砂轮的特性和选择
砂轮的种类与性能
一、砂轮的种类与性能（一）、概况砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。
砂轮是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。
由于磨料、结合剂及制造工艺不同，砂轮的特性差别很大，因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。
砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。
（二）、砂轮的分类砂轮种类繁多，按所用磨料可分为普通磨料（刚玉（Al2O3）和碳化硅等）砂轮和超硬磨料（金刚石和立方氮化硼）砂轮；按砂轮形状可分为平形砂轮、斜边砂轮、筒形砂轮、杯形砂轮、碟形砂轮等；按结合剂可分为陶瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮、金属砂轮等。
（三）、砂轮的属性砂轮是用磨料和结合剂等制成的中央有通孔的圆形固结磨具。
砂轮的特性由磨料、粒度、硬度、结合剂、形状及尺寸等因素来决定，现分别介绍如下。
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、特性和用途见表1 。
表1 常用磨料2、粒度及其选择粒度指磨料颗粒的大小。
粒度分磨粒与微粉两组。
磨粒用筛选法分类，它的粒度号以筛网上一英寸长度内的孔眼数来表示。
例如 60 # 粒度的的磨粒，说明能通过每英寸长有 60 个孔眼的筛网，而不能通过每英寸 70 个孔眼的筛网。
120# 粒度说明能通过每英寸长有120 个孔眼的筛网。
对于颗粒尺寸小于40μm（微米，1毫米=1000微米）的磨料，称为微粉。
微粉用显微测量法分类，它的粒度号以磨料的实际尺寸来表示（ W ）。
各种粒度号的磨粒尺寸见表2 。
磨料粒度的选择，主要与加工表面粗糙度和生产率有关。
粗磨时，磨削余量大，要求的表面粗糙度值较大，应选用较粗的磨粒。
因为磨粒粗、气孔大，磨削深度较大，砂轮不易堵塞和发热。
精磨时，余量较小，要求粗糙度值较低，可选取较细磨粒。
一般来说，磨粒越细，磨削表面粗糙度越好。
不同粒度砂轮的应用见表3 。
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。
砂轮使用的选择范文
砂轮使用的选择范文砂轮是一种常见的研磨工具，广泛用于金属加工、木工、石材加工等领域。
正确选择合适的砂轮，对于保证加工质量、提高工作效率、延长工具寿命等方面起着至关重要的作用。
以下是砂轮使用的选择的相关知识。
1.砂轮材料选择砂轮的材料种类繁多，常见的有氧化铝砂轮、石英砂砂轮、黄金刚石砂轮等。
不同材料的砂轮适用于不同的工作对象和工作要求。
-氧化铝砂轮：适用于加工常用金属材料，如铁、钢、铸铁等，具有良好的耐磨性和切削性能。
-石英砂砂轮：适用于加工石材、陶瓷等非金属材料，具有较高的硬度和耐用性。
-黄金刚石砂轮：适用于加工硬质合金、玻璃、磁性材料等特殊材料，具有超强的切削性能和耐磨性。
2.砂轮粒度选择砂轮的粒度表示砂轮表面上磨粒的大小，常用的粒度标记为#，粒度越细，砂轮磨削效果越好，表面质量越高。
但同时也会降低砂轮的磨削效率。
一般来说，选择较细的粒度可用于对表面要求较高的精细加工，而选择较粗的粒度可用于对表面要求相对较低的粗加工。
在实际应用中，根据具体工件的要求和砂轮的特性进行选择，最佳粒度范围可根据实验确定。
3.砂轮形状选择砂轮的形状有平面砂轮、弧面砂轮、圆筒形砂轮、锥形砂轮等多种类型。
不同形状的砂轮适用于不同的加工任务。
-平面砂轮：适用于平面磨削、平面加工等任务。
-弧面砂轮：适用于对弧面、圆面等曲面进行加工。
-圆筒形砂轮：适用于内圆磨削、棒材修磨等任务。
-锥形砂轮：适用于锥面加工等特殊加工任务。
4.砂轮硬度选择砂轮的硬度是指砂轮结合剂的硬度，硬度越高，砂轮的抗磨削能力越强。
