1、磨料及砂輪的適用范圍 ( 剛玉系與碳化系 )在節省成本的前提下，用最低的成本取得較好的磨削效果是磨削時必須考慮 的。而各種磨料不同，砂輪磨具的成本也就不同。下面介紹幾種磨料的大致適 用范圍，當然，這也視實際情況而定，本人的觀點僅供參考吧。棕剛玉砂輪 (A)- 磨抗張強度較高的金屬，如碳素鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵、硬 青銅等白剛玉砂輪 (WA)- 磨淬火鋼、合金鋼、高速鋼、高碳鋼、薄壁零件等 單晶剛玉砂輪 (SA)- 磨不銹鋼等韌性大、 硬度高的材料及易變形燒傷的工件 微晶剛玉砂輪 (MA)- 磨軸承鋼和特種球墨鑄鐵等。用于成型磨、切入磨、鏡 面磨等鉻剛玉砂輪 (PA)- 磨刀具、量具、儀表螺紋等工

2、件表面粗糙度值要求低的工 件鋯剛玉砂輪 (ZA)- 磨鈦合金、耐熱合金等鐠釹剛玉 (NA)- 磨合金工具鋼、超硬高速鋼、高溫合金鋼等 黑剛玉 (BA)- 適用于電鍍底面拋光、鋁制品和不銹鋼的拋光 黑碳化硅 (C)- 磨鑄鐵、黃銅、鉛、鋅、皮革、塑料、木材、礦石等 綠碳化硅 (GC)- 磨硬質合金、光學玻璃、陶瓷等硬脆材料 立方碳化硅 (SC)- 不銹鋼及軸承鋼的大、小、微型軸承溝道的超精加工 碳化硼 (BC)- 適于對硬質合金和寶石等材料的研磨拋光 鈰碳化硅 (CC)- 磨硬質合金、鈦合金、超硬高速鋼等 砂輪的選擇及諾頓砂輪介紹砂輪選擇及諾頓砂輪介紹 砂輪選擇及諾頓砂輪介紹砂輪選擇在磨削中的

3、重要性磨削加工一般作為工件加工的終工序，其任務就是要保證產品零件能 達到圖紙上所要求的精度和表面質量。磨削表面粗糙度與零件精度有密切關 系，一定的精度應有相應的表面粗糙度。一般情況下，對尺寸要進行有效的 控制，則粗糙度Ra值應不超過尺寸公差的八分之一，磨削表面粗糙度對零件 使用性能的影響是：表面粗糙度值越小，則零件的耐磨性，耐蝕性，耐疲勞 性越好。反之則相反。因此，在磨削加工中，必須注意降低表面粗糙度。影 響磨削加工表面粗糙度的主要工藝因素中砂輪粒度對其有顯著影響，砂輪粒 度越細，同時參與磨削的磨粒就越多，則磨削表面粗糙度就越低。一般磨削 時取4680號粒度的砂輪，精磨時應選用150240號粒

4、度的砂輪，鏡面磨 削時應選用W1(W7粒度的樹脂石墨砂輪，可獲得較好的工件表面粗糙度。 近年來隨著新技術的開發應用，高精度磨削技術的發展，使磨削尺寸達到0.10.3卩m表面粗糙度達到0.20.05卩m磨削表面變質層和殘留應力均 甚小，明顯提高的加工質量。成形磨削，特別是高精度的成形磨削，經常是 生活中的關鍵問題。成形磨削有兩個難題：一是砂輪質量，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，即高效、經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

