砂轮的选用讲解

1、砂轮:用磨料 和结合剂树脂等制成的中央有通孔的圆形固结磨具。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。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。1、分类砂轮种类繁多。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

2、硬磨料和 （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、 粘度、 硬度、 结合剂、形状、尺寸等。由于砂轮通常在高速下工作， 因而使用前应进行回转试验 （保证砂轮在最高工作转速下， 不会破裂）和静平衡试验（防止工作时引起 机床 振动）。砂轮在工作一段时间后，应进行修 整以恢复 磨削 性能和正确的几何形状。2、属性砂轮 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

3、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。常用磨料的名称、代号、特性和用途见表1。系别名称代号主要成分显微硬度(HV)颜色特性适用范围氧化物系棕刚玉AAL2O3 91-96%2200-2288棕褐色硬度高，韧性好，价格便宜磨削碳钢、合金 钢、可锻铸铁、 硬青铜白钢玉WAAL2O397-99%2200-2300白色磨削淬硬的碳钢、高速钢碳化物系黑碳化硅SiCSiC95%2840-3320黑色带光泽硬度高于钢 玉，性脆而锋 利，有良好的 导热性和导电 性磨削铸铁、 黄铜、铝及非金属绿碳化硅绿碳化硅GC3280-3400绿色

4、优良的导电性高硬磨料立方氮化硼CB N立方氮化硼8000-9000黑色硬度仅次于金 刚石，耐磨性 和导电性好， 发热量小磨削硬质合金、不锈钢、高合金钢等难加工材料人造金刚石MB D碳结晶体10000乳白色硬度极高，韧 性很差，价格 昂贵表 1 常用磨料 注：括号内的代号是旧标准代号。2)粒度及其选择1 是指磨料颗粒尺寸的大小。粒度分为磨粒和微粉两类。对于颗粒尺寸大外圆磨砂轮于 40 m 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超硬磨具度上有 60孔眼的筛网。对于颗粒尺寸小于 40 m 的磨料，称为微粉

5、。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 20 m。各种粒度号的磨粒尺寸见表 2。磨粒磨粒微粉粒度号颗粒尺寸（ um ）粒度号颗粒尺寸（ um ）粒度号颗粒尺寸（um）14 #1600125070 #250200W40402816 #1250100080 #200160W28282020 #1000800100 #160125W20201424 #800630120 #125100W14141030 #630500150 #10080W1010736 #500400180 #8063W77546 #400315

6、240 #6350W553.560 #315250280 #5040W3.53.52.5表 2 磨料粒度号及其颗粒尺寸注：比 14 # 粗的磨粒及比 W3.5 细的微粉很少使用，表中未列出。3、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。不同粒度砂轮的使用范围粒度号颗粒尺寸范围/m适用范围粒度号颗粒尺寸范围 / m适用范围12-362000-1600500-400粗磨、荒磨、切断钢坯、

7、打磨毛刺W40-2040-2820-14精磨、超精磨、螺纹磨、珩磨46-80400-315200-160粗磨、半精磨、精磨W14-1014-1010-7精磨、精细磨、超精磨、镜面磨100-280165-12550-40精磨、成型磨、刀具刃磨、珩磨W7-3.57-53.5-2.5超精磨、镜面磨、制作研磨剂等4、结合剂及其选择砂轮中用以粘结磨料的物质称结合剂。 砂轮的强度、 抗冲击性、 耐热性及抗腐蚀能力主 要决定于结合剂的性能。常用的结合剂种类、性能及用途见表4 。种类代号性能用途陶瓷V耐热性、 耐腐蚀性好、气孔率大、易保持轮应用广泛，适用于 v50m/s 的高速磨削，可制成薄片砂轮，用于磨槽、

8、 切割等橡胶R强度和弹性更高、气 孔率小、耐热性差、 磨粒易脱落适用于无心磨的砂轮和导轮、 开槽和切割的薄片砂轮、 抛光砂 轮等金属M韧性和成形性好、强度大、但自锐性差可制造各种金刚石磨具表 4 常用结合剂（3）硬度及其选择砂轮 的硬度是指砂轮表面上的磨粒在磨削力作用下脱落的难易程度。砂轮的硬度软， 表示砂轮的磨粒容易脱落， 砂轮的硬度硬， 表示磨粒较难脱落。 砂轮的硬度和磨料的硬度是两 个不同的概念。 同一种磨料可以做成不同硬度的砂轮， 它主要决定于结合剂的性能、 数量以 及砂轮制造的工艺。 磨削与切削的显著差别是砂轮具有“自锐性”， 选择砂轮的硬度， 实际 上就是选择砂轮的自锐性，希望还锋