对于不同材料的加工需求，需要选择不同硬度的砂轮。
-软砂轮：适用于加工较硬材料，如高速钢、合金钢等。
-硬砂轮：适用于加工较软材料，如铸铁、黄铜等。
5.砂轮尺寸选择砂轮的尺寸一般由直径、宽度和孔径三个参数来确定。
选择合适的砂轮尺寸可以提高工作效率，并符合加工要求。
-直径：砂轮的直径应根据加工机床的规格来选择。
-宽度：较窄的砂轮适用于精细加工，而较宽的砂轮适用于快速去除大量材料。
砂轮
按照具体的磨削条件合理地选择各种特性砂轮提高产品质量提高效率根据工件的材料、形状、热处理方法、加工精度、表面粗糙度、磨削用量以及磨削形式等方面的要求，选用合适的砂轮。
以下分析砂轮主要特性参数：1.砂轮的特性要素砂轮的工作特性有以下几个要素衡量：磨粒、粒度、结合剂、硬度、组织、强度、形状和尺寸等。
各种特性的砂轮，都有其适用的范围，须按照具体的磨削条件选择。
（1）磨料分天然磨料和人造磨料两大类。
天然磨料有刚玉和金刚石等。
天然刚玉含杂质多，质地不匀，且价格昂贵，很少采用，所以目前制造砂轮的磨料主要是各种人造磨料。
人造磨料分刚玉类、碳化硅类、超硬类三大类。
各种人造磨料的特性如下：刚玉类磨料的主要成分是氧化铝。
由铝矾土等为原料在高温电炉中熔炼而成。
适于磨削抗拉强度较好的材料，如各种钢材。
按氧化铝含量、结晶构造、渗入物的不同，刚玉类可分为以下几种：①棕刚玉（A）棕刚玉又称氧化铝，呈棕褐色。
用它制造的陶瓷结合剂砂轮通常为蓝色或浅蓝色。
棕刚玉的硬度高韧性较好、能承受较大的磨削压力，适于磨削碳素钢、合金钢、硬青铜等金属材料。
棕刚玉价格便宜，应用较广泛。
②白刚玉（WA）白刚玉含氧化铝的纯度极高，呈白色，因此又称白色氧化铝，白刚玉较棕刚玉硬而脆，磨粒相当锋利。
在磨削过程中磨粒不易磨钝，磨钝的磨粒也容易破裂而形成新的锋利刃口。
因此白刚玉具有良好的切削性能，磨削过程产生的磨削热比棕刚玉低。
适用于精磨各种淬硬钢、高速钢以及容易变形的工件等。
③铬刚玉（PA）除了含氧化铝外，还含有少量的氧化铬，呈玫瑰红色。
铬刚玉的硬度与白刚玉相近，二韧性比白刚玉好。
磨削性能好的钢件（如磨高钒高速钢）时，砂轮的耐用度和磨削效率比白刚玉高。
在相同条件下，用铬刚玉磨出的工件表面粗糙度比白刚玉砂轮稍低。
适用于精磨各种淬硬钢件。
④微晶刚玉（MA）颜色和化学成分与棕刚玉相似。
由于磨粒熔炼成微小尺寸的晶体结构故韧性和自锐性更好。
适用于磨削不锈钢、轴承刚和特种球墨铸铁，也适用于精密磨削。
(完整word版)砂轮的规格与选择(砂轮的选择方法)
砂轮的种类与性能一、砂轮的种类与性能（一）、概况砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。
砂轮是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。
由于磨料、结合剂及制造工艺不同，砂轮的特性差别很大，因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。
砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。
（二）、砂轮的分类砂轮种类繁多，按所用磨料可分为普通磨料（刚玉（Al2O3）和碳化硅等）砂轮和超硬磨料（金刚石和立方氮化硼）砂轮；按砂轮形状可分为平形砂轮、斜边砂轮、筒形砂轮、杯形砂轮、碟形砂轮等；按结合剂可分为陶瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮、金属砂轮等。
先有个感性认识，砂轮示例：白刚玉砂轮棕刚玉砂轮绿碳化硅砂轮金刚石砂轮（三）、砂轮的属性砂轮是用磨料和结合剂等制成的中央有通孔的圆形固结磨具。
砂轮的特性由磨料、粒度、硬度、结合剂、形状及尺寸等因素来决定，现分别介绍如下。
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、特性和用途见表1。
粒越细，磨削表面粗糙度越好。
