尊龙凯时

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、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。同时砂轮是磨具中用量最大、使用面最广的一种，使用时高速旋转，可对金属或非金属工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨和精磨以及开槽和切断等。

分类：
砂轮种类繁多，并有各种形状和尺寸，由于砂轮的磨料、结合剂材料以及砂轮的制造工艺不同，各种砂轮就具有不同的工作性能。每一种砂轮根据其本身的特性，都有一定的适用范围。按所用磨料可分为普通磨料(刚玉和碳化硅等)砂轮和天然磨料超硬磨料(金刚石和立方氮化硼等)砂轮;按形状可分为平形砂轮、斜边砂轮、筒形砂轮、杯形砂轮、碟形砂轮等;按结合剂可分为陶瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮、金属砂轮等。砂轮的特性参数主要有磨料、粒度、硬度、结合剂、形状、尺寸等。

生产过程：
普通砂轮的工艺流程有以下8个步骤： 1、配料：按配方要求称量好所需要的各种原材料。 2、混料：按工艺要求把磨料以及其他各种材料按先后顺序，及时间要求混合为成型料的过程。 3、成型：使用压力机和模具将成型料压制成所需要形状的砂轮毛坯的过程。 4、干燥：分为自然环境下的自然干燥和人工加热方式的人工干燥，以及两者并用的连续干燥。 5、烧成：在这个过程中，陶瓷砂轮叫烧结；树脂砂轮叫硬化；橡胶砂轮叫硫化。整个过程由曲 线变化的升温、恒温、冷却的温度变化完成的。 6、加工：用车床或磨床将烧后胚体的外圆、平面、孔径加工为成品的过程。有的还需要灌孔和渗硫、侵蜡等等。 7、检验、盖章：对产品的外观、尺寸、硬度、平衡、强度等要进行严格的检验，使之符合标准的要求，并对合格的产品加盖标准要求的印章，以及按批次打印产品合格证。 8、包装入库：对合格的产品按要求进行包装，然后入库保管。

一、普通砂轮

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，现分别介绍如下。
1.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，磨料必须锋利，并具备高的硬度、良好的耐热性和一定的韧性。

最常用的磨料是棕刚玉（A）和白刚玉（WA），其次是黑碳化硅（C）和绿碳化硅（GC），其余常用的还有铬刚玉（PA）、单晶刚玉（SA）、微晶刚玉（MA）、锆刚玉（ZA）。

    棕刚玉砂轮：棕刚玉的硬度高，韧性大，适宜磨削抗拉强度较高的金属，如碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等，这种磨料的磨削性能好，适应性广，常用于切除较大余量的粗磨，价格便宜，可以广泛使用。

    白刚玉砂轮：白刚玉的硬度略高于棕刚玉，韧性则比棕刚玉低，在磨削时，磨粒容易碎裂，因此，磨削热量小，适宜制造精磨淬火钢、高碳钢、高速钢以及磨削薄壁零件用的砂轮，成本比棕刚玉高。

    黑碳化硅砂轮：黑碳化硅性脆而锋利，硬度比白刚玉高，适于磨削机械强度较低的材料，如铸铁、黄铜、铝和耐火材料等。

    绿碳化硅砂轮：绿碳化硅硬度脆性较黑碳化硅高，磨粒锋利，导热性好，适合于磨削硬质合金、光学玻璃、陶瓷等硬脆材料。

    铬刚玉砂轮：适于磨削刀具，量具、仪表，螺纹等表面加工质量要求高的工件。

    单晶刚玉砂轮：适于磨削不锈钢、高钒高速钢等韧性大、硬度高的材料及易变形烧伤的工件。
    微晶刚玉砂轮：适于磨削不锈钢、轴承钢和特种球墨铸铁等，用于成型磨，切入磨，镜面磨削。
    锆刚玉砂轮：适于磨削奥氐体不锈钢、钛合金、耐热合金，特别适于重负荷磨削。

2.粒度的选择 

主要取决于被磨削工件的表面粗糙度和磨削效率。
粒度是指磨料的颗粒尺寸，其大小则用粒度号表示 用粗粒度砂轮磨削时，生产效率高，但磨出的工件表面较粗糙；用细粒度砂轮磨削时，磨出的工件表面粗糙度较好，而生产率较低。在满足粗糙度要求的前提下，应尽量选用粗粒度的砂轮，以保证较高的磨削效率。一般粗磨时选用粗粒度砂轮，精磨时选用细粒度砂轮。

