树脂磨具的结构与性能.docx

树脂磨具是利用树脂做结合剂，将磨料粘结在一起形成具有不同形状的磨削工具。树脂磨具属于固结磨具之一。根据树脂磨具的形状可分砂轮、砂瓦、磨石、磨头、抛磨块。一、 树脂磨具的结构磨具是有磨粒、结合剂、辅助材料和气孔四要素所构成的。磨粒 磨粒是切削刃，同车刀、铣刀的刀刃一样，是磨削主导因素。磨具实际上就是磨粒的合体，能进行切除工件表面的切屑，达到磨削的目的。结合剂结合剂将磨粒于辅助材料粘结在一起，经过固话，成为具有一定形状和强度的磨具。并且，磨削过程中，磨粒的切削刃尖端钝化，磨削力增强。当磨削力超过磨粒的强度或结合剂的把持力时，磨粒出现破碎或脱落现象。生成新的切削刃，产生自锐作用。辅助材料为了改善磨具某些性能，如增强强度，提高磨削性等，以适应某些特殊磨削加工需要。气孔气孔起排泄货冷却作用。二、 树脂磨具的主要性能1. 树脂磨具的硬度磨具的硬度是指磨粒在外力作用下从磨具表面脱落的难易程度。一般而言，硬度高的磨具，磨粒难易脱落，自锐性较差；硬度低的磨具，磨粒容易脱落，自锐性好。由于磨具在磨削时主要是磨粒对工件产生力的相互作用，当磨粒受外力作用后，必然使结合剂同时受到一定的外力作用。因此，磨具硬度是磨粒和结合剂受外力的综合反映，以结合剂把持磨粒从表面脱落的难易作判断。所以，决定磨具硬度主要不是磨粒本身的硬度，而是结合剂把持磨粒的能力。硬度不高的磨粒，可以制成硬度高的磨具；硬度高的磨粒，也可以制成硬度低的磨具。磨具硬度是衡量磨具质量的重要指标之一，在磨具的所有物理机械性能中，它较能正确地反映磨具磨削的性能。目前，国内外测定磨具硬度的方法很多，其中，手锥法、机械锥法、喷砂法和洛氏法是应用最广泛的方法。此外，还有声频法、超声法等测定方法。根据机械行业标准JB/T 7992-1995磨具的检查方法，精度为F36F150树脂磨具，用喷砂硬度机检验硬度，精度为F180F1200树脂磨具，用洛氏硬度计检验硬度。根据国家标准GB/T 2484-1994规定，磨具硬度代号按软至硬顺序分为A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P、Q、R、S、T、Y，共19级。但是，对于树脂磨具来说，由于本身具有较大的弹性，直接影响到硬度测试的准确性。特备是对于弹性较大的树脂磨具，现行磨具硬度测定方法已经不能真实的反映出树脂磨具的硬度。2. 树脂磨具的组织磨具是有磨粒、结合剂、辅助材料和气孔四要素构成，而磨粒是磨具对被加工工件表面起切削作用的主要因素。所谓磨具组织，就是反映在磨具内起磨削作用的磨粒分布的枢密程度，也可以说是磨粒在磨具中的体积分布，以磨粒占磨具体积分数来表示，也称为磨粒率。根据国家标准GB/T 2484-1994规定，磨具组织号按磨粒率从大到小顺序为014，其磨具组织号与磨粒率的关系式如式（1-1）所示： Vg=2X(31-N) （1-1）式中：Vg磨粒率，%；允差为1.55%； N 组织号（从014或更大）。 磨具组织松紧与磨粒粒度有关。粗粒度磨具，由于磨粒颗粒尺寸大，所占体积分数也大，即磨粒率高，所以一般粗粒度磨具组织比较紧密，组织号在05范围内。反之，细粒度磨具，其颗粒尺寸小，表面积大，同样硬度时，所用结合剂量要比粗磨粒磨具多，单位体积内磨粒所占体积少，故组织比较疏松，组织号较大。树脂磨具组织号的测定方法见机械行业标准JB/T 8339-1996。3. 砂轮的不平衡砂轮在旋转或运动时，由于本身的质量中心和它的旋转轴中心不相重合，而引起震动，称为砂轮不平衡。振动力的大小，以b（克）来表示，称为不平衡值。砂轮的不平衡分为静不平衡、动不平衡和综合不平衡三类。静不平衡：是指砂轮的重心与旋转中心线在同一平面上，但位于该中心线的一侧。因此，作静平衡检查时，中的一边停留中心轴线的下面。动不平衡：是指砂轮重心与旋转中心线在同一平面上，其总重心位于旋转中心线上，因而，砂轮处于静止状态时是平衡的，但是由于砂轮内部质量的分布不均匀，旋转时即会产生力偶，这种力偶在砂轮旋转时才会发生，使砂轮出现动不平衡。综合不平衡：是指砂轮同事存在静不平衡和动不平衡。砂轮不平衡大多数属于这种情况。