粒度不是起决定性作用的唯一因素，我见过用80K砂轮磨出镜面的。
不同粒度砂轮的应用见表3。
表3不同粒度砂轮的使用范围3、结合剂及其选择结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，使砂轮具有必要的形状和强度。
（1）、陶瓷结合剂（V）：化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉，占90%，但性脆，不宜制成薄片，不宜高速，线速度一般为35m/s。
（2）、树脂结合剂（B）：强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差(300℃)，自锐性好。
关于自锐性：砂轮的磨削作用主要靠磨粒外露的锋利的棱角，在磨削过程中，锋利的棱角会慢慢会磨掉而变钝，削弱砂轮的磨削能力。
这时表面的磨粒会脱落或断裂，从而形成新的磨削刃，以达到锋利的磨削效果，这就是自锐性。
（3）、橡胶结合剂（R）：强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐热性差(200℃)，自锐性好。
实用文库汇编之砂轮的规格与选择(砂轮的选择方法)
*作者：座殿角*作品编号48877446331144215458创作日期：2020年12月20日实用文库汇编之砂轮的种类与性能一、砂轮的种类与性能（一）、概况砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。
砂轮是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。
由于磨料、结合剂及制造工艺不同，砂轮的特性差别很大，因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。
砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。
（二）、砂轮的分类砂轮种类繁多，按所用磨料可分为普通磨料（刚玉（Al2O3）和碳化硅等）砂轮和超硬磨料（金刚石和立方氮化硼）砂轮；按砂轮形状可分为平形砂轮、斜边砂轮、筒形砂轮、杯形砂轮、碟形砂轮等；按结合剂可分为陶瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮、金属砂轮等。
先有个感性认识，砂轮示例：白刚玉砂轮棕刚玉砂轮绿碳化硅砂轮金刚石砂轮（三）、砂轮的属性砂轮是用磨料和结合剂等制成的中央有通孔的圆形固结磨具。
砂轮的特性由磨料、粒度、硬度、结合剂、形状及尺寸等因素来决定，现分别介绍如下。
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、特性和用途见表1。
类别名称代号特性用途氧化物系棕刚玉A(GZ)含91~96%氧化铝。
棕色，硬度高，韧性好，价格便宜磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等白刚玉WA(GB)含97~99%的氧化铝。
白色，比棕刚玉硬度高、韧性低，自锐性好，磨削时发热少精磨淬火钢、高碳钢、高速钢及薄壁零件碳化物系黑色碳化硅C(TH)含95%以上的碳化硅。
呈黑色或深蓝色，有光泽。
硬度比白刚玉高，性脆而锋利，导热性和磨削铸铁。
黄铜、铝、耐火材料及非金属材料3、结合剂及其选择结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，使砂轮具有必要的形状和强度。
（1）、陶瓷结合剂（V）：化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉，占90%，但性脆，不宜制成薄片，不宜高速，线速度一般为35m/s。
磨削加工工艺与设备
万能外圆磨床
图4-32 万能外圆磨床加工示意图 a)纵磨法磨外圆柱面 b)扳转工作台用纵磨法磨长圆锥面 c)扳转砂轮架用切入法磨短圆锥面 d)扳转头架用纵磨法磨内圆锥面