9、利的磨粒不要太早脱落，也不要磨钝了还不脱落。根据规定，常用砂轮的硬度等级见表 5 。硬 度 等 级大级超软软中软中中硬硬超硬小级超软软1软2软3中软1中软2中1中2中硬1中硬23硬硬1硬2超硬代号DEFGHJKLMNPQRSTY表 5 常用砂轮硬度等级注：括号内的代号是旧标准代号；超软，超硬未列入；表中 1 ， 2 ， 3 表示硬度递 增的顺序。选择砂轮硬度的一般原则是： 加工软金属时， 为了使磨料不致过早脱落， 则选用硬 砂轮 。 加工硬金属时， 为了能及时的使磨钝的磨粒脱落， 从而露出具有尖锐棱角的新磨粒 （即自锐 性），选用软砂轮。前者是因为在磨削软材料时，砂轮的工作磨粒磨损很慢，不需要

10、太早的 脱离；后者是因为在磨削硬材料时，砂轮的工作磨粒磨损较快，需要较快的更新。精磨时，为了保证磨削精度和粗糙度，应选用稍硬的砂轮。工件材料的导热性差， 易产 生烧伤和裂纹时（如磨硬质合金等） ，选用的砂轮应软一些。（4）组织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，见表 6.10 。组织号01234567891011121314磨 粒 率 %6260585654525

11、04846444240383634类别紧密中等疏松应用精 磨、 成 型 磨淬火工 件、 刀 具韧 性 大 和 硬 度 低 的 金 属表 6.10 砂轮组织分类（5）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。表 6 是常用的几种 砂轮 形状、尺寸、代号及用途。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。砂轮名 称简图代号尺寸表示法

12、主要用途平形砂 轮PPDHd用于磨外圆、 内圆、 平面和无心磨等双面凹砂轮PSAPSADHd2d1t 1t 2用于磨外圆、 无心磨和 刃磨刀具双斜边砂轮PSXPSXDHd用于磨削齿轮和螺纹筒形砂 轮NNDHd用于立轴端磨平面碟形砂 轮DDDHd用于刃磨刀具前面碗形砂 轮BWBWDHd用于导轨磨及刃磨刀具表 6 常用砂轮形状及用途举例说明编号的含义41-A30Q4BF MAX SPEED R.P .M41按国际惯例指 T41- 平行砂轮 T42- 钹型切断砂轮 T27- 钹型 磨片 砂轮A磨料： A- 棕刚玉 WA- 白刚玉 C- 黑炭化硅 GC 绿碳化硅AC 混合磨料 SA- 单晶刚玉 MA-

13、 微晶刚玉 BA- 黑刚玉 ZA- 锆刚玉PA- 铬刚玉 FA- 半脆刚玉 SG- 陶瓷刚玉 SC- 立方碳化硅 BC- 碳化硼 D- 金刚石30磨料粒度： 分 16 、 20 、 24 、 30 、 36 、 40 、 46 、 54 、 60 、 70 、 80 、 90 、 100 、 120 、 150 、 180 、 220 .240 （以细称为微粉）Q砂轮硬度 分： F 、 Q 、 H 、 J 、 K 、 L 、 M 、 N 、 P 、 Q 、 R 、 S 、 T 、Y4组织号：根据磨料在砂轮制品中所占的体积比率分0 、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 、 7 、 8

14、、 9 、 10 、 11 、 12B结合剂类型F增强型MAX SPEED最大允许线速度 米 / 秒R.P.M最大允许转速 转 / 分4、注意事项砂轮的使用有一定的危险性。为了大家的安全，下边列出使用中的注意事项：砂轮机 是机械工厂最常用的机器设备之一， 它的安装是否合理， 是否符合安全要求； 它 的使用方法是否正确， 是否符合安全操作规程。 这些问题都直接关系到每一位职工的人身安 全，因此在实际的使用中必须引起我们足够的重视。安装注意事项安装时首先要对砂轮的安全质量进行检测， 方法，用尼绒锤 （也可以用笔 ）轻敲砂轮侧面， 音响清脆则没问题 .定位问题 砂轮机安装在什么位置，是我们安装过程中

15、首先要考虑的问题，只有选定了 合理又合适的位置， 我们才能进行其它的工作。 砂轮机禁止安装在正对着附近设备及操作人 员或经常有人过往的地方， 一般较大的车间应设置专用的砂轮机房。 如果确因厂房地形的限 制不能设置专用的砂轮机房，应在砂轮机正面装设不低于 1.8m 高度的防护档板，并且档板 要求牢固有效。平衡问题 砂轮的不平衡主要是由砂轮的制造和安装不准确，使砂轮重心与回转轴不重 合而引起的。 不平衡造成的危害主要表现在两个方面， 一方面在砂轮高速旋转时， 引起振动， 易造成工件表面产生多角形振痕； 另一方面， 不平衡加速了主轴的振动和 轴承 的磨损， 严重 时会造成砂轮的破裂，甚至造成事故。因

