NORTON砂轮及磨削基础知识
刀具基础知识之《磨床、砂轮及夹头》系列之砂轮
《磨床、砂轮及夹头》系列之砂轮一．砂轮基础知识砂轮是磨削的主要工具，它是由磨料和结合剂构成的多孔物体。
其中磨料、结合剂和孔隙是砂轮的三个基本组成要素。
随着磨料、结合剂及砂轮制造工艺等的不同，砂轮特性可能差别很大，对磨削加工的精度、粗糙度和生产效率有着重要的影响。
因此，必须根据具体条件选用合适的砂轮。
砂轮的特性由磨料、硬度、组织、结合剂、粒度、形状及尺寸等因素来决定，现分别介绍如下。
1.1 磨料及其选择磨料是制造砂轮的主要原料，它担负着切削工作。
因此，磨料必须锋利，并具备高的硬度、良好的耐热性和一定的韧性。
常用磨料的名称、代号、特性和用途见下表。
1.2 磨料的特性1.3 硬度硬度及其选择砂轮的硬度是指砂轮表面上的磨粒在磨削力作用下脱落的难易程度。
砂轮的硬度软，表示砂轮的磨粒容易脱落，砂轮的硬度硬，表示磨粒较难脱落。
砂轮的硬度和磨料的硬度是两个不同的概念。
同一种磨料可以做成不同硬度的砂轮，它主要决定于结合剂的性能、数量以及砂轮制造的工艺。
磨削与切削的显著差别是砂轮具有“自锐性”，选择砂轮的硬度，实际上就是选择砂轮的自锐性，希望还锋利的磨粒不要太早脱落，也不要磨钝了还不脱落选择砂轮硬度的一般原则是：加工软金属时，为了使磨料不致过早脱落，则选用硬砂轮。
加工硬金属时，为了能及时的使磨钝的磨粒脱落，从而露出具有尖锐棱角的新磨粒（即自锐性），选用软砂轮。
前者是因为在磨削软材料时，砂轮的工作磨粒磨损很慢，不需要太早的脱离；后者是因为在磨削硬材料时，砂轮的工作磨粒磨损较快，需要较快的更新。
精磨时，为了保证磨削精度和粗糙度，应选用稍硬的砂轮。
工件材料的导热性差，易产生烧伤和裂纹时（如磨硬质合金等），选用的砂轮应软一些。
1.4 组织磨具的组织是指磨具中磨料颗料分布的疏密程度。
一般都以磨具中磨料体积所占的百分数来表示。
较紧的组织、磨料不易脱落，有利于保持形状，适用于或型磨削、重荷磨削和间断磨削。
较松的组织，磨料不易钝化、切削力强、磨削过程中发热少、能减少工件烧伤、变形、适于质地软而韧性大的材料、热敏材料、薄形工件和接触面积大的磨削加工。
砂轮选择及诺顿砂轮介绍
砂轮选择及诺顿砂轮介绍砂轮选择在磨削中的重要性磨削加工一般作为工件加工的终工序，其任务就是要保证产品零件能达到图纸上所要求的精度和表面质量。
磨削表面粗糙度与零件精度有密切关系，一定的精度应有相应的表面粗糙度。
一般情况下，对尺寸要进行有效的控制，则粗糙度Ra值应不超过尺寸公差的八分之一，磨削表面粗糙度对零件使用性能的影响是：表面粗糙度值越小，则零件的耐磨性，耐蚀性，耐疲劳性越好。
反之则相反。
因此，在磨削加工中，必须注意降低表面粗糙度。
影响磨削加工表面粗糙度的主要工艺因素中砂轮粒度对其有显著影响，砂轮粒度越细，同时参与磨削的磨粒就越多，则磨削表面粗糙度就越低。
一般磨削时取46〜80号粒度的砂轮，精磨时应选用150〜240号粒度的砂轮，镜面磨削时应选用W10〜W7粒度的树脂石墨砂轮，可获得较好的工件表面粗糙度。