2.无心外圆磨床 无心外圆磨床是一种高生产率、易于实现
自动化的磨削方法，适于成批、大量生产。
3.内圆磨床 内圆磨床用于磨削内圆柱面、内圆锥面及
5.组织
砂轮的组织表示砂轮结构的松紧程度。根 据磨粒、结合剂和气孔三者体积的不同， 将砂轮组织分为紧密、中等和疏松三大类， 并进一步分为15级，见下表。
6.形状、尺寸
根据机床结构与磨削加工需要，砂轮可制 成各种形状与尺寸。下表是常用的几种砂 轮形状、尺寸、代号及用途。
砂轮的各特性按其形状、尺寸、磨料、粒 度、硬度、组织、结合剂、线速度顺序书 写，即可得到砂轮的代号。如：
1.外圆磨削
1)在外圆磨床上磨外圆
轴类工件用前、后顶尖带夹头安装，盘套 类工件则利用心轴和顶尖安装。磨削方法 有以下几种：纵磨法(图a) 、横磨法(图 b) 、综合磨法(图c)和深磨法(图d) 。
2)在无心外圆磨床上磨外圆
无心磨削方式如图所示。
在无心磨床上加工工件时，工件不需打中 心孔，且安装工件省时省力，可连续磨削， 所以生产效率较高，特别适合大批大量生 产销轴类制件。
2.超精密磨床和磨削加工中心的发展
精密加工必须由高精度、高刚度的机床作 保证。
磨削加工中心是当今磨削技术进步的主要 标志，也是今后磨床技术的发展方向。
4.4.2 磨削的特点
1.精度高、表面粗糙度小
2.径向分力较大 3.磨削温度高 4.可以加工用其他刀具无法加工的硬材料 5.砂轮有自锐作用
4.4.3 磨削的应用
磨削加工的应用范围很广，如图所示，它可以 加工各种外圆面、内孔、平面和成形面(如齿 轮、螺纹等)。此外还用于各种切削刀具的刃 磨。
【金属切削原理】第12章：磨削详解
《金属切削原理》第十二章：磨削加工详解磨削用于加工坚硬材料及精加工、半精加工内圆磨削外圆磨削平面磨削普通平面磨削圆台平面磨削超精磨削加工第一节砂轮的特性及选择砂轮由磨料、结合剂、气孔组成特性由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织决定一、磨料分为天然磨料和人造磨料人造磨料氧化物系刚玉系（Al2O3）碳化物系碳化硅系碳化硼系超硬材料系人造金刚石系立方氮化硼系二、粒度表示磨粒颗粒尺寸的大小＞63µm号数为通过筛网的孔数／英寸（25.4mm）机械筛分一般磨粒＜63µm号数为最大尺寸微米数（W）显微镜分析法微细磨粒精磨细粒降低粗糙度粗磨粗粒提高生产率高速时、接触面积大时粗粒防烧伤软韧金属粗粒防糊塞硬脆金属细粒提高生产率国标用磨粒最大尺寸方向上的尺寸来表示三、结合剂作用：将磨料结合在一起，使砂轮具有必要的强度和形状1、陶瓷结合剂（A）常用由黏土等陶瓷材料配成特点：粘结强度高、耐热、耐酸、耐水、气孔率大、成本低、生产率高、脆、不能承受侧向弯扭力2、树脂结合剂（S）切断、开槽酚醛树脂、环氧树脂特点：强度高、弹性好、耐热性差、易自砺、气孔率小、易糊塞、磨损快、易失廓形、与碱性物质易反应、不易长期存放3、橡胶结合剂（X）薄砂轮、切断、开槽、无心磨导轮人造橡胶特点：弹性好、强度好、气孔小、耐热性差、生产率低4、金属结合剂（Q）磨硬质合金、玻璃、宝石、半导体材料青铜结合剂（制作金刚石砂轮）特点：强度高、自砺性差、形面成型性好、有一定韧性四、硬度在磨削力作用下，磨粒从砂轮表面脱落的难易程度分为超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬工件材料硬砂轮软些防烧伤工件材料软砂轮硬些充分发挥磨粒作用接触面积大软砂轮精度、成形磨削硬砂轮保持廓形粒度号大软砂轮防糊塞有色金属、橡胶、树脂软砂轮防糊塞五、组织磨粒、气孔、结合剂体积的比例关系分为：紧密（0～3）、中等（4～7）、疏松（8～14）（磨粒占砂轮体积％↘）气孔、孔穴开式（与大气连通）占大部分，影响较大闭式（与大气不连通）尺寸小、影响小开式空洞型蜂窝型前两种构成砂轮内部主要的冷却通道管道型5～50µm六、砂轮的型号标注形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、允许最高圆周线速度P300x30x75WA60L6V35外径300，厚30，内径75第二节磨削运动一、磨削运动1、主运动砂轮外圆线速度 