5、傳統磨削的限制，生產率成倍提高，有些零 件的毛坯不需要經過粗加工，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量。如 SG磨料。它是一種新穎的陶瓷氧化鋁磨料，以純剛玉為原料，將其在水中與氧化鎂之類媒介結合，產生塊狀膠凝物，干燥之 后形成脆性物體。再將其碾碎至所需粒度，在1300C到1400r到溫度下燒結而成。其硬度大大高于普通氧化鋁，且韌性好，因此可以在較高速度和較大 載荷條件下運轉，金屬磨除率比普通氧化鋁高三倍以上。它最大的優點是磨 削區溫度低，砂輪始終具有鋒利的磨削刃，砂輪形狀保持性好、時間長。立 方氮化硼磨削。它是一種堅硬而耐磨的磨料，并具有高的導熱性和耐化學侵 蝕等優

6、異的性質。最新一代的磨料是以尖銳、高強和可用于無支撐切削為特 征的，這些特征可降低磨削加工過程中的磨削力，從而減少對工件的損傷。 實際上，對磨料合成條件控制得嚴格與否將會直接影響到磨粒的最終晶型和 包括強度、熱穩定性和斷裂特征在內的物理性質，從而影響到它的使用性能。 如De Beers公司生產的四種ABN產品，這四種產品每種都具有自己不同的特 性。ABN200是脆性的黑色磨料，主要用于陶瓷粘結磨削工具和金屬包敷樹脂 粘結的磨削工具。ABN300具有與ABN200相似的強度，但顏色為琥珀色，通常 應用于金屬和環氧樹脂粘結的磨削工具。ABN60C為黑色，是一種典型的具有 特定晶面的高強立方氧化硼磨

7、料，也是應用于金屬和環氧樹脂粘結的磨具。 ABN800則是最新一代的高強單晶立方氧化化硼材料。ABN800具有與ABN600相似的強度，但是，可以看到兩者存在著顯著的不同，前者具有尖銳棱角和 高熱穩定性。 在磨削過程中，塊狀或圓的磨?？煽紤]采用與工件呈較大的負 前角進行磨削。而對尖銳的多角狀的粒子在多數情況下采用較大的正前角進 行磨削。因此，在磨削碳化物含量較高的鋼（如某些高速鋼）時，最好選擇 具有負前角的磨料粒子。當加工更硬的強韌材料（如某些高速鋼和表面硬化 鋼）時，具有較大的正前角的尖銳多角狀磨粒具有潛在的優勢。緩進給磨削 中磨料特征的影響。在磨削過程中加在單個磨料粒子上載荷的種類與大小都

8、 將影響到磨粒的切削性能，進而影響到最佳磨料的選擇。為說明這點，進行 了臺下的試驗：使用端頭半徑為0.5mmr90° V型陶瓷粘結砂輪磨削M2高速鋼， 對兩種ABN600和ABN800磨料進行測試，并對法向磨削力、功率和砂輪的磨 損進行監測。可以看到，ABN800法向磨削力較低。當進給量提高時，切削率 增加，磨削力也同時提高。但對于 ABN800砂輪，磨削力的提高相對較小。而 磨削功率隨進給量的增加而提高的趨勢與 ABN600基本相同。盡管對于ABN800 磨料制成的砂輪測出的磨削力和能量較低但曲率為0.5mm砂輪端面的磨損也同時減小。當進給量從而 200mm/min提高到300mm

9、/min時，三個參數增中的 相對百分比，即切削功率提高 50%。隨著磨削條件的惡劣程度加劇，具有尖角 狀特征的磨粒的優點表現得更為突出。鎳鉻鋼是一種較難磨削的材料。針對 有尖銳棱角的磨料去屑率高的特點，用陶瓷粘結的砂輪對牌號為 718的鎳鉻 鋼進行磨削試驗。對兩種高強磨料，ABN600和 ABN80C進行了如前的試驗?？?以看到，與ABN600相比，在工作臺速度為150mm/min和200mm/min時，ABN800 仍保持它的優點。當工作臺速度進一步提高到300mm/min時，兩種砂輪都表現出高的砂輪磨損速率。然而，試驗結果表明，當使用尖銳磨料制成的砂輪 磨削同樣的材料時，在150mm/mi