近年来随着新技术的开发应用，高精度磨削技术的发展，使磨削尺寸达到0.1〜0.3um，表面粗糙度达到0.2〜0.05um，磨削表面变质层和残留应力均甚小，明显提高的加工质量。
成形磨削，特别是高精度的成形磨削，经常是生活中的关键问题。
成形磨削有两个难题：一是砂轮质量，主要是砂轮必须同时具有良好的自砺性和形廓保持性，而这二者往往是有矛盾的。
二是砂轮修整技术，即高效、经济的获得所要求的砂轮形廓和锐度。
因而为了提高磨削的效率和精度，特别是对于难加工材料的高效精加工，高效和强力磨削采用了CBN砂轮，使得强力磨突破传统磨削的限制，生产率成倍提高，有些零件的毛坯不需要经过粗加工，可直接磨削成为成品，这不仅提高了加工效率，同时还提高了加工质量。
如SG磨料。
它是一种新颖的陶瓷氧化铝磨料，以纯刚玉为原料，将其在水中与氧化镁之类媒介结合，产生块状胶凝物，干燥之后形成脆性物体。
再将其碾碎至所需粒度，在1300°C到1400°C到温度下烧结而成。
其硬度大大高于普通氧化铝，且韧性好，因此可以在较高速度和较大载荷条件下运转，金属磨除率比普通氧化铝高三倍以上。
机械制造业磨削基本知识.
等级
超软
软
中软
中
中硬
硬
超硬
代号
D
E
F
G
H
J
K
L
M
N
P
Q
R
S
T
Y
选择
磨淬硬钢选用L~N,磨淬火合金钢选用H~K,高表面质量磨削时选用K~L,刃磨硬质合金刀具选用H~J
表5-1 砂轮特性及用途选择4—硬度
5.1.5 砂轮的组织
砂轮结构的紧密或疏松程度
用颗粒、结合剂和气孔三者体积的比例关系来表示
5.1.2 粒度
表示磨料颗粒的大小
1．一般磨粒
粒度号---磨粒刚好可通过的筛网每英寸长度上（25.4mm）上的孔眼数。单位称为“目”。 粒度号越大，磨粒的实际尺寸越小
类别
粒度号
适 用 范 围
磨粒
8# 10# 12# 14# 16# 20# 22# 24# 30# 36# 40# 46# 54# 60# 70# 80# 90# 100# 120# 150# 180# 220# 240#
双斜边砂轮
OSX
磨齿轮及螺纹
双面凹砂轮
PSA
磨外圆，刃磨刀具，无心磨
切断砂轮 (薄片砂轮)
PB
切断及切槽
筒形砂轮
N
端磨平面
杯形砂轮
B
磨平面、内圆，刃磨刀具
碗形砂轮
BW
刃磨刀具，磨导轨
碟形砂轮
D
磨齿轮，刃磨铣刀、拉刀、铰刀
表5-2 常用砂轮的形状、代号及用途举例
有效磨粒切削刃
无效磨粒切削刃
有效磨粒切削刃只为静态切削刃总数的5%～12%； 一个磨粒可能有几个有效切削刃与工件接触，有60%的有效切削刃分布在不同磨粒上面。
无心磨床砂轮诺顿砂轮介绍随风飘舞nbs
无心磨床砂轮诺顿砂轮介绍随风飘舞 nbs 无心磨床砂轮诺顿砂轮介绍随风飘舞nbs无心磨床砂轮诺顿砂轮介绍 2011年08月25日诺顿砂轮介绍一、磨具磨料:人类从新石器时代开始，就采用天然磨石打磨用具。
伴随着蒸汽机的发明，磨具磨料开始进入机械制造领域，并成为不可替代的工艺方法越来越大量使用，是获得高精度产品的重要手段。
缔属于圣戈班集团的NORTON(诺顿)品牌，创建于一八八五年，是世界最早从事磨具磨料研究、生产的专业工厂，一百多年来倾心为用户提供保证磨削质量，提高磨削效率、降低制造成本的优质产品，是全球最大的磨具磨料制造商。
