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砂轮是用磨料和结合剂等制成的中央有通孔的圆形固结磨具。
砂轮的特性由磨料、粒度、硬度、结合剂、形状及尺寸等因素来决定。
磨料的选择
磨料是制造砂轮的主要原料,它担负着切削工作。因此,磨料锋利,并具备高的硬度、良好的耐热性和一定的韧性。
粒度及其选择
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 40μm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40μm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20μm。
磨料粒度
主要与加工表面粗糙度和生产率有关。
粗磨时,磨削余量大,要求的表面粗糙度值较大,应选用较粗的磨粒。因为磨粒粗、气孔大,磨削深度可较大,砂轮不易堵塞和发热。精磨时,余量较小,要求粗糙度值较低,可选取较细磨粒。一般来说,磨粒愈细,磨削表面粗糙度愈好。
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。
颗粒形状决定强度
金刚石或CBN颗粒的形状是决定磨削应用中磨粒的坚韧性或易碎性的关键因素。韧性是指磨料颗粒在机械应力下的表现,即其抵抗开裂、碎裂和断裂的能力。易碎性则指的是颗粒分解和自我磨削的能力。
就磨料颗粒形状而言,有两个极端的类别:块状和角状。磨料颗粒呈现块状或圆润,切削效率越低,但在保持形状方面效果越好。块状颗粒更坚韧,能够承受更高的磨削力量,不容易破裂。
相反,角状颗粒更具切削力,更能穿透和去除材料。然而,角状颗粒在较低的力下容易开裂。
理想情况下,好选择一种能够平衡这两种形状的颗粒,既能保持坚韧性,又能自然分解以暴露新的锋利切削边缘。如果磨料颗粒无法分解,它将变钝并摩擦工件而非切割,导致磨削力量激增,对砂轮和工件都会造成严重问题。