磨料磨具培训教程

什么是磨料磨具磨料磨具分类固结磨具特性的选择砂轮的修整固结磨具的评定方法磨削常见问题、解决方案砂轮使用范围、实例应用砂轮的安全使用什么是磨料磨具?磨料磨具—是磨料和磨具的统称包括:磨料产品—砂子：刚玉、碳化硅磨具产品—砂轮、砂纸…..磨料磨具分类—产品分类———陶瓷结合剂砂轮Vitrifiedbond固结磨具———普通磨具———树脂结合剂砂轮OrganicbondBondedConventional———橡胶结合剂砂轮Rubberbond———油石、研磨条(块)、小磨头———陶瓷结合剂金刚石、CBN砂轮———超级磨具———树脂结合剂金刚石、CBN砂轮Super———金属结合剂金刚石、CBN砂轮———金刚石、CBN研磨条、小磨头涂附磨具—————————砂纸Sheet、砂带BeltCoated———砂盘———百叶轮、千叶碟Flapwheel(Disc)———抛光轮、抛光带Bear-TEX磨料磨具分类—磨削应用分类金属加工领域Metal-FEB铸件毛坯打磨，焊接焊缝打磨，钢材的切割，表面处理；使用树脂打磨砂轮，切割片，砂盘等；工具加工领域Tool-room刀具、工模具的加工，如钻头、铣刀等刀具加工，注塑模具的加工；使用金刚石砂轮、CBN砂轮，单晶刚玉砂轮；产品加工领域Production大批量生产的场合，如汽车发动机零件，轴承加工；各种陶瓷、树脂结合剂砂轮：用于平面、外圆、内圆、端面、沟道磨削砂轮；木材加工领域Furniture包括人造板材程家具的打磨、抛光，使用砂纸、砂带、无纺布。固结磨具特性的选择—需要初步了解的磨具在加工中起磨削、研磨、抛光作用的工具。三大要素构成砂轮：磨料、结合剂、气孔。直观上看，磨削是砂轮与工件的直接接触，工件表面磨削的好坏，判断出砂轮的好与不好。实际，看着象是砂轮磨削工件的过程，是四个方面因素综合作用形成的磨削结果，四个因素：机床、操作方式方法、工件材质类型、砂轮选型。四个因素作为系统输入，输出就是磨削所达到的工件表面质量、残余应力情况、公差/粗糙度、以及“用户们”关心的生产效率、单件成本。砂轮这样表示:形状外径×厚度×内孔规格参数单面凹PDA碟形D固结磨具特性的选择—需要初步了解的国际标准中国国标平形T1AP单面凹T5APDA双面凹T7APSA杯形T6B碗形T11BW碟形T12D单面斜T1CPDX双面斜T4PSX砂轮形状标识固结磨具特性的选择—需要初步了解的砂轮标识实例:PDA300X30X127WA60-K5V35m/sWA60K5VBE35m/s磨料AbrasiveA,WA,PA,SA,C,GC,SG…粒度GritSize24,36,46,54,60,80,150,240,280320,400…Grade硬度A-Z5-13Structure组织结合剂BondV,B,R,E+BondModifMax80Speed速度固结磨具特性的选择—磨料磨料是磨削加工中的主体，具备很高的硬度、耐热性、热稳定性和化学稳定性，还具有一定韧性、以便承受一定磨削力。从物理性上分：有块状和分离型两大类。块状，呈一个四角或多角形颗粒状，有一定韧性，当锋口被磨钝后自身不容易破碎。分离型，磨料呈条状或片状，内部有规则和不规则的分离层，当所受压力达到一定程度会产生破碎，出现新的锋口。块状磨料如棕刚玉(A)，分离型磨料如白刚玉(WA)。从化学成份上分，主要有：碳化物系(碳化硅)、氧化物系(刚玉)、和超硬磨料系(立方氮化硼、金刚石)。磨料以各自不同的性能，适用加工范围：磨料种类代号主要特点主要应用范围棕刚玉A棕褐色，抗破碎能力强，抗氧化、抗腐蚀，韧性强适于磨削抗张强度大的金属材料，如普通碳素钢等白刚玉WA洁白的刚玉晶体，有微刃结构，硬度比棕刚玉高，但脆性大，韧性低，切削能力强主要用于淬火钢、合金钢的细磨精磨，及磨螺纹及齿轮铬刚玉PA玫瑰红色，硬度与白刚玉接近，但韧性高，加工效率高，且加工表面精度、粗糙度高适用于精密刃具、量具、仪表零件。