在中国五十年代出版的工具书中都可以见到该品牌的介绍，从圣戈班NORTON在国内设厂生产后，是目前在中国大陆能买到的最佳性价比的国外品牌。
NORTON陶瓷结合剂产品介绍:1、磨料种类(1)刚玉类磨料:A棕刚玉砂轮:适用于硬度较低的碳素钢、合金钢、可锻铸铁工件的普通磨削，如外圆磨、平面磨和无心磨,也可用于切断、打磨等场合。
WA(38A)―白刚玉砂轮: 用于硬度较高的合金钢、高速钢、淬火工件的普通磨削，也多用于齿轮磨、螺纹磨、成型磨场合。
AW A(19A)―棕、白刚玉混合磨料:适用于硬度中等的碳素钢、合金钢工件的普通磨削。
既可保证工件的表面粗糙度，又具有一定有磨削效率。
SA(32A)―单晶刚玉:适用于高速钢、奥氏体不锈钢、钛合金等高硬度、高强度金属材料的磨削。
ASA(23A)―单晶刚玉和棕刚玉的混合磨料:适用于球墨铸铁、冷激铸铁类材料的高效磨削，也用于轴承钢的普通磨削。
PA(25A)―铬刚玉，用于工具钢、不锈钢、淬火工件的内圆磨、工具磨、仿型磨及高光洁度磨削。
(2)碳化硅类磨料:GC(39C)―绿色碳化硅C (37C)―黑色碳化硅碳化硅适用于铸铁、硬质合金、有色金属的磨削, 也可用于玻璃、石材等非金属材料的磨削。
(3)SG磨料SG磨料是圣戈班开发的经特殊引晶凝胶系统烧结而成，带有革命性的新一代氧化铝磨料，具有硬度高，韧性好，锋利度强等优点。
磨削与砂轮
•
磨头、砂瓦、砂布、砂纸、砂带、研磨膏等。 砂轮是一种用结合剂把磨粒粘结起来，经压坯、 干燥、焙烧及修整而成的，具有很多气孔、用磨 粒进行切削的固结磨具。磨粒以其露在表面部分 的尖角作为切削刃。 砂轮的特性：磨料、粒度、结合剂、硬度、组织 及形状尺寸。
•
砂轮的特征：
直接担负切削
1. 磨 料
工作。
棕刚玉：加工硬度较低的塑性材料，如中、低碳钢和低合 金钢等； 白刚玉：加工硬度较高的塑性材料，如高碳钢、高速钢和 淬硬钢等； 黑碳化硅：加工硬度较低的脆性材料，如铸铁、铸铜等； 绿碳化硅：加工高硬度的脆性材料，如硬质合金、宝石、 陶瓷和玻璃等。
4. 结合剂
将磨料粘结一 起，使砂轮具有必要的 形状和强度的材料。
陶瓷结合剂(V)、 ：外圆、内圆、平面、无心磨 削和成形磨削的砂轮等； 树脂结合剂(B) ：切断和开槽的薄片砂轮及高速 磨削砂轮；
橡胶结合剂(R) ：无心磨削导轮、抛光砂轮；
金属结合剂(M) ：金刚石砂轮等。
5. 组 织
指砂轮中磨料、结合剂和气孔三者 间的体积比例关系，以磨粒率(磨粒占磨 具体积 的百分率)表示磨具的组织号。
国标中规定了15个组织号：0，1，2，…，13，14。 0号组织最紧密，磨粒率最高；14号组织最疏松， 磨粒率最低。普通磨削常用4～7号组织的砂轮。 组织号越大，磨粒所占体积越小，表明砂轮越疏 松。这样，气孔就越多，砂轮不易被切屑堵塞， 同时可把冷却液或空气带入磨削区，使散热条件 改善。
6. 砂轮的形状、尺寸及代号
第四节
磨具与磨削过程
磨削 (grinding) 加工：用带有磨粒的工具(砂轮、砂带、 油石等) 以给定的背吃刀量（或称切削深度），对工件进
行加工的方法。 磨削:外圆面、内圆面、平面及凸轮、螺纹、齿轮等 成形面的磨削。