m/s2、径向进给运动进给量fr 工件相对砂轮径向移动的距离间歇进给 mm/st 单行程mm/dst 双行程连续进给 mm/s3、轴向进给运动进给量fa 工件相对砂轮轴向的进给运动圆磨 mm/r平磨 mm/行程4、工件速度vw线速度 m/s二、磨削金属切除率ZQ＝Q/B＝1000·vw·fr·fa/B mm^3/(s·mm)ZQ：单位砂轮宽度切除率Q：每秒金属切除量用以表示生产率B：砂轮宽度三、砂轮与工件加工表面接触弧长lc＝sqrt(fr·d0)影响参加磨削磨粒数目及磨粒负荷，容屑，冷却条件四、砂轮等效直径将外圆（内圆）砂轮直径换算成接触弧长相等的假想平面磨削的砂轮直径结论：对砂轮耐用度影响内圆＞平面＞外圆第三节磨削的过程一、单个磨粒的磨削过程磨粒的模型锐利120°圆锥钝化半球实际磨粒：大的负前角，大的切削刃钝圆半径滑擦、耕犁、切削滑擦：（不切削，不刻划）产生高温，引起烧伤裂纹耕犁：（划出痕迹）磨粒钝或切削厚度小于临界厚度，工件材料挤向两侧隆起切削：切削厚度大于临界厚度，形成切屑v↑→隆起↓（线性）塑性变形速度＜磨削速度二、磨削的特点1、精度高、表面粗糙度小高速、小切深、机床刚性2、径向分力Fn较大多磨粒切削3、磨削温度高磨粒角度差、挤压和摩擦、砂轮导热差4、砂轮的自砺作用三、磨削的阶段1、初磨阶段实际磨深小于径向进给量2、稳定阶段实际磨深等于径向进给量3、清磨阶段实际磨深趋向于0提高生产率缩短1、2提高质量保证3第四节磨削力及磨削功率一、磨削力的特征分解成三个分力Ft切向力 Fn法向力 Fa轴向力特征：1、单位切削力k很大磨粒几何形状的随机性和参数的不合理性7000～20000kgf/mm^2 其他切削方式k＜700kgf/mm^22、Fn值最大Fn/Ft 通常2.0～2.5工件塑性↓、硬度↑→Fn/Ft↑切深小，砂轮严重磨损 Fn/Ft 可达5～103、磨削力随磨削阶段变化初磨、稳定、光磨二、磨削力及磨削功率摩擦耗能占相当大的比例（70～80％）切向力（N）：Ft＝9.81·(CF·(vw·fr·B/v)+µ·Fn)径向力（N）：Fn＝9.81·CF·(vw·fr·B/v)·tan(α)·(π/2) vw：工件速度v：砂轮速度fr：径向进给量B：磨削宽度CF：切除单位体积切屑所需的能 kgf/mm^2µ：工件－砂轮摩擦系数α：假设粒度为圆锥时的锥顶半角磨削功率P＝Ft·v/1000 Kw理论公式精度不高，常用实验测定（顶尖上安装应变片）第五节磨削温度耕犁、滑擦和形成切屑的能量全部转化成热，大部分传入工件一、磨削温度砂轮磨削区温度θA：砂轮与工件接触区的平均温度影响：烧伤、裂纹的产生磨粒磨削点温度θdot：磨粒切削刃与切屑接触部分的温度温度最高处，是磨削热的主要来源影响：表面质量、磨粒磨损、切屑熔着工件温升：影响：工件尺寸、形状精度受影响二、影响磨削温度的因素切削液为降温的主要途径1、工件速度对磨粒磨削点温度的影响大于砂轮速度vw↑→acgmax↑→F↑→θdot↑大v↑→acgmax↓→θdot↑小→摩擦热↑↗acgmax：单个磨粒最大切削厚度 mm假设：磨粒前后对齐，均匀分不在砂轮表面平面磨：acgmax=(2·vw·fa/(v·m·B))sqrt(fr/dt)外圆磨：acgmax=(2·vw·fa/(v·m·B))sqrt((fr/dt)+(fr/dw))dt：砂轮直径m：每毫米周长磨粒数用于定性分析2、径向进给量Frfr↑→acgmax↑→θdot↑fr↑→接触区↑→同时参加切削磨粒数↑→θA↑3、其他因素fa↑→θdot↑、θA↑工件材料硬度↑、强度、↑韧性↑→θdot↑、θA↑θA↑→工件温升↑vw↑→被磨削点与砂轮接触时间↓→工件温升↗三、磨削温度的测量（热电偶）第六节砂轮的磨损及表面形貌一、砂轮的磨损类型磨耗磨损磨粒磨损破碎磨损磨粒或结合剂破碎（取决于磨削力与磨粒、结合剂强度）破碎磨损消耗砂轮多磨耗磨损通过磨削力影响破碎磨损阶段初期磨损磨粒破碎磨损（个别磨粒受力大，磨粒内部应力与裂纹）二期磨损磨耗磨损三期磨损结合剂破碎磨损二、砂轮的耐用度T砂轮相邻两次修整期间的加工时间 