砂轮种类与用途【业界优制】

1、 砂輪種類與用途 ,國立虎尾科技大學 機械與電腦輔助工程系 鍾林樹,【課程大綱】,一、前言 二、砂輪的基本認識 三、砂輪的標示方法 四、砂輪各部位名稱 五、砂輪之分類及其規格,2,扶风书屋,【前言】,磨削定義 所謂磨削，係高速旋轉中之磨料輪來磨除金屬之加工 磨料輪之作用一如其他多刃刀具，由堅硬鋒銳之磨粒以代替刀齒，將為數甚多之磨粒組成一多刃之切削刀具，經由高速回轉的機械動作，以其不斷自生的微細而堅硬銳利的顆粒與磨屑空隙，每一磨粒皆能發揮其切削而產生磨削作用。,3,扶风书屋,構成砂輪的三大要素 磨料(Abrasive)： 直接對工件發生研磨作用的粒刃。 結合劑(Bond)： 產生磨料顆粒間的結合

2、力、保持力，並使砂輪在一定的速度下能安全回轉。 氣孔(Pore)： 磨料與結合劑以外的間隙，可幫助磨屑的排除，並保持研磨效果。,【砂輪的構造】,4,扶风书屋,【砂輪的構造】,5,扶风书屋,決定砂輪研磨性能五大因素 磨料（Abrasives） 粒度（Grain Size） 結合度(硬度)（Grade） 組織（Structure） 結合劑（Bond）,【砂輪的研磨性能】,6,扶风书屋,磨料的切削是處於高速旋轉、高溫高壓、及切削劑，所以需具有高硬度、適當的韌性及破碎性、和化學安定性。 硬度 硬度大小是指被穿刺時抵抗程度的大小 破碎指數（韌性） 磨料承受衝擊應力而不破裂或不粉碎的能力,【磨料】,7,扶

3、风书屋,磨料須具備的特性 必須具有相當硬度的礦物結晶體，在加工時能抵抗外力不發生破碎。 在加工中受外力時，具有不易變形和不易磨耗的強韌性。 必須具有耐熱性，研磨過程中所產生的熱，不易使磨料顆粒在工作物間熔化。 必須具有化學的不活性。,【磨料】,8,扶风书屋,結晶構造之比較,【磨料特性】,9,扶风书屋,硬度,【磨料特性】,10,扶风书屋,熱傳導率,【磨料特性】,11,扶风书屋,熱安定性,【磨料特性】,12,扶风书屋,【磨料】,磨料種類 氧化鋁系 黑色氧化鋁(A) 白色氧化鋁(WA) 淡紅色氧化鋁(PA) 單結晶灰白色氧化鋁(HA) 多結晶黑褐色氧化鋁(44A),碳化矽系 黑色碳化矽(C) 綠色碳

4、化矽(GC) 超級磨料 立方晶氮化硼(CBN) 鑽石(SDC),13,扶风书屋,【磨料之種類特性及其用途】,14,扶风书屋,【磨粒針對加工物之使用區分】,15,扶风书屋,【磨料之硬度】,16,扶风书屋,【各種磨料之硬度與破碎指數】,17,扶风书屋,【粒度】,將熔煉的結晶錠塊打碎、輥壓和處理，以篩選分出不同大小的顆粒和微粉，其顆粒大小以數字來表示，稱為粒度。 磨料粒度一般以號數表示之，即每一英吋（25.4mm）長度之篩孔數。號數越大，則磨料粒愈小，磨料粒愈小則磨削時其磨屑較小，磨削後之工件表面則較細緻。,18,扶风书屋,【粒度的種類】,單一種磨粒 同一號數磨料顆粒 混合磨料 混合兩種或兩種以上磨

5、料 混合粒度 同一磨料，但混合兩種或兩種以上不同號數磨料顆粒 混合磨粒 混合兩種或兩種以上磨料，且也混合兩種或兩種以上不同號數磨料顆粒,19,扶风书屋,【磨粒大小之比較】,20,扶风书屋,【砂輪粒度表 】,21,扶风书屋,【磨削條件與粒度關係】,22,扶风书屋,【粒度與表面粗糙度關係】,23,扶风书屋,【粒度與表面粗糙度關係】,24,扶风书屋,設定條件為外徑大小、離隙角度、切深為定值，以砂輪粒度、切線速度、及進給速率等三因子，在各磨削條件範圍內，各取高、中、低三個水準，量測各研磨面之粗糙度。,【刀刃離隙面表面粗糙度實驗】,25,扶风书屋,砂輪粒度對離隙面表面粗糙度影響： 當砂輪粒度愈高時，所得

6、到之表面粗糙度相對較佳。 相同砂輪粒度，進給率變小時，所得到之表面粗糙度相對較佳。,【刀刃離隙面表面粗糙度實驗】,26,扶风书屋,磨削速度對離隙面表面粗糙度影響： 磨削速度固定時，進給速率愈快，離隙面表面粗糙度愈差。 砂輪粒度愈高時，磨削速度對於表面粗糙度影響相對減少。,【刀刃離隙面表面粗糙度實驗】,27,扶风书屋,進給速率對離隙面表面粗糙度影響： 當進給速率愈慢時，所得到之表面粗糙度會愈好。 當使用的砂輪粒度較粗時，要得到較好的研磨表面粗糙度，可以選擇較高磨削速度與較低的進給速率。,【刀刃離隙面表面粗糙度實驗】,28,扶风书屋,【結合度】,結合度定義 表示砂輪保持磨料的能力或稱砂輪的結合強度