10、n和200mm/min的兩種速度下，都可以得到 合理的砂輪壽命。使用樹脂粘結的砂輪進行M2高速鋼平面磨削試驗。實驗中， 用ABN600和 ABN80C兩種磨料制成的小砂輪的尺寸為 125mM 6mm實驗結果 表明，使用尖銳的磨料的砂輪壽命長，而磨削功率低。眾所周知，磨削過程 中，在磨料和工件磨削面之間會產生瞬間界面高溫。試驗證明，與常用磨料 相比，立方氧化硼產生的界面磨削溫度更低。其中關鍵原因是立方氧化硼砂 輪的比磨削能要比常用磨料的砂輪低。通過試驗，可以看到，隨著切削深度 的提高，立方氧化硼砂輪之所以具有低的磨削能，主要得益于立方氧化硼具 有高的熱導率。綜上所述，在不同材料和工藝條件的磨削中

11、，合理選用砂輪， 可降低磨削加工表面精度，提高磨削加工表面質量，能使磨削效率有成倍的 提高，取得低成本加工的效果，并且砂輪壽命長，修整頻率低，金屬磨除率 高，磨削力小冷卻效果佳。諾頓砂輪介紹一、磨具磨料： 人類從新石器 時代開始，就采用天然磨石打磨用具。伴 隨著蒸汽機的發明，磨具磨料開始 進入機械制造領域，并成為不可替代的工藝方法越來越大量使用，是獲得高 精度產品的重要手段。締屬于圣戈班集團的 NORTON諾頓）品牌，創建于一 八八五年，是世界最早從事磨具磨料研究、生產的專業工廠，一百多年來傾 心為用戶提供保證磨削質量，提高磨削效率、降低制造成本的優質產品，是 全球最大的磨具磨料制造商。在中國

12、五十年代出版的工具書中都可以見到該 品牌的介紹，從圣戈班NORTO在國內設廠生產后，是目前在中國大陸能買到 的最佳性價比的國外品牌。NORTO陶瓷結合劑產品介紹：1、磨料種類（1）剛玉類磨料： A 棕剛玉砂輪：適用于硬度較低的碳素鋼、合金鋼、可鍛 鑄鐵工件的普通磨削，如外圓磨、平面磨和無心磨 , 也可用于切斷、打磨等場 合。WA（38A） 白剛玉砂輪 : 用于硬度較高的合金鋼、高速鋼、淬火工件的普 通磨削，也多用于齒輪磨、螺紋磨、成型磨場合。AWA（ 19A）棕、白剛玉混合磨料：適用于硬度中等的碳素鋼、合金鋼工件 的普通磨削。既可保證工件的表面粗糙度，又具有一定有磨削效率。SA（32A）單晶剛

13、玉：適用于高速鋼、奧氏體不銹鋼、鈦合金等高硬度、 高強度金屬材料的磨削。ASA（23A）單晶剛玉和棕剛玉的混合磨料：適用于球墨鑄鐵、冷激鑄鐵類 材料的高效磨削，也用于軸承鋼的普通磨削。PA （25A）鉻剛玉，用于工具鋼、不銹鋼、淬火工件的內圓磨、工具磨、 仿型磨及高光潔度磨削。（2）碳化硅類磨料：GC（ 39C）綠色碳化硅C （ 37C）黑色碳化硅碳化 硅適用于鑄鐵、硬質合金、有色金屬的磨削 , 也可用于玻璃、石材等非金屬 材料的磨削。（3）SG磨料SG磨料是圣戈班開發的經特殊引晶凝膠系統燒結而成，帶有革命性的新一代氧化鋁磨料，具有硬度高，韌性好，鋒利度強等優點。與普通 剛玉磨料相比，SG具有