s各因素通过平均切削厚度来影响T经验公式：T=6.67·(dw^0.6)·km·kt/(10000·(vw·fa·fr)^2)dw：工件直径kt：砂轮直径修正系数km：工件材料修正系数粗磨时间常用单位时间内磨除金属体积与砂轮磨耗体积之比来选择砂轮三、砂轮的修整作用去除钝化磨粒或糊塞住的磨粒，使新磨粒露出来增加有效切削刃，提高加工表面质量工具单颗金刚石、单排金刚石、碳化硅修整轮、电镀人造金刚石滚轮、硬质合金挤压轮等使用单颗金刚石：导程小于等于磨粒平均直径，每颗磨粒都能修整深度小于等于磨粒平均直径，提高砂轮寿命四、表面形貌单位面积上磨粒数目越多→acgmax↓→磨粒受力↓→磨粒寿命↑→T↑磨粒高度分布越均匀→粗糙度↓磨粒间距均匀性越好→粗糙度↓第七节磨削表面质量与磨削精度一、表面粗糙度比普通切削小小于 Ra2～4µmvw↓、v↑、R工↑、R砂↑、细粒度→粗糙度↓细粒度→m↑→粗糙度↓B↑→acgmax↓→粗糙度↓磨粒等高性好→粗糙度↓二、机械性能1、金相组织变化烧伤：C↑、合金元素↑→导热性↓→易烧伤高温合金↑→磨削功率↑→θA↑→易烧伤影响：破坏工件表层组织，产生裂纹，影响耐磨性和寿命2、残余应力原因：相变引起金相组织体积变化温度引起热胀冷缩和塑性变形的综合结果光磨10次残余应力减少2～3倍光磨15次残余应力减少4～5倍fa↓、fr↓→拉应力↓3、磨削裂纹磨削速度垂直方向上的裂纹（局部高温急冷造成热应力）三、磨削精度1、磨床与工件的弹性变形2、磨床与工件的热变形3、砂轮磨损导致形状尺寸变化3、磨床与工件振动研磨加工是应用较广的一种光整加工。
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突出优点是粘 结力大，物理化学性能稳定，受温度和适度的影 响小，抗腐蚀性好，适于各种磨削液；其次是强 度较高，耐磨损，砂轮外形容易保持并易于修整。 其缺点是脆性大，弹性差，摩擦发热量大，不耐 冲击和振动，不适于制作薄片砂轮。 有机类结合剂的代表是树脂和橡胶。其中，树 脂的应用范围仅次于陶瓷，橡胶的应用范围较小。 有机结合剂的突出特点是强度高，韧性好，耐冲 击，自锐性好，制作的磨具不易破碎。其缺点是 粘结性差，磨具磨损快，外形不易保持；物理化 学性能不太稳定，高温下结合剂变软、老化、轻 度降低，甚至烧毁；抗腐蚀性差，树脂类不耐酸 和碱，橡胶类耐酸和耐油性均较差。
例1手动内径：P12X16X4A80MV60 手动内径：P12X16X4A80MV60 • 平行砂轮，外径12，厚度16，孔径4， 平行砂轮，外径12，厚度16，孔径4 棕刚玉磨料，粒度号80，硬度M 棕刚玉磨料，粒度号80，硬度M，陶瓷 结合剂，最高工作速度60m/s。 结合剂，最高工作速度60m/s。 例2沟道：P35X3X10A80LR35 沟道：P35X3X10A80LR35 平行砂轮，外径35，厚度3，孔径10， 平行砂轮，外径35，厚度3，孔径10， 棕刚玉磨料，粒度号80，硬度L 棕刚玉磨料，粒度号80，硬度L，橡胶 结合剂，最高工作速度35m/s。 结合剂，最高工作速度35m/s。
常用砂轮形状、代号和用途
• 砂轮的特性均标记在砂轮的侧面上，其顺 序是：形状代号、尺寸、磨料、粒度号、 硬度、组织号、结合剂、线速度。例如： 平行砂轮、外径 300mm，厚度50mm，孔 径75mm，棕刚玉磨料，粒度60，硬度L， 5号组织，陶瓷结合剂，最高工作线速度 35m/s的，其标记为：砂轮1-300 × 50 × 75-A60L5V-35m/s。
砂轮的硬度等级及代号
硬 度 大 等 级 级
超软
软
中软
中
中硬
硬
超 硬
小 级
超软
软 1
中 中 软 软 软 中 中 软 2 3 1 2 2 1
中 硬 1
中 中 硬 硬 超 硬 硬 1 2 硬 2 3
代 号
D
E
F
G
H
J
K
L
M
N
P
Q
R
S
T
Y