3.硬度的选择   

主要取决于被磨削的工件材料、磨削效率和加工表面质量。
硬度是指砂轮在外力作用下磨粒脱落的难易程度,为了适应不同工件材料磨加工的要求,制造砂轮时分成不同硬度的等级。不同硬度的砂轮其适用范围 砂轮选得过硬，磨钝的磨粒不易脱落，砂轮易堵塞，磨削热增加，工件易烧伤，磨削效率低，影响工件表面质量；砂轮选得过软，磨粒还在锋利时就脱落，增加了砂轮损耗，易失去正确的几何形状，影响工件精度。所以砂轮硬度的选择要适当，还应根据砂轮与工件接触面积大小、工件形状、磨削的方式、冷却方式、砂轮的结合剂种类等因素来综合考虑。

4.结合剂的选择   

应根据磨削方法，使用速度和表面加工要求等条件予以考虑。
最常用的砂轮结合剂有陶瓷结合剂（V）和树脂结合剂（B）。
  陶瓷结合剂是一种无机结合剂，化学性能稳定、耐热、抗腐蚀性好，气孔率大，这种结合剂制造的砂轮磨削效率高、磨耗小，能较好地保持砂轮的几何形状，应用范围最广。适于磨削普通碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁、硬质合金、有色金属等。但是，陶瓷结合剂砂轮脆性较大，不能受剧烈的振动。一般只能在35米/秒以内的速度下使用。
  树脂结合剂是一种有机结合剂，这种结合剂制造的砂轮强度高，具有一定的弹性，耐热性低，自锐性好，制作简便，工艺周期短。可制造工作速度高于50米/秒的砂轮和很薄的砂轮。它的应用范围仅次于陶瓷结合剂，广泛用于粗磨、荒磨、切断和自由磨削，如磨钢锭，铸件打毛刺等。可制造高速、高光洁度砂轮，重负荷、切断以及各种特殊要求的砂轮。

5.组织的选择   

主要考虑工件所受的压力、磨削方法、工件材质等。
  砂轮的组织是指组成砂轮的磨料、结合剂、空隙三部分体积的比例关系。通常以磨粒所占砂轮的百分比来分级。有三种组织状态（紧密、中等、疏松）共 15级（0～14）、组织号越小，磨粒所占的比例越大，砂轮越致密。砂轮疏松则不易堵塞，并可把切削液或空气带入切削区，降低磨削温度，但过分疏松则磨粒含量小，容易磨钝和失去正确的廓形。故粗磨时应采用疏松砂轮，精磨时应采用组织教紧密的砂轮。

6.形状尺寸及其选择 

根据机床结构与磨削加工的需要，砂轮制成各种形状与尺寸。
砂轮的外径应尽可能选得大些，以提高砂轮的圆周速度，这样对提高磨削加工生产率与表面粗糙度有利。此外，在机床刚度及功率许可的条件下，如选用宽度较大的砂轮，同样能收到提高生产率和降低粗糙度的效果，但是在磨削热敏性高的材料时，为避免工件表面的烧伤和产生裂纹，砂轮宽度应适当减小。

砂轮的特性均标记在砂轮的侧面上，其顺序是：形状代号、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂和允许的最高线速度。如：砂轮 1-300×30×75-A60S6V-35 m/s 表示 , 平形砂轮外径300 mm 、 厚度 30mm、内径75 mm ，棕刚玉磨料， 60 # 粒度，硬度为硬1等级，6号组织，陶瓷结合剂，最高线速度35 m/s 。

二、 金刚石砂轮
    金刚石砂轮比用碳化硼、碳化硅、刚玉等一般磨粒制成的砂轮刃角锋利、磨耗小、寿命长、生产率高、加工质量好，但价格昂贵，因而适用于精磨硬质合金、陶瓷、半导体等高硬度脆性难加工材料。

    金刚石砂轮的特征包括磨料种类、粒度、硬度、浓度、结合剂、砂轮形状与尺寸。

    磨料：广泛使用人造金刚石（JR），根据它的结晶形状和颗粒强度，分各种型号，按其特定用途选型号。

    粒度：要以工件粗糙度、磨削生产率和金刚石的消耗三个方面综合考虑。

    硬度：只有树脂结合剂金刚石砂轮才有“硬度”这一特性。一般采用S（Y1）级或更高。

    结合剂：常用的结合剂有四种，其结合能力和耐磨性以树脂、陶瓷、青铜、电镀金属为序，依次渐强。树脂结合剂金刚石砂轮磨削效率高，被加工工件粗糙度好，适用范围广，自锐性好，不易堵塞，发热量小，易修整，主要用于精磨工序。陶瓷结合剂金刚石砂轮主要用于各种非金属硬脆材料、硬质合金、超硬材料等的磨削。

