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• 發(fā)布時間：2020-01-08
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【概要描述】磨具在機械加工中是用于磨加工工序的工具。磨加工工序是機械加工的最后一道工序，因此對磨加工工序有如下三方面的基本要求：　　1.要有較高的加工質(zhì)量，如較高的精度、表面粗糙度等等，隨著機械工業(yè)的發(fā)展，對零件的精度及表面質(zhì)量要求越來越高，因此對磨具的要求亦越來越高?！　?.要有較高的生產(chǎn)效率。一般來說與其他切削加工相比磨削工序的生產(chǎn)效率是不高的。而機械工業(yè)的發(fā)展要求提高磨削加工效率?！　?.要有足夠的安全保證，由于磨具在使用中，特別在磨床上都是在高速回轉(zhuǎn)下進行加工的，其磨削速度比其他切削加工方法要高十多倍甚至幾十倍，而且砂輪又是一種脆性物體，因此磨加工時的安全性就顯得更為重要?！　榱藵M意地達到上述要求，必須對組成磨削加工系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進行仔細分析，找出各種條件的最佳因素。　　組成磨削工作系統(tǒng)的因素包括工件、磨床、工藝和磨具等四個方面。當磨削加工工件、磨床、工藝確定后，則磨具將成為決定磨削加工質(zhì)量的主要因素，合理地選擇磨具是構(gòu)成磨削加工最佳參數(shù)的主要矛盾。　　一.普通磨具的選擇　　磨具的選擇主要是由磨料、粒度、硬度、結(jié)合劑、組織以及形狀尺寸等幾個方面決定的，一般把磨料、粒度、硬度、結(jié)合劑稱為磨具選擇的四要素?！　?一)磨料的選擇　　磨料是磨具能起磨削作用的最根本因素。磨料的種類很多，其選擇原則與被加工工件的材料性能有直接關(guān)系。一般來說磨削抗拉強度較高的工件材料時(即俗稱硬、脆的工件如碳素鋼、合金鋼等)以選用韌性較大的剛玉類磨料為宜;磨料抗拉強度底的工件材料(即俗稱軟、粘的工件如銅、鑄鐵、鐵合金等)宜選用脆性較大而硬度較高的碳化硅磨料為宜?！　∵x擇磨料時，還要考慮磨削時工件材料與磨料之間的化學反映和磨料的熱穩(wěn)定性等。例如碳化硅磨料在磨削鋼材時，會發(fā)生自發(fā)反應，從而產(chǎn)生強烈的化學磨損;剛玉磨料磨削玻璃時，特別是有水冷卻時，會產(chǎn)生強烈的化學反應等?！　≈饕姆N磨料的性能及其適用范圍：　　1.棕剛玉(A)：此種磨料韌性很大、硬度高、顆粒鋒銳，使用于磨削抗拉強度較大材料。例如碳素鋼、一般合金鋼，可鍛鑄鐵、硬青銅等，由于棕剛玉價格比較底，因為棕剛玉磨具應用范圍十分廣泛?！　?.白剛玉(WA)：此種磨料的硬度略高與棕剛玉，但其韌性差一些，由于其硬度高容易切入工件，可以減少工件的變形個磨削熱，因此白剛玉磨具最適于精磨、刃磨、螺紋磨以及用來磨削容易變形和燒傷的工件。但白剛玉價格高于棕剛玉?！　?.黑碳化硅(C)：此種磨料硬度比剛玉類磨料高，切刃鋒銳，但脆性大，導熱性能良好，自銳性能要優(yōu)于剛玉類磨料，適用于加工抗拉強度底的材料，如鑄鐵、青銅、黃銅、玻璃、陶瓷等等。還適合于加工熱敏性材料?！　?.