(nèi)孔與接長軸、法蘭盤等等配合，應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙（見下表），以免磨削時(shí)受熱膨脹而使砂輪脹裂。如果由于砂輪孔徑太小而使配合過緊時(shí)，絕對(duì)不允許用力把它壓進(jìn)去，而必須把孔徑擴(kuò)大后再安裝，以免砂輪因預(yù)受過大脹力而在工作時(shí)碎裂。但配合間隙也不能過大，否則砂輪容易發(fā)生偏心，而失去平衡，使砂輪軸發(fā)生振動(dòng)，不僅影響加工表面光潔度，而且還可能造成砂輪破裂的危險(xiǎn)。如果發(fā)現(xiàn)間隙過大，可在接長軸、法蘭盤等的配合面上均勻地包上一層薄紙片。砂輪孔徑d（mm）配合間隙（mm）普通砂輪高速砂輪d1000.10.80.10.5250d1000.21.00.20.6d2500.21.20.20.83、在法蘭盤、墊圈和砂輪端面之間，應(yīng)放上有厚紙板、耐油橡皮等彈性材料制成的襯墊，使壓緊法蘭盤、墊圈時(shí)壓力分布均勻，以免損壞砂輪。襯墊的厚度在0.51mm之間，其直徑應(yīng)比法蘭盤或墊圈的直徑稍大些。4、緊固砂輪法蘭盤時(shí)，螺母不能擰得太緊，否則砂輪可能會(huì)破裂。螺釘?shù)木o固順序不能搞錯(cuò)。擰緊螺釘時(shí)，只能用標(biāo)準(zhǔn)的扳手，不允許采用補(bǔ)充工具接長扳手或以敲打打方法來加大擰緊力。5、新砂輪經(jīng)平衡后第一次裝上磨床時(shí)，必須在有防護(hù)罩的情況下空轉(zhuǎn)13mins，此時(shí)操作者應(yīng)站在砂輪的側(cè)面，以防意外。6、磨床上為了防止砂輪工作時(shí)螺母自動(dòng)松開，它的螺旋方向是這樣規(guī)定的：逆著砂輪旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)螺母時(shí)，它就擰緊；反之，順著砂輪旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)螺母時(shí)，它就松開。記住這一規(guī)律，順著砂輪旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)扳手，就一定能松開壓緊螺母，順利地拆下砂輪。剛玉類棕剛玉磨一般鋼料白剛玉磨淬硬鋼、刃磨刀具等鉻鋼玉磨淬硬合金鋼碳化硅類黑碳化硅磨鑄鐵等綠碳化硅磨硬質(zhì)合金等金剛石類人造金剛石磨硬質(zhì)合金、光學(xué)玻璃等高硬度材料天然金剛石砂輪的粒度砂輪的粒度對(duì)磨削表面光潔度和磨削效率有很大影響。粒度粗，即磨粒大，磨削深度可以增加，每顆磨粒切去的金屬多，故磨削效率高，但光潔度差；反之，粒度細(xì)，磨粒小，在砂輪工作表面單位面積上的磨粒多，磨粒切削刃的等高性好，由于參加切削的“刀齒”多，每一顆磨粒在工件表面切出的溝紋小，且深淺較均勻，所以表面光潔度高，單切削效率低，另外，粒度細(xì)，砂輪與工件表面之間的摩擦大，發(fā)熱量高，容易引起燒傷。砂輪結(jié)合劑砂輪是否能耐腐蝕，能否承受沖擊和高速度旋轉(zhuǎn)而不裂開，主要決定結(jié)合劑的種類及性質(zhì)。此外，結(jié)合劑對(duì)磨削光潔度和磨削溫度等也有一定影響。一般常用的有陶瓷結(jié)合劑、樹脂結(jié)合劑和橡膠結(jié)合劑三種。陶瓷結(jié)合劑代號(hào)A，主要缺點(diǎn)是脆性大、彈性差、不能承受大的側(cè)面扭曲力和沖擊力，所以不能用來制造厚度較薄的薄片砂輪，一般陶瓷結(jié)合劑的砂輪的磨削速度不能大于35m/s。另外，陶瓷結(jié)合劑砂輪，彈性差，摩擦和發(fā)熱量大，當(dāng)砂輪或磨削用量選擇不當(dāng)時(shí)，比較容易引起工件燒傷和產(chǎn)生裂紋等，所以使用時(shí)應(yīng)加注意。樹脂結(jié)合劑代號(hào)S，抗腐蝕性差，性能不夠穩(wěn)定，容易受堿的侵蝕。所以濕磨時(shí)必須注意冷卻液中的含堿量不能超過1.5%。過于潮濕的環(huán)境也會(huì)對(duì)樹脂砂輪的強(qiáng)度受到影響，因此要注意對(duì)這種砂輪的保管，存放時(shí)間不能超過一年。橡膠結(jié)合劑代號(hào)X，它的彈性比樹脂結(jié)合劑高，強(qiáng)度也高，可以制造很薄的砂輪。橡膠結(jié)合劑砂輪在磨削區(qū)域的高溫作用下，砂輪表面的結(jié)合劑逐漸老化變脆，磨鈍的磨粒容易脫落，使砂輪工作表面上經(jīng)常保持有新的鋒利的磨粒，因而可以減小工件燒傷的可能性。同時(shí)這種砂輪具有很強(qiáng)的拋光性能，素以可以獲得較高的表面光潔度。但橡膠砂輪的組織緊密，氣孔小，不能磨去很多的加工余量，因此不宜用于一般性的粗加工。橡膠砂輪耐油性差，所以磨削時(shí)不能用油作冷卻液。硬度砂輪的硬度是指砂輪工作表面上的磨粒受外力作用時(shí)脫落的難易程度。若磨粒容易脫落，就稱為砂輪的硬度低，反之，就成為硬度高。由此可見，砂輪的硬度與磨料的硬度完全是兩回事。同一種磨料，可以做出硬度不同的各種砂輪。砂輪的硬度對(duì)加工表面質(zhì)量和磨削效率有顯著影響。砂輪的硬度高，磨粒不易脫落，磨粒切削刃的等高性較易保持，所以加工表面光潔度和精度較高。但如果砂輪太硬，已經(jīng)磨鈍失去切削能力的磨粒，將仍然留在砂輪上不脫落，不僅磨削效率降低，而且鈍化的磨粒在工作表面上摩擦擠壓加劇，磨削力合磨削熱顯著增加，使表面表面光潔度下降，還容易產(chǎn)生燒傷、裂紋等缺陷。相反，砂輪硬度低，磨削效率高，發(fā)熱量少，避免表面燒傷，但工件精度和表面光潔度差。特別，