砂轮特性及磨削原理
砂轮一砂轮的特性参数及其选择砂轮是由磨料和结合剂经压坯、焙烧而制成的多孔体。
砂轮是由磨料、结合剂和气孔所组成。
它的特性是由磨料、粒度、结合剂、硬度和组织五个参数所决定。
1.磨料常用磨料可分为刚玉系、碳化物系和超硬磨料系三类。
2.粒度粒度是指磨料颗粒大小.磨料颗粒大小通常分为磨粒和微粉两大类。
3.结合剂把磨粒粘结在一起组成磨具的材料称为结合剂,它的性能决定了砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性和耐热性。
4.硬度砂轮硬度是指在磨削力作用下,磨粒从砂轮表面脱落的难易程度。
砂轮硬，表示磨粒较难脱落；砂轮软，磨粒容易脱落。
砂轮的硬度主要由结合剂的粘结强度决定，与磨粒本身的硬度无关。
5.组织砂轮的组织是表示磨粒、结合剂和气孔三者体积的比例关系。
根据磨粒在砂轮总体积中占有的百分数，将砂轮组织分为紧密、中等和疏松三大类。
砂轮特性,代号和适用范围二.砂轮外形及尺寸砂轮的形状根据被磨削表面的几何形状和尺寸选择，砂轮的外形及尺寸选择由磨床的规格决定。
在生产中通常将砂轮的形状尺寸和特性标注在砂轮端面上，其顺序依次为：形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、线速度。
其中尺寸一般是指外径*厚度*内径。
三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮砂轮的修整一.砂轮磨损与失去磨削性能的形式1，磨粒的磨耗磨损在磨削过程中，在高温高压的作用下，磨粒发生塑性流动和化学反应。
然后，在强烈的机械摩擦作用下，被磨平变钝。
2，磨粒的破碎磨损磨粒在磨削过程中，瞬间升至高温，又在切削液的作用下骤冷。
这样经受多次反复速热骤冷，使磨粒表面形成很大热应力，从而使磨粒因热疲劳沿某个面破碎。
3，磨粒的脱粒磨损在磨削过程中，随着磨削温度的升高，结合剂强度相应下降。
当磨削力超过结合剂强度时，沿结合剂某断面破碎，使整个磨粒从砂轮上脱落不均匀，使砂轮轮廓失真。
4，砂轮表面的堵塞在磨削过程中，在高温高压的作用下使被磨削的材料粘附在磨粒上。
磨下的磨屑也会嵌入砂轮空隙中，砂轮表面的空隙被堵塞后，砂轮钝化而失去磨削能力。
磨削原理及砂轮使用(精)
（3）形成切屑
当磨粒的切削厚度增加到某一临界值时，磨粒前面的金属产生明显的剪切滑 移形成切屑。
四、磨削温度 1．磨削温度 由于磨削时单位磨削力比车削时大得多，切除金属体积相同时，磨 削所消耗的能量远远大于车削所消耗的能量。这些能量在磨削中将迅速转变 为热能，磨粒磨削点温度高达1法控制。
9、不要持续使用未经修整且表面已钝化的砂轮。 10、严禁强制磨削致使机床马达明显减速或使工件发烫。 11、严禁将砂轮用于与其设计不符的其他操作，如侧面磨削等。 12、严禁对砂轮施加外力使其被强制停止转动。
13、在砂轮停止转动前，请先将磨削液关闭，以免造成砂轮失去平衡。 14、修整砂轮后，必须保证在金刚笔复位后才能进行加工。 15、主要防止扳手等异物混入工作区域
（1）滑擦阶段