綠化硅(GC)：此種磨料比黑碳還要脆而硬，而更鋒利，很容易切入工件;其用途除與黑碳化硅相同外，主要用于硬質(zhì)合金和其他工具的磨精，還可作為瑪瑙、鐘表寶石軸承和高級珠寶玉器及貴金屬(如鍺)等的切割和自由研磨，但該磨料價格較貴。高于黑碳化硅和白剛玉?！　?二)粒度的選擇　　磨具粒度的選擇主要應考慮磨削效率和工作表面粗糙度。一般可根據(jù)下列要求選擇?！　?.工件加工精度和光潔度要求較高時，應選用細粒度磨具，因為磨粒越細，同時參與切削的磨粒數(shù)越多，工作表面上的殘留的磨料切削痕跡越小，表面粗糙度越小。但是，粒度還要與磨削條件結(jié)合起來考慮，如果選用的磨削用量較小，則用粒度略粗的磨具也可以獲得較好的表面光潔度?！　?.磨具和工件表面接觸面積較大，或者磨削深度也較大時，應該選用粒度粗的磨具，因為粒度粗的磨具和工件表面摩擦較小，發(fā)熱也小。因此，在端面磨平面時，所用砂輪粒度較之磨周邊時要粗些?！　?.粗磨時，加工余量較大，應該選擇粒度粗的磨具以提高生產(chǎn)效率?！　?.切斷和開槽、開溝，應采用粗粒度，松組織、硬度高的砂輪?！　?.磨削韌性金屬和軟金屬(如黃銅、紫銅等)，磨具表面易堵塞，所以應選用粒度粗的磨具。　　6.磨削硬度高的材料，如淬火鋼、合金鋼等，應選用粒度粗一些的磨具。磨削硬質(zhì)合金時，由于材料的導熱性較差，容易產(chǎn)生燒傷，因而應選用粒度粗一些的磨具為宜，對于薄形及薄壁型工件的磨削，也因其容易發(fā)熱變形而應選粒度粗些的磨具?！　?.成型磨時希望砂輪工作面的形狀保持性要好，因而選用較細些的磨粒度為宜?！　?.高速磨削時，為了提高磨削效率，磨料的粒度反而要比普通磨削時偏細1~2個粒度號。因為粒度細的磨粒比較尖銳，容易切入工件。同時粒度細的磨具單位工作面積上的工作魔粒度要多，每顆磨料上承受的力反而要小些，因而磨粒不易磨鈍。一般來說，中等粒度的磨具應用最普通。細粒度磨具通常是在精磨、研磨和拋光時使用。成批生產(chǎn)時，在滿足工件光潔度要求前提下，應盡量選用粒度粗一些的磨具，以提高生產(chǎn)效率。　　(三)硬度的選擇　　合理地選擇磨具硬度，是獲得良好磨削效果的關(guān)鍵。磨具硬度是磨具四要素中主要的因素?！　∵x擇磨具硬度時，最基本的原則是，保證在磨削過程中磨具有適當?shù)淖凿J性。避免磨具磨損過大或燒傷工件，如果磨具選擇偏軟，則磨粒還在鋒銳時就產(chǎn)生脫落，造成不必要的磨損，使磨具消耗太快，又影響工件的加工精度;而磨具選擇偏硬則磨鈍的磨粒不能及時脫落或破碎，而失去其切削能力，增加了磨具與工件的摩擦力，使工件表面發(fā)熱燒傷。只有正確地選擇磨具硬度，才能使磨削處于正常狀態(tài)，既不影響工件表面質(zhì)量，又不會產(chǎn)生過大的磨具消耗。　　選擇磨具硬度時，最基本方法是：工件硬度高，磨具的硬度應軟些。工件硬度底，則磨具的硬度高些/，但是，工件材料更軟而且韌性又大時(如軟青銅，黃銅等)由于切削易堵塞磨具，所以應選用粒度粗而且硬度較軟的磨具為宜。對于磨削導熱系數(shù)較低的工件(如合金鋼)時，由于工件表面溫度較高，容易產(chǎn)生燒傷，此時應選擇硬度偏軟些。消磨薄形、薄壁空心工件時，應選用磨具硬度低些為宜。　　選擇磨具硬度時，一般還要考慮以下一些情況：　　1.