使用情況
磨具在使用過程中,當磨粒磨鈍時,由于磨粒自身部分碎裂或結合劑斷裂,磨粒從磨具上局部或完全脫落,而磨具工作面上的磨料不斷出現新的切削刃口,或不斷露出新的鋒利磨粒,使磨具在一定時間内能保持切削性能。磨具的這種自銳性,是磨具與一般刀具相比突出的特點。
早在新石器時代,人類就已經開始應用天然的磨石來加工石刀、石斧、骨器、角器和牙器等工具了;在19世紀美國出現了用天然磨料與粘土相結合燒成的陶瓷砂輪;1900年前後,人造磨料問世,采用人造磨料制造的各種磨具相繼産生,為磨削和磨床的快速發展創造了條件。此後,天然磨具在磨具中所占比例逐漸減少。
磨具按其原料來源分,有天然磨具和人造磨具兩類。機械工業中常用的天然磨具隻有油石。人造磨具按基本形狀和結構特征區分,有砂輪、磨頭、油石,砂瓦以上統稱固結磨具和塗附磨具五類。此外,習慣上也把研磨劑列為磨具的一類。
分類發展
固結磨具按所用磨料的不同,可分為普通磨料固結磨具和超硬磨料固結磨具。前者用剛玉和碳化矽等普通磨料,後者用金剛石和立方氮化硼等超硬磨料制成。此外,還有一些特殊品種,如燒結剛玉磨具等。
普通磨料固結磨具是由結合劑将普通磨料固結成一定形狀,并具有一定強度的磨具。一般由磨料、結合劑和氣孔構成,這三部分常稱為固結磨具的三要素。
磨料在磨具中起切削作用。結合劑是把松散的磨料固結成磨具的材料,有無機的和有機的兩類。無機結合劑有陶瓷、菱苦土和矽酸鈉等;有機的有樹脂、橡膠和蟲膠等。其中最常用的是陶瓷、樹脂和橡膠結合劑。
氣孔在磨削時對磨屑起容屑和排屑作用,并可容納冷卻液,有助于磨削熱量的散逸。為滿足某些特殊加工要求,氣孔内還可以浸漬某些填充劑,如硫黃和石蠟等,以改善磨具的使用性能。這種填充劑,也被稱為磨具的第四要素。
表示普通磨料固結磨具特征的項目有:形狀、尺寸磨料、粒度、硬度、組織和結合劑。磨具硬度是指磨粒在外力作用下,從磨具表面脫落的難易程度,它反映了結合劑把持磨粒的強度。
硬度
磨具的硬度主要取決于結合劑加入量的多少和磨具的密度,磨粒容易脫落的表示磨具硬度低;反之,表示硬度高。硬度的等級一般分為超軟、軟、中軟、中、中硬、硬和超硬七大級,從這些等級中還可再細分出若幹小級。測定磨具硬度的方法,較常用的有手錐法、機械錐法、洛氏硬度計測定法和噴砂硬度計測定法。
磨具的硬度與其動态彈性模量具有對應關系,這有利于用音頻法測定磨具的動彈性模量來表示磨具硬度。在磨削加工中,若被磨工件的材質硬度高,一般選用硬度低的磨具;反之,則選用硬度高的磨具。
有機特性
有機磨具的特征是使用範圍廣,具有一定的彈性和較高的結合強度,并具有良好抛光性能。在粗、精、細、抛等磨削工藝中均得到應用,其樹脂磨具具有下列特點:
1、結合強度高
與陶瓷結合劑相比,樹脂結合劑結合強度高,其樹脂砂輪磨削線速度達80~120m/s,并可承受較大的磨削壓力。重負荷砂輪磨削壓力高達10×104~40×104N,廣泛應用于鋼鐵工業,如各種鋼錠、鋼坯等荒磨工序。高速重負荷專用砂輪等粗磨加工具有操作安全,适合高速磨削和大進給磨削,磨削效率高。
2、具有一定的彈性
相對陶瓷磨具樹脂磨具具有良好的韌性,有一定的可塑性和延展性。其彈性模量(E)比陶瓷低幾十倍。所以,樹脂磨具适宜于制備各種規格的薄片砂輪和高速切割砂輪。同時,由于有一定的彈性變形,可以緩沖磨削力的作用。因而磨削效果好,有抛光效果,能提高加工表面的粗糙度。
3、能制成各種複雜形狀和特殊要求的磨具
由于樹脂結合劑磨具硬化溫度低,可常溫硬化,收縮率較小,可制成各種複雜形狀和特殊要求的磨具。如:采用玻璃纖維增強的樹脂砂輪,易排屑、散熱性好的多孔樹脂砂輪和溝槽砂輪;改善磨削工藝條件的螺栓緊固砂輪、電解磨削砂輪、抛光砂輪;以及筒形、碗形、蝶形等異形砂輪。
4、适用範圍廣
由于新型樹脂結合劑品種多,可以制成各種強度和性能的樹脂磨具。因而,可廣泛用于荒磨、粗磨、切割、半精磨、精磨、抛光等工序。樹脂磨具結合強度高,使用速度高,耐沖擊,适于粗磨和荒磨加工;樹脂磨具具有良好的韌性,适用于切割加工工序;樹脂磨具彈性好,有一定的抛光性,可用于精磨和抛光加工。樹脂磨具耐熱性較低,易磨損,适用于平面磨和精磨加工。
5、有利于防止被磨削工件産生燒傷
樹脂結合劑耐熱性較低,可減少或避免燒傷工件現象。工件在磨削過程中産生的熱量,首先使樹脂炭化,促使鈍化了的磨料自動脫落,露出新的鋒利的磨粒,降低了磨削區域的熱量,避免了工件燒傷。



