7、，又稱為硬度。亦指砂輪在研磨時能夠抵抗磨料顆粒從砂輪上撕裂的壓縮力、剪斷力、和衝擊力的強弱程度。 自生做用 當磨料顆粒磨鈍時，因不斷崩裂，而產生新刃乃至失去作用而脫落，從而又露出新磨料。,29,扶风书屋,【結合度】,結合度影響 結合度太軟時磨粒未作研磨即易脫落；太硬時磨粒磨鈍後，不即時脫落導致砂輪外緣鈍化平滑易使工作物燒損。 結合度標示 一般以英文字母A表示最軟，順序至Z表示最硬。,30,扶风书屋,【砂輪之結合度表示法】,31,扶风书屋,【硬砂輪與軟砂輪】,32,扶风书屋,【砂輪結合度之選用】,33,扶风书屋,【砂輪結合度之使用範圍】,34,扶风书屋,【組織】,定義 組織乃係磨料、結合劑和氣孔

8、三者在數量上比例分佈狀況，狹義而言乃為磨料粒間之距離。 磨料間距之測定甚為困難，故以砂輪體積中磨料所佔的百分比，亦即以磨料率作為組織。 目地 可以製成緊密或鬆散的不同密度砂輪，以適合不同的研磨狀況。 使砂輪的磨料顆粒磨鈍後能迅速崩碎，而使新刃露出繼續研磨。,35,扶风书屋,組織密則氣孔少，組織鬆則氣孔多。 氣孔多雖然結合度弱，但有較大的切屑空間，可提高切削效果。 氣孔大、孔數少稱為粗砂輪；氣孔小、孔數多稱為密砂輪。,【組織與氣孔】,36,扶风书屋,【組織分類】,組織分為三類 密類(C)：0、1、2、3、4 中類(M)：5、6、7、8、9 粗類(W)：10、11、12、13、14,37,扶风书屋

9、,【組織之選用】,38,扶风书屋,【結合劑】,結合劑定義 在砂輪裡保持磨粒與磨粒在一起，並使砂輪能在一定速度下，安全旋轉的一種材料。,39,扶风书屋,【結合劑種類的特性與用途】,40,扶风书屋,形狀： 依不同的研磨加工，有特定標準的砂輪形狀，如平直形、斜盆形、環形、碟形等，每一形狀都有指定使用面及補助使用面，使用非加工指定面，是較危險的。 緣形： 是指砂輪外緣的形狀與角度。 尺寸： 一般是標註砂輪的外徑、厚度、中心孔徑。 磨料： 是指研磨材料，須具備有相當硬度的礦物結晶體，能抵抗外力不發生破碎、不易變形及磨耗、具耐熱性、及化學的不活性等特性。,【砂輪的規格】,41,扶风书屋,粒度： 表示磨料顆

10、粒大小，以每1英吋長度上有多少篩孔數目之近似值。 結合度： 是指保持磨料的能力，又稱為硬度。指能抵抗磨料顆粒從砂輪上撕裂的壓縮力、剪斷力、衝擊力的強弱程度。 組織： 是指磨粒與結合劑含量比例及與氣孔大小的關係。 結合劑： 是指結合磨粒與磨粒的材料。,【砂輪的規格】,42,扶风书屋,【砂輪的表示方式】,43,扶风书屋,【砂輪的表示方式】,44,扶风书屋,【砂輪之分類及其規格】,依砂輪成份分類 氧化鋁系砂輪:砂輪之磨料以氧化鋁為主者 碳化矽系砂輪:砂輪之磨料以碳化矽為主者 鑽石砂輪:砂輪之磨料以天然或人造鑽石為主者 依磨削目的分類 精密模削用砂輪:砂輪之磨料破碎性良好、質脆者 粗磨削用砂輪:砂輪之

11、磨料破碎性較差者,45,扶风书屋,【砂輪之分類及其規格】,依加工方式分類 表面磨削用砂輪:平面、圓柱、內徑、曲面、之工件磨削。 切割用砂輪:工件材料之切鋸下料者。 刀具磨削用砂輪:磨削各種刀具之砂輪者。 排障磨削用砂輪:無需特別注意精度，如澆口加工、工件倒角用砂輪。 依外形分類 砂輪標準截面形狀 砂輪標準邊緣形狀 帶柄砂輪,46,扶风书屋,【依磨削方式分類】,無心磨削砂輪,47,扶风书屋,【依磨削方式分類】,平面磨削砂輪,48,扶风书屋,【依磨削方式分類】,內圓磨削砂輪,49,扶风书屋,【依磨削方式分類】,外圓磨削砂輪,50,扶风书屋,【依磨削方式分類】,切割砂輪,51,扶风书屋,【依磨削方式分類】,手提式平面砂輪,5