磨具與工件接觸面積具較大時，磨具硬度應軟些，以免工件發(fā)熱過高而影響磨削質(zhì)量?！　?.磨斷續(xù)的表面和鑄件打毛刺時，應選硬級或超硬的砂輪;重負荷磨鋼坯時，也應選硬級或超硬的砂輪，以免砂輪磨損較快?！　?.外圓切入磨削比軸向進給磨削，砂輪硬度要軟些可避免工件燒傷。自動走刀磨床，可比手動在走刀磨床選用較軟的砂輪?！　?.加工表面要求愈光潔，尺寸精度要求愈精確，應該選擇硬度較軟的砂輪，以免磨削時發(fā)熱高，工件表面組織變壞，但是，一般精磨用砂輪，硬度又要高些，否則由于砂輪工作表面產(chǎn)生不均勻磨損而影響工件的表面質(zhì)量?！　?.干磨時工件容易發(fā)熱，應比濕磨時選用軟1~2小級硬度?！　?.高速磨削時，當進給速度不變，則磨粒切下的切削變薄，磨粒承受的切削力相應減少，砂輪的磨損也就慢些，此時為了改善砂輪的自銳性能，其硬度就要比普通磨削時軟1~2小級。　　7.磨鋼球(滾珠)時，應用Y(超硬)級砂輪;一般切斷工件，砂輪的硬度可選N至K(中至中軟)級。　　8.刃磨硬質(zhì)合金和合金鋼刀具時，應選擇G至L(軟到中軟)硬度的砂輪;成型磨削時。為保持工件幾何形狀砂輪的磨損不應太大，因為對砂輪的硬度應硬些?！　?四)結(jié)合劑的選擇　　磨具結(jié)合劑的選擇主要與磨削方法、使用速度以及工件表面加工要求等有關(guān)，每種結(jié)合劑都有它本身的優(yōu)點和缺點，應該結(jié)合磨削時的條件來選擇磨具結(jié)合劑的種類。磨具幾種主要結(jié)合劑及其特性如下：　　1陶瓷結(jié)合劑(V)　　這種結(jié)合劑應用范圍最廣，能做成各種粒度、硬度、組織的磨具。陶瓷結(jié)合劑磨具在磨削時性能穩(wěn)定、耐水、耐酸、耐堿、耐油，能在多種磨削液條件下工作，也可用于干磨。　　通常一般的陶瓷結(jié)合劑砂輪使用線速度在35米/秒以下，但亦可以做成50米/秒、60米/秒的高速砂輪?！　√沾山Y(jié)合劑磨具在消磨過程中的保持性較好，所以適用于成型磨削，如磨螺紋、磨齒輪、樣板磨等等?！　?.樹脂結(jié)合劑(B)　　其使用范圍僅此于陶瓷結(jié)合劑，在國外樹脂結(jié)合劑砂輪所占比例逐年增加。樹脂結(jié)合劑磨具具有一定的彈性和足夠的強度，并具有拋光性能，粗、精、細磨均可應用?！　渲Y(jié)合劑在一定溫度下容易燒毀，因此自銳性好，在一般的粗磨、荒磨上應用很廣。它還可以制作成高厚度的無心磨導輪以及切割用的薄片砂輪和高速砂輪，線速度可達60-80米/秒?！　渲募毩６壬拜喛捎米麋R面磨削，可達極高的光潔度。還可以加入石墨、銅粉等制成導電砂輪?！　?五)組織的選擇　　磨具的組織對磨削性能的影響很大。不同組織的砂輪其單位體積含有的磨料不同，氣孔亦不一樣。磨具的組織疏松時磨削效率高，但磨具磨耗快;組織太緊時則因難以容納切削而容易燒傷工件?！　∧ハ饔捕鹊投g性大的材料時，磨具易被磨屑堵塞，需要用組織松一些磨具。用大氣孔碳化硅砂輪磨橡膠皮棍、皮革等可獲得較好的磨削效果?！　〕尚拖ズ途苣ハ鲿r，砂輪的組織應該選擇緊密一些，以利于獲得較高的精度?！　「咚僦刎摵缮拜啚楸ＷC砂輪有足夠強度和較長的使用壽命，一般均采用組織最緊密的砂輪。磨鋼球砂輪為鋼球的幾何形狀，亦采用組織緊密的砂輪。