单晶刚玉SA单晶体，浅玫瑰色或白色，硬度韧性都比白刚玉高，抗破碎能力切削能力强，但造价很高，有污染。适于加工韧性大硬度高的难磨材料，如工具钢、合金钢及高钒钢等锆刚玉ZA灰白色，韧性大、强度高，耐磨性好适于高速重负荷磨削，特别适宜加工钛合金及耐热合金固结磨具特性的选择—磨料黑碳化硅C兰黑色，硬度高，脆性大，韧性低适宜抗拉强度低的金属材料及非金属合金如铸铁黄铜绿碳化硅GC绿色透明，纯度高、硬度高，脆性大适宜加工硬而脆的的材料如硬质合金、玻璃等碳化硼BC黑色，高温易氧化分解，不易做磨具，单独使用研磨或抛光硬材料金刚石D硬度高，磨削能力强，导热性好，磨削力，磨削热少，，但易发生化学磨损，耐热性差根据不同牌号（主要有RVD、MBD、SCD、SMD、DMD）加工不同材料立方氮化硼CBN硬度，韧性略低于金刚石，热稳定性好，化学惰性高，导热性能好，磨削效率高对各种材料都有十分优良的磨削效果固结磨具特性的选择—磨料8000–Diamond4700–CBN(CubicBoronNitride)2480-SiliconCarbide2200-TungstenCarbide2050-AluminumOxide1600-AluninaZirconia820-Quartz740-Hardsteel,HRC60HARDER不同材料的努氏硬度(KNOOP)对比固结磨具特性的选择—磨料磨料粒度是反应磨粒几何尺寸的大小，也是反映工件表面粗糙度和加工效率的重要指标。粒度粗细还影响磨削热量的生成及磨具表面堵塞。粒度定义：单位英寸长度的筛网上孔的数量。孔的数量越多,孔的尺寸就越小,通过的砂粒也越细,即粒度就越细。固结磨具特性的选择—粒度国际标准ISO中国GB2477-83美国ANSI（74）基本粒尺寸（µm)基本粒尺寸（µm)基本粒尺寸（µm)8#2800～23602800～23602830～238010#2360～20002360～20002380～200012#2000～17002000～17002000～168014#1700～14001700～14001680～141016#1400～11801400～11801410～119020#1180～10001180～10001190～100024#850～710850～710841～70730#710～600710～600707～59536#600～500600～500595～50046#425～355425～355420～35454#355～300355～300354～29760#300～250300～250297～25070#250～212250～212250～21080#212～180212～180210～17790#180～150180～150177～149100#150～125150～125149～125120#125～106125～106125～105主要国家磨料粒度尺寸对照表固结磨具特性的选择—粒度粒度选择趋向细←磨具粒度→粗工作性质低←工件硬度→高小←工件材料延伸率→大大←工件导热性→小磨削条件小←接触面积→大精加工←加工方式→粗加工小←加工效率→大小←磨削用量→大磨具粒度选择与工件性质及磨削条件的关系表固结磨具特性的选择—粒度磨具粒度应用范围8~36重负荷磨钢坯、地板、打毛刺、切断加工等46~120普通半精加工磨削、精加工磨削150~320各种刀具的刃磨、螺纹磨、超精磨削、珩磨等360以细超精磨、精研磨与抛光不同粒度磨具的应用范围surfacefinishGritsizeO.D.Gritsize粗糙度外圆磨平面磨Ra1.64636Ra0.86046Ra0.48060Ra0.210080Ra0.1150120固结磨具特性的选择—粒度砂轮的粒度选择就取决于工件所要达到的表面粗糙度。硬度即砂轮中结合剂量的多少，也就是将砂粒和砂粒相结合能力的大小。是反应磨粒在磨削过程中受力后从磨具表面脱落的难易程度，它决定磨具自锐性的好坏，是磨具磨削时的重要控制参数。