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砂輪的種類很多,并有各種形狀和尺寸,由于砂輪的磨料、結(jié)合劑材料以及砂輪的制造工藝不同,各種砂輪就具有不同的工作性能。每一種砂輪根據(jù)其本身的特性,都有一定的適用范圍。因此,磨削加工時,必須根據(jù)具體情況(如所磨工件的材料性質(zhì)、熱處理方法、工件形狀、尺寸及加工形式和技術(shù)要求等),選用合適的砂輪。否則會因砂輪選擇不當而直接影響加工精度、表面粗糙度及生產(chǎn)效率。
近年來隨著新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用,高精度磨削技術(shù)的發(fā)展,使砂輪磨削尺寸達到0.1~0.3μm,表面粗糙度達到0.2~0.05μm,磨削表面變質(zhì)層和殘留應(yīng)力均甚小,明顯提高的加工質(zhì)量。成形磨削,特別是高精度的成形磨削,經(jīng)常是生活中的關(guān)鍵問題。成形磨削有兩個難題:一是砂輪質(zhì)量,主要是砂輪必須同時具有良好的自礪性和形廓保持性,而這二者往往是有矛盾的。二是砂輪修整技術(shù),即高效、經(jīng)濟的獲得所要求的砂輪形廓和銳度。因而為了提高磨削的效率和精度,特別是對于難加工材料的高效精加工,高效和強力磨削采用了CBN砂輪,使得強力磨突破傳統(tǒng)磨削的限制,生產(chǎn)率成倍提高,有些零件的毛坯不需要經(jīng)過粗加工,可直接磨削成為成品,這不僅提高了加工效率,同時還提高了加工質(zhì)量。
1、普通砂輪中磨料的選擇,普通砂輪最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)。
2、粒度的選擇,這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,其大小則用粒度號表示 用粗粒度砂輪磨削時,生產(chǎn)效率高,但磨出的工件表面較粗糙;用細粒度砂輪磨削時,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。一般粗磨時選用粗粒度砂輪,精磨時選用細粒度砂輪。當砂輪和工件接觸面積較大時,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,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,制造砂輪時分成不同硬度的等級,不同粒度的砂輪其適用范圍 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,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。
4、結(jié)合劑的選擇,這個應(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。最常用的砂輪結(jié)合劑有陶瓷結(jié)合劑(V)和樹脂結(jié)合劑(B)。陶瓷結(jié)合劑是一種無機結(jié)合劑,化學性能穩(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)用范圍最廣。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。一般只能在35米/秒以內(nèi)的速度下使用。樹脂結(jié)合劑是一種有機結(jié)合劑,這種結(jié)合劑制造的砂輪強度高,具有一定的彈性,耐熱性低,自銳性好,制作簡便,工藝周期短。可制造工作速度高于50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。可制造高速、高光潔度砂輪,重負荷、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。砂輪組織等級的劃分是以62%的磨粒體積百分數(shù)為“0”號組織,磨粒體積每減2%,其組織增加一號,依此類推,共分15個號。號數(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,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,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;磨削機床導軌和硬質(zhì)合金工具時,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。