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磨工基础知识

一、砂轮：

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、力度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。 （1）磨料

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、特点及应用范围简表 6.6

表 6.6 常用磨料代号、特性及适用范围

主要 显微硬度 系名称 代号 颜色 别 成分 （ HV） 特性 适用范围 氧化物AL 2 O 3 硬度高于棕刚玉，磨磨削淬硬的碳钢、高2200-2300 白色 粒锋利，韧性差 速钢 系 白钢玉 WA 97-99% SiC AL 2 O 3 硬度高，韧性好，价磨削碳钢、合金钢、棕刚玉 A 2200-2288 棕褐色 格便宜 可锻铸铁、硬青铜 91-96% 硬度高于钢玉，性脆磨削铸铁、黄铜、铝黑色带2840-3320 而锋利，有良好的导及非金属 碳黑碳化硅 C 光泽 >95% 热性和导电性 化物硬度和脆性高于黑磨削硬质合金、宝SiC 绿色带系 绿碳化硅 GC 3280-3400 碳化硅，有良好的导石、陶瓷、光学玻璃、光泽 >99% 电性和导热性 不锈钢 高硬磨硬度极高，韧性很磨削硬质合金、宝人造 碳结 料 MBD 10000 乳白色 差，价格昂贵 石、陶瓷等高硬度材金刚石 晶体 料 硬度仅次于金刚石，磨削硬质合金、不锈立方 CBN 8000-9000 黑色 耐磨性和导电性好，钢、高合金钢等难加氮化硼 氮化硼 发热量小 工材料 立方

知识运用#

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（2）粒度

粒度是指磨料颗粒尺寸的大小。粒度分为磨粒和微粉两类。对于颗粒尺寸大

于 40 μ m的磨料，称为磨粒。用筛选法分级，粒度号以磨粒通过的筛网上每英寸长度内的孔眼数来表示。如60 # 的磨粒表示其大小刚好能通过每英寸长度上有60孔眼的筛网。对于颗粒尺寸小于40 μ m的磨料，称为微粉。用显微测量法分级，用W和后面的数字表示粒度号，其W后的数值代表微粉的实际尺寸。如W20表示微粉的实际尺寸为20 μ m。

砂轮的粒度对磨削表面的粗糙度和磨削效率影响很大。磨粒粗，磨削深度大，生产率高，但表面粗糙度值大。反之，则磨削深度均匀，表面粗糙度值小。所以粗磨时，一般选粗粒度，精磨时选细粒度。磨软金属时，多选用粗磨粒，磨削脆而硬材料时，则选用较细的磨粒。粒度的选用见表 6.7。

表 6.7 磨料粒度的选用

粒度号 颗粒尺寸范围 适用范围 粒度号 颗粒尺寸范围 适用范围 / μ m / μ m 40-28 精磨、超精磨、2000-1600 粗磨、荒磨、12-36 切断钢坯、打W40-W20 螺纹磨、珩磨 20-14 500-400 磨毛刺 14-10 精磨、精细磨、400-315 粗磨、半精磨、46-80 精磨 W14-W10 超精磨、镜面10-7 200-160 磨 7-5 超精磨、镜面165-125 精磨、成型磨、100-280 刀具刃磨、珩W7-W3.5 磨、制作研磨3.5-2.5 剂等 50-40 磨 （3）结合剂

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

用范围见表 6.8。

表 6.8常用结合剂的种类、性能及适用范围 种类 代号 陶瓷 树脂 橡胶 知识运用#

性能 用途 V B 耐热性、耐腐蚀性好、气孔率大、易保应用广泛，适用于 v<35m/s的各种持轮廓、弹性差 成形磨削、磨齿轮、磨螺纹等 强度高、弹性大、耐冲击、坚固性和耐适用于 v>50m/s的高速磨削，可制热性差、气孔率小 成薄片砂轮，用于磨槽、切割等 气孔率小、耐热性差、适用于无心磨的砂轮和导轮、开槽R 强度和弹性更高、2

磨粒易脱落 金属 和切割的薄片砂轮、抛光砂轮等 可制造各种金刚石磨具 M 韧性和成形性好、强度大、但自锐性差 （4）硬度

砂轮硬度是指砂轮工作时，磨粒在外力作用下脱落的难易程度。砂轮硬，

表示磨粒难以脱落；砂轮软，表示砂轮容易脱落。砂轮的硬度等级见表 6.9。 硬度大等级 级 小级 超软 软 中软 中 中硬 硬 超硬 代号 中中中中中软 软 软 中 中 硬 硬 超超软 软 软 硬 硬 硬 1 2 3 1 2 1 2 硬 1 2 1 2 3 D E F G H J K L M N P Q R S T Y 表 6.9 砂轮的硬度等级及代号 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。机械加工中常用砂轮硬度等级为 H至N（软2-中2）。 （5）组织

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，见表6.10。

表 6.10 砂轮组织分类

组织号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 磨粒62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 率 % 类别 紧密 中等 疏松 应用 精磨、成型磨 淬火工件、刀具 韧性大和硬度低的金属 知识运用#

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