    浓度：浓度选择要根据使用砂轮的粒度、结合剂、形状、加工方法、生产效率及砂轮寿命的要求而定。高浓度金刚石砂轮保持砂轮形状的能力强，低浓度砂轮磨削时，金刚石的消耗往往更低些，应根据需要酌情选取。

形状和尺寸：按工件的形状、尺寸和机床条件选用。

三、立方氮化硼（CBN）砂轮
    立方氮化硼（CBN）砂轮的立方氮化硼颗粒粘在普通砂轮表面只有很薄一层，其磨粒韧性、硬度、耐用度是刚玉类砂轮的100倍，最适于加工硬度高、粘性大、高温强度高、热传导率低的难磨钢材及高速或超高速磨削。其应用范围与人造金刚石起着互相补充的作用。金刚石砂轮在磨削硬质合金和非金属材料时，具有独特的效果，但在磨削钢料时，尤其是磨削特种钢时，效果不显著。立方氮化硼砂轮磨削钢件的效率比刚玉类砂轮要高近百倍，比金刚石砂轮高五倍，但磨削脆性材料不及金刚石。

    立方氮化硼砂轮的选择和金刚石砂轮的选择相类似。但在结合剂选用上，大部分是树脂结合剂，次之是电镀，金属结合剂。陶瓷结合剂CBN砂轮主要用于钛合金、高速钢、可锻铸铁等难加工的黑色金属的磨削，树脂结合剂CBN砂轮适用于磨削铁磁性材料，是加工钢材的理想选择。CBN砂轮浓度一般在100%~150%间选用较经济合理，它不能用普通切削液，需特殊的切削液。

四、大气孔砂轮
    大气孔砂轮在磨削时具有不易被堵塞、耐用度高和切削能力强等优点。适用于软金属和塑料、橡皮和皮革等非金属材料的粗、精磨。同时，它具有散热快的特点，所以在磨削一些热敏性大的材料、薄壁工件和干磨工序中（例如刃磨硬质合金刀具和机床导轨等）有良好的效果。

    大气孔砂轮和一般陶瓷结合剂砂轮的制造方法基本一样。不同点是在配料中外加一定量的增孔剂，它在砂轮烧结前完全挥发或被烧烬，从而产生大气孔。

由于更换一次砂轮很麻烦，因此，除了重要的工件和生产批量较大时，需要按照以上所述的原则选用砂轮外，一般只要机床上现有的砂轮大致符合磨削要求，就不必重新选择，而是通过适当地修整砂轮，选用合适的磨削用量来满足加工要求。

五、发展趋势
磨削是用不确定的刀刃来切削的加工，目前的磨削技术，不仅对磨床设备提出了新的要求，而且对磨削工具也提出了更高的要求，为了提高精度，提高效率，降低成本，各磨料模具厂商在各方面做出努力，来适应和开发新产品，提高他们各自的竞争能力。磨料要在颗粒形状,清洁度上下功夫，另外细号、除尘粉积压严重，如何让这些产品，副产品充分使用，也是尊龙凯时当前及今后需要加强研究的方面。磨料除磨削用途外，要向非磨削领域研究发展。树脂磨具应在提高磨削强度，切削力上下功夫，要解决好磨具抗衰减的能力。尤其重负荷砂轮，针对钢厂、磨铁轨砂轮等质量差别比较大。高档陶瓷磨具，尤其是与数控机床配套的磨具，高速，高效的磨具比较少，应加大力度研发。
近年来，随着高端技术人才的深入研究，以及新型材料的应用，国内砂轮厂产品质量普遍都有所提升，切片和磨片更锋利了，也更耐用了。市场开始呈现供大于求的局面，因此价格竞争也愈演愈烈了，价格和利润空间呈现下滑趋势，然而市场对质量要求却从未降低过。很多砂轮厂家也推出各种促销方案，以稳定客户或赢得更多市场。逆水行舟，不进则退！对于国外的买家来说，在确保质量的前提条件下，大多数买家也会选择价格更有竞争力的供应商，尤其是OEM客户。