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(shí),選用韌性大的磨料。
b.磨硬度低,延伸率大的材料時(shí),選用較脆的磨料。
c.磨硬度高的材料時(shí),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。
zui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(jià)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(shí),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(hào)表示。用粗粒度砂輪磨削時(shí),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(shí),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(shí)選用粗粒度砂輪,精磨時(shí)選用細(xì)粒度砂輪。
當(dāng)砂輪和工件接觸面積較大時(shí),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(shí)分成不同硬度的等級(jí)。
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(shí)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(shí)要選較硬的砂輪,磨削硬材料時(shí)則要選軟砂輪;
b.磨削軟而韌性大的有色金屬時(shí),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(shí),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(jí);
f.砂輪旋轉(zhuǎn)速度高時(shí),砂輪的硬度可選軟1~2小級(jí);
g.用冷卻液磨削要比干磨時(shí)的砂輪硬度高1~2小級(jí)。
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。
zui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(wú)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zui廣。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(dòng)。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(jiǎn)便,工藝周期短??芍圃旃ぷ魉俣雀哂?0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??芍圃旄咚佟⒏吖鉂嵍壬拜?,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(jí)的劃分是以62%的磨粒體積百分?jǐn)?shù)為“0”號(hào)組織,磨粒體積每減2%,其組織增加一號(hào),依此類推,共分15個(gè)號(hào)。號(hào)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(shí),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(shí),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(shí),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(hào)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(guó)標(biāo)砂輪書寫順序:砂輪代號(hào)、尺寸(外徑×厚度×孔徑)、磨粒、粒度、硬度、組織、結(jié)合劑、zui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(zhǎng)、生產(chǎn)率高、加工質(zhì)量好,但價(jià)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(hào),按其特定用途選型號(hào)。
粒度:要以工件粗糙度、磨削生產(chǎn)率和金剛石的消耗三個(gè)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(jí)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(shí),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,zui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(shí),具有*的效果,但在磨削鋼料時(shí),尤其是磨削特種鋼時(shí),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(shí)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(shí),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*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(jí));形狀(平形、杯形、碗形或碟形等);氣孔尺寸(約0.7~1.4毫米)。