14、磨耗比高，保形性強，工件表面加工質量好，砂輪修 整量小，磨削效率高等優越性。SG砂輪特別適用于航空航天用合金、工具鋼、 淬火工件、硬鉻、硬鑄鐵等的磨削。因 SG磨料價格較貴，通常SG可以根據 不同場合的磨削要求，以一定比例同白剛玉（或其它剛玉磨料）進行混合制 成砂輪，以達到磨削效果和砂輪成本的最佳組合。 2 、磨料粒度粒度是用來 表示磨料顆粒幾何尺寸的大小。其選擇 依據主要是加工工件所需的表面粗糙 度，同時也需要考慮其他一些因素（如磨削效率、村料特性等）。以外圓磨 為例，常用粒度與表面粗糙度有下面的大致關系：粒度3646546070 8090100 粗糙度 Ra1.6Ra0.8 Ra0.4 R

15、a0.2• 粗粒度的磨料適用于磨削 : 1）材質較軟 , 延伸率大以及類似軟鐵和有色金屬等材料。 2） 進給量大，磨削效率要求高的場合。 3） 表 面粗糙度要求不高的場合。 4） 磨削接觸面大的場合。 • 細粒度的 磨料適用于磨削： 1 ） 硬度較高以及類似高碳工具鋼，硬質合金一類的 金屬材料和玻璃等脆性材料。 2 ） 表面粗糙度及精度要求高的場合。 3 ） 磨削接觸面小的場合。 4 ） 工件半徑或孤度小的場合。 3 、硬度 E F G H I J K L M N O P Q R 軟 硬砂輪的硬度是指磨料 之間的結合度，砂輪中結合劑量的多少決定了砂輪的硬

16、度高低。用戶需要根 據具體的磨削（如進刀量、粗糙度、材質）要求來靈活選擇砂輪的硬度。一 般砂輪硬度選擇的原則是： •較軟的硬度 1 ）進刀量大的粗磨。 2 ） 磨削接觸面大的場合。 3 ）材質較硬的工件，如高硬度工具鋼和硬質合金等。 4）工件抗熱性能差，嚴防表面燒傷。 •較硬的硬度 1 ）進刀量小的精 磨。 2 ）延長砂輪壽命。 3 ）材質較軟的工件。 4 ）磨削接觸面小或窄的場 合。 4 、組織號： 5 6 7 8 9 10 11 12 13 密 疏組織號用以表示砂輪內相鄰的磨料顆粒之間的距離，也就是間隙的大小 。 砂輪中磨料顆粒所占的體積百分比，也就

17、是其濃度的大小，決定砂輪的組織 號，陶瓷砂輪組織號變化范圍一般是從 5 到 13，數字越小表示砂輪組織越密， 數字越大表示砂輪組織越疏松。組織號 11，12 和 13 通常是指氣孔砂輪。 5 、 結合劑： 結合劑是砂輪的關鍵組成之一，其功能是將磨料顆粒接固成一 體形成砂輪，以幫助其實現磨削功能。陶瓷結合劑一般是呈玻璃態的無機材 料。結合劑的選擇主要取決于砂輪的工作速度，工件的加工方式及加工精度 的要求。圣戈班公司作為全球磨料磨具工業的先驅和領導者，積一百多年的 砂輪制造、應用的經驗，研制開發了近百種不同性能的結合劑。6 、可供砂輪直徑尺寸：30 1200mm 7可供線速度：35m/s 63m/

18、s 8、圣戈班目前需 進口購買的產品：NORTO磨具磨料產品：NORTO高速（樹脂結合劑）砂輪，NORTO砂帶，打磨砂片。WINTERS級磨具磨料：WINTER牌金剛石產品，立方氮化硼（CBN產品及其它金剛石鉗工打磨拋光用具。Flexovit（富萊維特）切割片。CORZ磨具磨料UNICOM!具磨料9、產品訂購要素： 訂購表述：磨料 •粒度 •硬度 •組織號 • 結合劑 • 線速度 •形狀•外徑 • 厚度• 孔徑 &a