磨粒刚开始与工件接触时，由于切削厚度非常小，磨粒只是在工件上滑擦， 砂轮和工件接触面上只有弹性变形和由摩擦产生的热量。
（2）Байду номын сангаас犁阶段
随着切削厚度逐渐加大，被磨工件表面开始产生塑性变形，磨粒逐渐切入 工件表层材料中。表层材料被挤向磨粒的前方和两侧，工件表面出现沟痕，沟 痕两侧产生隆起，如图2-45中N—N截形图所示。此阶段磨粒对工件的挤压摩擦 剧烈，产生的热量大大增加。
工件硬度较高时应选用较软的砂轮；工件硬度较低时，应选用较 硬 的砂轮；砂轮与工件接触面较大时，选用较软砂轮；磨薄壁件及导 热性差的工件时选用较软的砂轮；精磨和成形磨时，应选用较硬的砂 轮；砂轮粒度号大时，应选用较软的砂轮。
三、磨削过程
磨削时砂轮表面上有许多磨粒参与磨削工作，每个磨粒都 可以看做是一把微小的刀具。磨粒的形状很不规则，其尖点的 顶锥角大多为90°~120°。磨粒上刃尖的钝圆半径大约在几微 米至几十微米之间，磨粒磨损后值还将增大。由于磨粒以较大 的负前角和钝圆半径对工件进行切削，磨粒接触工件的初期不 会切下切屑，只有在磨粒的切削厚度增大到某一临界值后才开 始切下切屑。磨削过程中磨粒对工件的作用包括滑擦、耕犁和 形成切屑三个阶段.
砂轮介绍及常见磨削问题解决方法
庆铃五十铃（重庆）发动机有限公司
QINGLING ISUZU (CHONGQING) ENGINE CO.,LTD
刀具知识讲义
硬度的选择原则
●加工软金属时，为了使磨料不致过早脱落，则选用硬砂轮 ●加工硬金属时，为了能及时的使磨钝的磨粒脱落，从而露出具有尖锐棱角 的新磨粒（即自锐性），选用软砂轮 ●精磨时，为了保证磨削精度和粗糙度，应选用稍硬的砂轮 ●工件材料的导热性差，易产生烧伤和裂纹时（如磨硬质合金等），选用的 砂轮应软一些
刀具知识讲义
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刀具知识讲义
磨料粒度对磨削生产率和加工表面粗糙度影响很大。粒度的选择主要取决于对 工件表面的加工精度和生产效率的要求。 ●粗粒度及中等粒度的磨具适用于粗加工及半精加工，而细粒度磨具，则应用于 精加工及超精加工。 ●被磨削物的物理机械性能也是决定粒度的因素；硬度低，韧性大的材料宜用粗 粒度磨具加工，而硬度高性脆的材料宜用细粒度的磨具
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刀具知识讲义
三、砂轮使用过程中常见问题及解决对策:
常见问题 主要原因 砂轮粒度不合适 冷却液没有过滤干净 工件表面粗糙度差 修整器修整速度过快或修整器不够锋利 进给量太大 工件速度太高 砂轮速度太低 进给量太大 冷却液流量不够或者喷嘴方向不正确 解决对策 选择合适的砂轮粒度 冷却液过滤系统 将修整速度调慢或更换新的修整器 减小进给量 降低工件速度 增加砂轮速度 减少进给 增大冷却液流量或者调整喷嘴方向 选用较软和组织更开放的砂轮 从新修整砂轮或更换修整器 检查过滤系统 更换具有较强磨削力的磨料 从新修整砂轮 减少进给 检查机床及周围环境的震动情况 调整支撑 降低硬度、提高工件转速 选用较硬的砂轮