• 砂轮硬度的选用原则是：工件材料硬， 砂轮硬度应选用软一些，以便砂轮磨 钝磨粒及时脱落，露出锋利的新磨粒 继续正常磨削；工件材料软，因易于 磨削，磨粒不易磨钝，砂轮应选硬一 些。但对于有色金属、橡胶、树脂等 软材料磨削时，由于切屑容易堵塞砂 轮，应选用较软砂轮。粗磨时，应选 用较软砂轮；而精磨、成型磨削时， 应选用硬一些的砂轮，以保持砂轮的 必要形状精度。。
五、组织的选择 砂轮的组织是指组成砂轮的磨粒、结合剂、 气孔三部分体积的比例关系。通常以磨粒 所占砂轮体积的百分比来分级。砂轮有三 种组织状态：紧密、中等、疏松；细分成 0-14号间，共15级。组织号越小，磨粒所 14号间，共15级。组织号越小，磨粒所 占比例越大，砂轮越紧密；反之，组织号 越大，磨粒比例越小，砂轮越疏松。较松 组织的磨具在使用时不易钝化，发热少， 能减少工件由于高温而变形和烧伤。较紧 组织的磨具磨粒不易脱落，有利于保持磨 具的几何形状。
砂轮是用磨料和结合剂混合经压坯、干 燥、焙烧而制成的，疏松的盘状、轮状等 各种形状的磨具。 砂轮的特性主要是由磨 料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和 尺寸等因素决定。 为了获得良好的磨削效果，必须按照具体 加工条件，正确地选择砂轮。选择砂轮时 主要应考虑下列因素： • （1）工件材料的物理、力学性能（强度、 硬度、韧性、导热性等）。 • （2）工件的热处理方法（调质、淬火、渗 氮等）。
七、砂轮强度的选择
在实际生产中，一般都采用工作速度为 30-35m/s的砂轮（除了高速磨削需要的特 殊高速砂轮），使用时必须注意检验砂轮 实际圆周速度是否超过了砂轮的工作速度。 例如：在M250A型磨床上磨削轴承套圈内 圆，拟选用转速n为4200r/min,砂轮直径 Ds为170mm,工作速度vs为35m/s的砂轮， 试检验该砂轮运转时是否安全？
例3数控内径： P35X40X10MA80MV60"S" • 平行砂轮，外径35，厚度40，孔径10 平行砂轮，外径35，厚度40，孔径10 微晶刚玉磨料，粒度号80，硬度M 微晶刚玉磨料，粒度号80，硬度M陶 瓷结合剂，最高工作速度60m/s，渗 瓷结合剂，最高工作速度60m/s，渗 硫。 例4调心外圈滚道：PDA70X40X25调心外圈滚道：PDA70X40X255,6MA60KB35 • 杯形砂轮，外径70，厚度40，孔径25， 杯形砂轮，外径70，厚度40，孔径25， 5为W筒的壁厚，6为E底面厚，E＞W, 筒的壁厚，6 底面厚，E 微晶刚玉磨料，粒度号60，硬度K 微晶刚玉磨料，粒度号60，硬度K， 树脂结合剂，最高工作速度35m/s。 树脂结合剂，最高工作速度35m/s。
六、形状尺寸的选择
磨具具有正确的几何形状和尺寸，是保证和满 足各种磨削加工正常进行的基本条件之一。砂轮 形状和尺寸的选择，主要与被加工工件的形状、 尺寸及磨床型号有关。 （1）在各种形状的砂轮中，以平行砂轮应用最广。 如轴承套圈外圆磨削、内圆磨削等工序都采用平 行砂轮。 （2）在可能条件下，砂轮外径应尽可能选得大一些， 以提高砂轮圆周速度（但不能超过砂轮工作速 度），从而获得较细的表面粗糙度和较高的生产 效率。
• （3）工件的加工精度和表面粗糙度要求。 • （4）工件的磨削余量。 • （5）工件的形状和尺寸（成形面、沟道、 宽度等）。 • （6）磨削方式（外圆磨削、内圆磨削等）。 由于影响砂轮选择的因素非常复杂，要 提出对各种加工条件都适用的具体方法， 是不可能的，而只能提出一般选择原则。 下面按砂轮的各个特性，分别介绍其选择 原则。
一、磨料的选择
磨料的选择主要与被磨工件材料及热处 理方法有关。 磨料是砂轮的主要组成部分， 它具有很高的硬度、耐磨性、耐热性和一 定的韧性，以承受磨削时的切削热和切削 力，同时还应具备锋利的尖角，以利磨削 金属。常用磨料代号、特点及应用范围如 下表。
类