19、mp;#8226; 數量例： WA 46 K 11 VBE 45m/s P 350401275 片常用形狀代號：P（平形）、PDA單面凹）、PSX雙斜邊）、PDX單斜邊）、B（杯 形）、PSA雙面凹）10、可提供的配套服務：代用戶選擇推薦砂輪：用戶告知磨削工件材料牌號、硬度、表面粗糙度要求，代用戶推薦適用產品。 為用戶提供磨削技術咨詢、培訓。磨削質量問題的產生來源于砂輪的選配， 機床的精度，操作者的方法與習慣，冷卻液的效果與清潔度。我公司可向用 戶奉獻出我們多年來積累的經驗。NORTO砂輪圣戈班NORTO砂輪美國 NORTO諾頓砂輪 規格參數及其使用用途砂輪粒度選擇 20 22 24 30 3

20、6 40 46 54 60 70 80 90 100 120 150 180 220 280 320 400 磨料依次由粗到細 砂 輪粒度的選擇是根據用戶所需的光潔度而定的，一般粒度選擇的原則是：粗 粒度砂輪適用于： 1 ） 材質較軟，延伸率大以及類似軟鐵和有色金屬等韌性 材料。 2 ） 進刀量大的場合 3 ） 表面粗糙度要求不高的場合 4 ） 磨削接觸 面大的場合細粒度砂輪適用于： 1 ) 材質較硬，脆性較大的材料，如硬質工 具鋼、玻璃等 2) 表面粗糙度要求高的場合 3) 磨削接觸面小的場合 4) 工 件半徑或孤度小的場合，如螺紋工具磨削 白剛玉砂輪 白剛玉：白色，剛玉的基本品種，條狀結構

21、。強度高、耐磨，磨粒易碎裂， 棱角鋒利，磨削能力強，效率高，發熱量較小。但韌性偏低，磨削時易切入 工件， 其硬度略高于棕剛玉， 價格高于棕剛玉。 白剛玉砂輪可用于薄壁零件、 高速鋼、合金鋼、淬火鋼工件的普通磨削，也可用于齒輪磨、螺紋及成型磨， 同時，也用于磨削軸承鋼，汽車鋼套等硬度較高的鋼材，有人也稱白砂輪。在砂輪行業中粗制白剛玉砂輪主要由以下方法制造，第一，根據客戶需 要用粒度更粗砂粒制造的粗制白剛玉砂輪， 這種砂輪磨削速成度快， 工效高， 但光潔度低。還有一種方法制造粗制白剛玉砂輪是，在同等的條件下加大砂 粒之間的氣孔率以達到加粗的目的，同樣可使磨削效果提高，這樣生產的粗 制白剛玉砂輪在實

22、際生產中應用也較為廣泛。磨削加工中砂輪堵塞機理的研究 磨削加工是一種歷史悠久、應用廣泛的金屬切削方法。在國內，目前主要應 用在傳統刀具難以切削的硬質材料以及精度、 表面質量要求高的零件的加工。 隨著大量新材料的出現和應用 以及科學技術發展所帶來的對零件精度、 質量 的新要求，磨削加工應用的增長幅度遠超過其他傳統加工方法。在國外，磨 削加工已廣泛地應用在毛坯直接加工，在很多方面取代了傳統 的切削方法， 磨床的數量也達到機床總數的 60左右。磨削加工中，不僅磨粒的尺寸、形 狀和分布對加工起著重要作用，往往在加工韌性金屬時，出現砂輪的急劇堵 塞鈍化，導致砂輪 壽命過早結束， 要避免砂輪堵塞鈍化和由此

23、產生的不利影 響，研究砂輪的堵塞機理、過程十分有必要。一、磨屑的形成 磨削過程是一個復雜的多因素、多變量共同作用的過程，其目的是通過切除 一定量的工件材料獲得較高表面質量和精度。砂輪是一個由磨料、結合劑經 壓坯、干燥、燒結而成的疏松體 ，其中的單個磨粒就是一把微小的切削刃， 有很大的負前角和刃口鈍圓半徑。高速運動的磨粒經過滑擦、耕犁后切入工 件。切削層材料有明顯的沿剪切面滑移后形成的短而薄的切屑， 這些磨屑在 磨削區內被加熱到很高的溫度(如中碳鋼材料可達到1200K以上)，然后被氧 化和熔化，隨后固化成微粒球體，在球體面上還有某些叉枝，這種球狀磨屑 是一種主要磨屑形式 。磨削不銹鋼 Cr20N