16、此，要求直很大大于或等于 200mm 的砂办公楼装 上卡盘 后应先进行静平衡， 砂轮在经过整形修整后或在工作中发现不平衡时，应重复进行静平衡。匹配问题 匹配问题主要是指卡盘与砂轮的安装配套问题。按标准要求，砂轮 卡盘直径 不得小于被安装砂盘直径的 1/3 ，且相应规定砂轮磨损到直径比卡盘直径大 10mm 时应更换 新砂轮。 这样就存在一个卡盘和砂轮的匹配问题， 否则会出现这样的情况， “大马拉小车” 造成设备和材料的浪费； “ 小马拉大车 ”又不符合安全要求， 易造成人身事故。因此， 卡盘 与砂轮的合理匹配， 一方面可以节约设备， 切约材料； 另一方面又符合安全操作要求。 此外， 在砂轮与卡盘

17、之间还应加装直径大于卡盘直径 2mm ，厚度为 1mm2mm 的软垫。防护问题 防护罩 是砂轮机最主要的防护装置，其作用是：当砂轮在工作中因故破坏时， 能够有效地罩住砂轮碎片， 保证人员的安全。 砂轮防护罩的形状有圆形和方形两种， 其最大 开口角度不允许超过 90 ；防护罩的材料为抗拉强度不低于 415N/mm2 的钢。更换新砂轮时， 防护罩的安装要牢固可靠，并且防护罩不得随意拆卸或丢弃不用。挡悄屏板是砂轮机的主要防护附件之一，防护罩在主轴水平面以上开口大于等于 30（ 时 必须设此装置。 它的主要功能是用来遮挡磨削过程中的飞悄， 以免伤及操作人员。 它安装于 防护罩开口正端，宽度应大于砂轮防

18、护罩宽度，并且应牢固地固定在防护罩上。此外， 要求 砂轮圆周表面与档板的间隙应小于 6mm 。托架问题 托架是砂轮机常用的附件之一，按规定砂轮直径在 150mm 以上的砂轮机必 须设置可调托架。砂轮与托架之间的距离应小于被 磨工件最小外形尽寸的 1/2 ，但最大不应超过 3mm 。接地问题 砂轮机使用动力线，因此设备的外壳必须有良好的接地保护装置。这也是易 造成事故的重要因素之一。使用注意事项侧面磨削问题：在砂轮机的日常使用中， 我们常常可以发现有的操作者不分砂轮机的种类、 不分砂轮的 种类， 随意地就使用砂轮的侧面进行磨削， 这是严重违反安全操作规程的违章操作行为。 按 规程用圆周表面做工作

19、面的砂轮不宜使用侧面进行磨削， 这种砂轮的径向强度较大， 轴向强 度很小， 操作者用力过大时会造成砂轮破碎， 甚至伤人， 在实际的使用过程中应禁止这种行 为。正面操作问题：在日常的使用中， 许多操作者总习惯正对着砂轮进行操作， 原因是这个方向上能用上劲， 其实这种行为是砂轮机操作中应特别禁止的行为。 按操作规程， 使用砂轮机磨削工件时， 操 作者应站在砂轮的侧面， 不得在砂轮的正面进行操作， 以免砂轮出故障时， 砂轮飞出或砂轮 破碎飞出伤人。用力操作问题：在砂轮机的使用时， 有些操作者，尤其是年青的操作者， 为求磨削的速度快，用力过大 过猛， 这是一种极不安全的操作行为。 任何砂轮的平身都有一

20、定的强度， 这样做很可能会造 成砂轮的破碎，甚至是飞出伤人，也是一种应禁止的行为。共同操作问题：在实际的日常操作中，也有这样的情况发生，有人为赶2 生产任务、抢工作时间，两人共用一台砂轮机同时操作， 这是一种严重的违章操作行为， 应严格禁止。 一台砂轮机不够 用的时候，可以采用添加砂轮机的办法解决，绝对不允许同时共用一台砂轮机。更换注意事项磨损问题： 任何砂轮都有它的一定的使用磨损要求， 磨损情况达到一定的程度就必须重新更换新的 砂轮。不能为了节约材料，就超磨损要求使用，这是一种极不安全的违章行为。一般规定， 当砂轮磨损到直径比卡盘直径大 10mm 时就应更换新砂轮。有效期问题：从库房领出的新