砂轮的平衡度反映了砂轮内部质量的分布状况，也反映了它在平衡过程中重心位置的变化。凡是具有正确的几何形状，内部质量分不均匀的砂轮，其平衡度也一定是好的；反之，由于砂轮内部质量分布不大均匀，会出现大小不同的不平衡值，这种不平衡值的大小直接影响着砂轮的回转强度。因此对于砂轮的不平衡值应该严格控制。对砂轮静平衡检查根据国家标准GB/T 2492-1984进行。砂轮精不平衡值，通常以放置在砂轮周边某一选择位置为使其平衡而补偿的质量来表示。允许的最大静不平衡数值ma,按式（1-2）计算： Ma=KM （1-2）式中：ma砂轮允许极限不平衡值； M砂轮的质量； K与砂轮特性和使用条件有关的经验系数。K值列于表1-1表1-1 砂轮特征经验系数K值磨削方法机 床砂轮名称DK值mmv4040v6363v100粗 磨手提砂轮机平形砂轮斜边砂轮钹形砂轮0.400.320.25双头砂轮机摆动式砂轮机平形砂轮0.630.500.40重负荷磨床重负荷树脂荒磨砂轮0.800.630.50精 磨平面磨床外圆磨床齿轮磨床螺纹磨床工具磨床无心外圆磨床平形砂轮斜边砂轮平形带锥砂轮碟形砂轮单、双面凹砂轮305305610610110011000.250.320.400.500.200.250.320.400.160.200.250.32切断或开槽手提式砂轮机平形砂轮钹型砂轮0.400.320.25固定式砂轮机摆动式砂轮机平形砂轮钹型砂轮3053050.500.630.400.500.320.40 注：v砂轮的最高工作速度，m/s。 4磨具的强度磨具强度包括抗拉强度、抗折强度、抗压强度和抗冲击强度。磨具抗拉强度反映磨具在最大张力下的强度。它是磨具制造、使用上的一个重要指标，直接与磨具在高速旋转时可能产生破裂的程度有关。磨具抗折强度反映磨具的最大弯曲应力或弯曲极限。它与磨具磨削中成型磨削性能有关，例如螺纹磨削、曲轴磨削及各类型的切入磨削等，都要求磨具有较好的抗折强度。磨具抗压强度反映在压力作用下磨具的强度极限，磨具在增大径向负荷磨削时磨粒磨钝断裂及磨具发生破裂程度与抗压强度有关。磨具抗冲击强度反映磨具在动负荷下抵抗冲击力的性能。磨具强度取决于磨具制造工艺，结合剂性能和磨具规格。影响磨具强度的因素有：磨料的种类、粒度，结合剂种类及性能，磨具的硬度、组织、密度、混料及固化工艺条件，磨具形状，砂轮外径与孔径之比等。其中，在磨具特性及规格给定之后，结合剂性能及固化工艺条件最重要。磨具抗拉强度小雨抗折强度，而它又是反映磨具在高速旋转时的抗破裂能力，为保证磨具的使用安全，磨具抗拉强度将是磨具十分重要的性能。砂轮的回转强度时指砂轮旋转时在离心力作用下抵抗破裂的能力，反映了砂轮抗张应力的大小和回转速度的高低。抗拉强度时通过拉力试验机把“8”字块试样拉断测定的，砂轮的破裂速度则是在砂轮回转过程中造成砂轮破裂时的速度。根据平均应力学说其关系式如式（1-3）： p=13（R2+Rr+r2）v2gR2 （1-3）式中：p最大抗拉强度值，MPa； R砂轮半径，cm； r砂轮内孔半径，cm； 砂轮密度，g/cm3； v砂轮破裂速度，m/s； g重力加速度，9.8m/s2。一般，在同样条件下，砂轮的抗拉强度值越高，其破裂速度也越高。因此，可以通过实验室“8”字块试样测出的抗拉强度，近似计算出砂轮回转破裂速度。有利于砂轮制备工艺配方设计。砂轮的回转实验方法按国家标准GB/T 2493-1995进行。要求最高工作速度小于等于50m/s的砂轮，其回转试验速度应是最高工作速度的1.6倍。最高工作速度大于50m/s的砂轮，其回转试验速度应是最高工作速度的1.5倍；由此可知：砂轮的回转破裂速度、回转检验速度和最高工作速度，这三者之间的关系如下：V破裂V回转V最高工作三、 树脂磨具的特征及其标记根据国家标准GB/T 2484-1995和GB/T 2485-1997及国际标准ISO525：1986固结磨具 总则 名称、牌号和标记、外径尺寸范围和公差，对普通磨具形状、磨料粒度、硬度、组织、结合剂的代号和产品标记进行了规定。从而直接反映了磨具的基本性能，便于使用人员加以选择应用，充分发挥其效能。普通磨