24、i24Si4Ti 時，通過掃描電子顯微鏡， 發現大量球狀磨屑，當然還伴隨著帶狀、節狀磨屑以及灰燼，這些磨屑有不 少部分將會填充到砂輪氣孔中， 依附在磨料的四周 ，引起砂輪的堵塞， 導致 磨削精度下降，燒傷工件，縮短砂輪壽命。二、砂輪堵塞的類型和機理砂輪堵塞的類型有嵌入型、依附型、粘著型、混合型。 嵌入型堵塞是磨屑嵌在砂輪工作表面氣孔處的堵塞狀態。依附型堵塞是磨粒 靠暫時的力量依附在磨粒切削刃的后刀面上的一種堵塞狀況。粘著型堵塞是 指磨削熔化后粘附在磨粒凸出切削刃的四周或粘結劑上?；旌闲投氯且陨?三種類型在某一微小部位的集合或層集。嵌入型和依附型堵塞的機理 嵌入型和依附型堵塞屬于磨屑機械性地填

25、充在砂輪空隙中產生的堵塞現象。 填充的動力來自兩個方面，一個是外來的，一個是內在的，涉及到物理、電、 熱等方面的因素。外來因素：磨削加工有一個很重要的特點，徑向磨削分力 Fy 大于切向分力Fz, Fy/Fz >210,工件材料愈硬，塑性愈小，Fy/Fz比值愈大，這樣磨削 區的磨屑在強大的正壓力作用下， 被機械地擠進砂輪表面的空隙里。 從微觀 上分析，磨屑是沿磨粒前面滑出，磨粒前面的局部區域堆積著數層磨屑，在 磨粒的后面，由于砂輪高速旋轉的作用，形成一個氣流旋渦區，旋渦區的空 氣壓力顯著減小，在負壓作用下，使部分磨屑依附在磨粒的后面，形成磨粒 后刀面的依附性堵塞，依附物多數是灰燼和微粒。靜

26、電場的作用：砂輪與工件的相對速度是 V砂遠大于V工，普通磨床的V秒 =350m/s,我國高速磨床磨削速度的成熟數值為 5080/s，國外的試驗速 度達200m/s250m/s,工件 的速度在1.5m/s以下。砂輪與工作相對運動時， 在磨削區內，砂輪與工件表面將會因電子逸出的原因出現按一定規律排布的 電荷。 同時，磨削區內的氣體也會因高溫作用導致被激放 電，使中性氣體電 離成正離子和電子。在磨削區某些小區域內形成了由砂輪和工件組成的小電 場，在電場內，有中性原子、正離子、電子、雜質、粉塵，不僅有中性原子 被電離的過程 ，還有正離子與電子復合的過程。 在電場的作用下， 部分磨屑 將呈現極性，根據異性相吸原理，與砂輪極性相反的磨屑就被吸附在砂輪工 作表面。由于電場強度很小，所以吸附力也很弱，磨屑在砂輪表面是不牢靠 的，但借助于砂輪與工件之間較大的機械壓力，使已吸附在砂輪表面的磨屑 能穩定地嵌入砂輪表面的空隙之間。粘著型堵塞的機理磨削過程中的絕大部分輸入功率轉化為磨削熱，使磨削點溫度高達1200K以上，在如此高溫作用下，磨削首先遇空氣迅速氧化，形成低熔點的金屬氧化 物，接著這些金屬氧化物在磨削 區高溫加熱呈融化狀態，覆蓋在砂輪