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[木工刀具设计与制造] 砂轮结构与选择

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发表于 2024-7-18 07:54:16 | 显示全部楼层 |阅读模式

砂轮是磨削加工中最常用的工具,它是由结合剂将磨料颗粒黏结而成的多孔体。磨料起切削作用,结合剂把磨料结合起来,经压坯、干燥、焙烧,使之具有一定的形状和硬度。结合剂并未填满磨料之间的全部空间,因而有气孔存在,如图8-10所示。

[size=0.8em]图8-10 砂轮的构造
1—砂轮;2—结合剂;3—磨粒;4—气孔

一、砂轮的组成要素

磨料、结合剂、气孔构成了砂轮的组成三要素。砂轮的特性由磨料的种类、磨料颗粒的大小、结合剂的种类、砂轮的硬度和砂轮的组织这五个基本参数所决定。

1.磨料

磨料分为天然磨料和人造磨料两大类。一般天然磨料含杂质多、质地不匀,目前主要使用人造磨料。常用的磨料有氧化物系、碳化物系、超硬磨料系。各种磨料的特性及适用范围见表8-1。

[size=0.8em]表8-1 常用磨料的特性及使用范围

2.粒度

粒度是指磨料颗粒的大小。粒度有两种表示方法。旧的表示方法是沿用英制单位,按大小把粒度分为磨粒(颗粒尺寸大于40μm)和微粉(颗粒尺寸小于40μm)两大类。磨粒(制砂轮用)用筛选法分类,它的粒度号以筛网上每英寸长度内的孔眼数来表示。例如60号粒度的磨粒,说明能通过每英寸60个孔眼的筛网,而每英寸70个孔眼的筛网就不能通过。粒度号越大,磨粒的实际尺寸越小。微粉(供研磨用)用显微测量法分类,其粒度号是在微粉实际尺寸前加W来表示。数值越大,微粉颗粒尺寸越大。我国在新标准中采用米制单位,磨粒的大小统一以磨粒最大尺寸方向上的尺寸来表示。

磨料粒度对磨削生产率和表面粗糙度有很大的影响。一般来说,粗磨用粗磨粒,以保证较高的生产率;精磨用细磨粒,以减低磨削表面粗糙度值。加工软材料和磨削面积大时,为避免堵塞砂轮和产生烧伤(磨削时工件表面出现各种带色斑点的现象称为烧伤),采用粗磨粒;磨削硬材料,则应选用细磨粒。微粉用于精细磨削和光整加工。磨料的粒度号和适用范围见表8-2。

[size=0.8em]表8-2 常用磨料粒度及适用范围

3.结合剂

结合剂是将磨粒黏结成各种形状及尺寸砂轮的材料。它的性能决定了砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性、耐热性和砂轮寿命等。此外,结合剂对磨削温度和磨削表面质量也有一定的影响。常用的结合剂的名称、代号、性能及适用范围见表8-3。

[size=0.8em]表8-3 常用的结合剂的类型及使用范围

4.硬度

砂轮的硬度是指在磨削力作用下,磨粒从砂轮表面上脱落的难易程度。如磨粒容易脱落,表明砂轮硬度低,称之为软;反之则表明砂轮硬度高,称为硬。当硬度选择合适时,砂轮具有自锐性,即磨削中磨钝的磨粒能自动脱落,而使新磨粒露出表面,从而保持砂轮的正常切削能力。

砂轮的硬度与磨粒的硬度是两个不同的概念,砂轮的软硬主要由结合剂的黏结强度决定,与磨粒本身的硬度无关。相同硬度的磨粒,可以制成不同硬度的砂轮。

砂轮硬度对磨削质量、生产率和砂轮损耗都有很大影响。砂轮硬度的选择主要根据工件材料的性质和具体的磨削条件来考虑。一般来说,磨削硬材料,应选用软砂轮;磨削软材料,应选用硬砂轮。粗磨选软砂轮;精磨选硬砂轮。磨削非铁金属时,应选用较软砂轮,以免切屑堵塞砂轮。在精磨和成形磨削时,应选用较硬砂轮。砂轮的硬度等级名称及代号见表8-4。

[size=0.8em]表8-4 砂轮硬度等级名称及代号

5.组织

砂轮的组织表示磨粒、结合剂和气孔三者的体积比例关系,也表示砂轮结构的紧密或疏松程度。磨粒在砂轮体积中所占比例越小,砂轮的组织就越疏松,气孔越多;反之,组织越紧密。气孔可以容纳切屑,使砂轮不易堵塞,还可把切削液带入磨削区,降低磨削温度。但过于疏松会影响砂轮强度,不易保持砂轮的轮廓形状,增大磨削表面粗糙度。粗磨、磨削塑料材料、软金属及大面积磨削时,应选用组织疏松的砂轮;精磨、成形磨削时,应选用组织紧密的砂轮。

根据磨粒在砂轮中占有的体积百分数(称磨粒率),砂轮组织分为紧密、中等、疏松三大类,细分为0~14号,其中0~3号属紧密型,4~7号为中等,8~14号为疏松。中等组织的砂轮适用于一般磨削。砂轮的组织号及选用见表8-5。

[size=0.8em]表8-5 砂轮组织号及选用

6.砂轮的形状、尺寸及用途

根据不同的用途,按照磨床类型、磨削方式以及工件的形状和尺寸等,将砂轮制成不同的形状和尺寸,并已经标准化。常用砂轮的形状、代号及用途见表8-6。

在生产中,为便于对砂轮进行管理和选用,通常将砂轮的形状、尺寸和特性参数印在砂轮端面上,其顺序为形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂和允许的最高工作圆周线速度。其中尺寸一般为外径×厚度×内径。例如,砂轮P300×30×75WA60L5V35,即代表该砂轮是平形,外径为300mm,厚度为30mm,内径为75mm,白刚玉磨料,60号粒度,中软硬度,5号组织,陶瓷结合剂,最高线速度为35mm/s。

[size=0.8em]表8-6 常用砂轮形状、代号及用途

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 楼主| 发表于 2024-7-18 07:54:41 | 显示全部楼层
摘自《金属切削加工与刀具 第2版》

作者 : 武友德,张跃平主编
页数 : 182
出版日期:2020.08
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