21、砂轮不一定是合格的砂轮， 甚至从厂家买进的新砂轮也不一定是合格的 砂轮。 任何砂轮都有它一定的有效期限， 在有效期限内使用， 它是合格砂轮；超过有效期使 用，就不一定是合格的砂轮。 规程规定“砂轮应在有效期内使用， 树脂和橡胶结合剂砂轮存 贮一年后必须经回转试验，合格者方可使用”。质地问题：在使用过程中， 如果发现砂轮局部出现裂纹， 应立即停止使用，重新更换新的砂轮，以 免造成砂轮破碎伤人事故。其它应注意事项环境问题：砂轮机一般应设置专用砂轮机房，且严禁在砂轮机房或砂轮机附近堆放易燃易爆的物 品，以免发生火灾或爆炸事故，也不应在砂轮机附近乱放其它零件或物品。管理问题：砂轮机应有专人负责， 凡非

22、本单位人员欲在砂轮机上磨削物件时， 需经专职负责人许可， 并且严格遵守安全操作规程，严禁未经负责人员同意，外人私自乱用砂轮机。此外，砂轮的 更换亦应由专人负责，禁止他人私自更换、安装砂轮。关车问题：操作人员停止工作后，应立即关车。禁止 砂轮机 在无人使用、无人管理的情况下空转。 此外，使用后应保持中短波轮机的清洁。5、存在问题1、表面粗糙度太大表面粗糙度的高低决定着胶辊质量的好坏，胶辊表面粗糙度 Ra 值一般在 0.5 0.8um 之间为宜， 75 以上的胶辊， Ra 值可降至 0.2um ；65及不处理胶辊由于胶辊配方决定了Ra 值，太多次数的磨砺也不会使 Ra0.8um) ，一般是以下 几

23、种原因造成的。 精磨量 0.3mm 往复次数太少。以 A802 磨床为例， 75 80 胶辊的往复次数应不低于 2个来回； 65 及不处理胶辊的往复次数应不低于4个来回。 大气孔砂轮外园修整不园正锋利。解决的办法是重新抄砂轮直至达到要求。 大气孔砂轮平衡未校调好。砂轮自振过大。要重新校平衡。 大气孔砂轮存在厚薄不一，气孔、磨粒分布不匀。这种大气孔砂轮严禁使用。2、表面螺纹线和花斑 大砂轮钝化。要抄砂轮。 大气孔砂轮两侧被丁腈粉末堵塞，最易起螺纹线。 砂轮转速，车头转速太小，而横动速度过快也易起螺纹线。一般砂轮的转速在 2000 2100 转/分，车头转速在 500转 /分也会使这种现象得以改善

24、。 夹持胶辊的力过小，在磨砺过程中胶辊打滑，胶辊表面易起不规则的花斑。3、胶辊表面环状起泡主要是粗磨时磨削量过大，手动速度过快，磨砺时胶辊回转减慢 造成的。解决表面环状起泡的有效方法是分二次或多次粗磨或减慢床面横动速度。另外，粗磨时选用的大气孔砂轮粒度太小，比如选用 120# 以上的大气孔砂轮，磨砺时产生热量过大，造成胶辊内层“灼伤”而产生环状起泡。所以粗磨胶辊最好选用45# 60#的大气孔砂轮。6、生产工艺引起砂轮 3 不平衡的原因主要是砂轮几何尺寸不对称，砂轮各部分密度不均匀以及安 装偏芯等。不平衡的砂轮在高速运转时，会产生振动，从而影响磨削质量。调整静平衡的方法图一调整静平衡的方法 （见

25、图 1）。找出砂轮的重心最下位置点 A。在 A 点同一直径上的对应点做一记号 B 。加入平衡块 C，使 A 和 B 两点位置不变。再加入平衡块 D 、E 并仍使 A 、B 点位置不变，如有变动可以上下调动D、E。使 A、B两点恢复原位。此时砂轮左右已平衡。将砂轮转动 90度。如不平衡，将 D、E 同时向 A或 B点移动直到 A、B两点平衡为止。 如此调整使砂轮在任何方位上稳定下来。砂轮就平衡了。调整平衡时注意事项平衡架要放水平，特别是纵向。砂轮要紧固，法兰块， 平衡 块要洗净。砂轮法兰盘内锥孔与平衡芯轴要配合紧密， 芯轴 不应弯曲。砂轮平衡后，平衡块要紧固。7、安装与使用1. 砂轮安装使用前必须进行外观检查,视其是