别 磨料名称 代号 棕刚玉 A WA 颜色 棕褐色 低 白刚玉 白色 浅黄或乳 白 大 硬度 韧性 应用范围 磨削碳钢、合金钢、可 锻铸铁等 磨削淬火钢、高速钢、 高碳钢等 磨削不锈钢、高钒高速 钢及其它难加工材料 磨削淬硬高速钢、高强 度钢、特别适用于成形 磨削 磨削铸铁、黄铜、耐火 材料及非金属材料 磨削硬质合金、宝石、 陶瓷、玻璃等 高 黑色 小 磨削各种高温合金，高 钼、高钒、高钴钢、不 锈钢等 磨削硬质合金、光学玻 璃、宝石、陶瓷等硬度 材料
• 粒度的选择主要与工件的加工精度、表面粗糙度要求和生 产效率有关。 （1）在粗磨工序，为了高效地切除金属余量，应选用粗粒度 砂轮。 （2）在精、细磨工序，为了达到较高的表面质量和精度要求， 应选细粒度砂轮。 （3）在成形磨削工序，应选用细粒度砂轮才能保持砂轮工作 面的轮廓形状。 （4）磨削接触面大的工件时，为了避免表面烧伤，应选用粗 粒度砂轮。 （5）磨削导热性差的材料或容易热变形的薄壁零件时，应选 用粗粒度砂轮，以减少发热量。 总之，在满足 加工表面质量和尺寸、形状精度的前提下，应 尽可能选用粗粒度砂轮，以获得高的效率，减少磨削热对 磨削质量的不利影响。
• 砂轮的粒度对磨削表面的粗糙度和磨削效 率由很大影响。粒度号小则磨削深度大， 故磨削效率高，但表面粗糙度大。所以粗 磨时，一般选粗粒度，精磨时选细粒度。 磨软金属时，多选用粗的磨粒，磨脆和硬 的金属时，则选用较细的磨粒。 • 普通磨具的粗磨粒度号为F4、F5、F6、F7、 普通磨具的粗磨粒度号为F4、F5、F6、F7、 F8、F10、F12、F14、F16、F20、F22、 F8、F10、F12、F14、F16、F20、F22、 F24、F30、F36、F40、F46、F54、F60、 F24、F30、F36、F40、F46、F54、F60、 F70、F80、F90、F100、F120、F150、 F70、F80、F90、F100、F120、F150、 F180、F220共26个，微粉粒度号为F230、 F180、F220共26个，微粉粒度号为F230、 F240、F280、F320、F360、F400、 F240、F280、F320、F360、F400、 F500、F600、F800、F1000、F1200共 F500、F600、F800、F1000、F1200共 11个。 11个。
三、结合剂的选择
• 结合剂是把磨粒粘结在一起组成磨具的材料。砂 轮的强度、抗冲击性、耐热性极耐腐蚀性，主要取 决于结合剂的种类和性质。常用结合剂的种类、性 能及适用范围见下表 。
种类 代号 陶瓷 V B R M 性能 用途 耐热性、耐腐蚀性好、气孔率 应用广泛，适用于 v<35m/s的各种成 大、易保持轮廓、弹性差 形磨削、磨齿轮、磨螺纹等 强度高、弹性大、耐冲击、坚 适用于 v>50m/s的高速磨削，可制成 固性和耐热性差、气孔率小 薄片砂轮，用于磨槽、切割等 强度和弹性更高、气孔率小、 适用于无心磨的砂轮和导轮、开槽和 耐热性差、磨粒易脱落 切割的薄片砂轮、抛光砂轮等 韧性和成形性好、强度大、但 可制造各种金刚石磨具 自锐性差
四、硬度的选择 砂轮属于脆性物体，通常又是在高速旋 转条件下工作，没有足够的强度难以保证 砂轮安全的工作，因此砂轮的强度十分重 要。砂轮的硬度与磨料的硬度是完全不同 的两个概念。硬度相同的磨料可以制成硬 度不同的砂轮，砂轮的硬度主要决定于结 合剂性质、数量和砂轮的制造工艺。例如， 结合剂与磨粒粘固程度越高，砂轮硬度越 高。 砂轮的硬度是指砂轮工作时，磨料自砂 轮上脱落的难易程度。砂轮硬即表示磨粒 难脱落，砂轮软，表示磨粒易脱落。
砂轮的组织主要应根据工件材料的性质， 加工余量的大小，砂轮和工件接触面积的 大小等来选择。 砂轮的组织都由砂轮制造厂根据砂轮类型 设计配方决定，一般均为4-6号组织，不需 要使用者选择。 在一些散热条件特别差，工件技术要求 高的工序，可考虑选用大气孔砂轮。例如 在卧式双端面磨床上同时磨削轴承套圈的 两个端面时，工件被两个砂轮端面夹在中 间，并有导板限位，磨削散热条件差，采 用一般组织号砂轮会使工件烧伤或变形， 所以选用大气孔砂轮能取得较好的效果。