磨具硬度选择的基本原则是：保证适当自锐性的同时，减少磨具过大磨损，避免磨削时产生过高磨削温度。固结磨具特性的选择—硬度硬度选择趋向软←磨具硬度→硬工作性质硬←工件硬度→软大←工件抗张强度→小小←工件塑性→大小←工件导热性→大磨削条件大←接触面积→小粗←加工表面精度→精大←砂轮工作速度→小磨具硬度选择与工件性质及磨削条件的关系表磨具硬度应用范围Y（超硬）修整轮或修整块S~Y（硬~超硬）打毛刺及重负荷磨钢坯M~R（中~中硬）切断加工K~N（中软~中）通用砂轮及高速砂轮J~K（软3~中软1）高精度、低粗糙度磨削，宽砂轮切入磨及钛合金磨H~K（软2~中软1）刃磨硬质合金及高速钢刀具H~J（2软~软3）磨削铜铝合金D~J（超软~软3）缓进给磨削大气孔砂轮D~F（超软）树脂石墨砂轮磨具硬度使用范围固结磨具特性的选择—硬度硬度GRADEGrainBond固结磨具特性的选择—硬度SoftGradeHardGrade检测砂轮硬度的方法：◆喷砂硬度：以砂轮表面的坑深值来表示砂轮的软硬程度。◆Go硬度：以硬质合金头在砂轮表面的施压旋转深度表示砂轮的硬度。◆音频检测：采用敲击砂轮收集其音频值来计算弹性模量。WorkpiecehardnessGrade工件硬度砂轮硬度45HRCM45–55HRCL50–60HRCK58–62HRCJ60–65HRCH固结磨具特性的选择—硬度固结磨具特性的选择—组织砂轮的组织是指砂粒之间的间隙大小。间隙又称气孔，用类似樟脑的物质与磨料、结合剂混合，在烧结过程中挥发从而形成的较大空隙。用数字从1到20表示，国内5号、诺顿8号表示一般，数字越小表示越紧密，数字越大组织越疏松。气孔作用：容纳较多的金属屑，防止磨屑堵塞砂轮；气孔有助冷却液在磨削区域的流动，提高冷却效率。组织的划分与磨粒率关系如下：VG=62-2N（VG—磨粒率%；N—组织号）当VG=62时，N=0，即该磨具为0号组织，磨粒率每递减2%，组织号放松一级。组织——关系到磨粒、气孔、结合剂三者比例。组织选择趋向松←磨具组织→紧工作性质软而韧←工件材料→硬而脆大←热变形→小差←工件导热性→好磨削条件细←磨具粒度→粗粗加工←加工方式→精加工大←接触面积→小磨具组织选择与工件性质及磨削条件的关系表磨具组织的使用范围表砂轮组织使用范围紧(0~3)1.高速重负荷磨削和磨钢球砂轮；2.成型磨削和高精密磨削；3.用于切沟槽中(4~7)一般磨削场合松(8~10)1.韧性大而硬度不高的工件；2.热敏性强的工件；3.易烧伤工件；4.磨削区域大的场合固结磨具特性的选择—组织固结磨具特性的选择—结合剂常用结合剂代号特性适宜加工范围陶瓷结合剂V粘结能力强，热稳定性和化学稳定性好，适宜多种磨削液，且其形状保持性好，寿命长，不易堵塞，磨削效率高，但性脆易碎。广泛用于外圆、内圆、平面、无心等多种磨削方式，能制成不同气孔尺寸，适于成形磨削，是磨具最常用结合剂树脂结合剂B具有一定弹性和较高强度，耐冲击性好。但热稳定性差，抗碱性差，不能在碱性磨削液下使用主要用于粗磨工序打毛刺、磨钢坯、切割片及一些细粒度精磨砂轮。橡胶结合剂R强度大、弹性好，组织紧密，气孔小；耐热性、耐酸碱性差，有臭味一般用于精密切断、开槽，柔性抛光轮，无心磨导轮和各种摇摆式磨轴承沟道砂轮。结合剂作用是将磨具粘结成一定几何形状。它是影响到砂轮强度、硬度、组织成型密度的主要因素。其选择主要取决于磨削目的、砂轮速度及加工表面要求。结合剂性能比较陶瓷结合剂•刚性•耐压,耐冲击性差•速度较低–63m/s•形状保持性好•易碎•烧结900-1200°C树脂结合剂(树脂,橡胶,虫胶)•柔性•受热分解•表面粗糙度好•耐冲击•固化-200°C–可补强固结磨具特性的选择—结合剂磨削液对磨削起着不可忽视的影响,主要作用：磨削液可以带走磨削产生的大部分热量，防止工件烧伤的冷却作用；磨削液同时起到润滑作用，减小金属同磨料、结合剂之间产生摩擦；磨削液也对砂轮表面起到冲洗作用，避