磨削原理及砂轮使用

磨削原理及砂轮使用

承德工业学校孙会双磨削原理及砂轮使用一、磨削原理

磨削过去一般常用于半精加工和精加工，加工精度可达IT5－IT6，加工粗糙度可小至Ra1.25－0.01μm，镜面磨削时可达Ra0.04－0.01μm。磨削常用于淬硬钢、耐热钢及特殊合金材料等坚硬材料。磨削的加工余量可以很小，在毛坯预加工工序如模锻、模冲压、精密铸造的精确度日益提高的情况下，磨削是直接提高工件精度的一个重要的加工方法。

磨削也可以看成是多个刀具同时进行的切削。砂轮的表面可以看成是多个微小的刀具组成的，这些刀具是负前角。当用金刚钻修整后，可以使这些“刀具”变成等高的。这样当砂轮高速旋转（线速度30-80m/S），且进刀量非常小时每一个“刀具”在工件表面都会切削下非常少的金属磨屑，而且在工件上留下的划痕也是相当的微小。这样，工件表面的光洁度、精度就可以达到很高。二、砂轮的特性和选择

砂轮是用结合剂把磨粒粘结起来，经压坯、干燥、焙烧及车整而成。它的特性决定于磨料、粒度、结合剂、硬度、组织及形状尺寸等。1．

磨料磨料是砂轮的主要成分，常用的磨料有氧化物系、碳化物系和超硬磨料系三类。2．

粒度

粒度表示磨料颗粒的尺寸大小。当颗粒尺寸较大时，以其能通过的筛网上每英寸长度上的孔数来表示粒度号，如60#表示磨粒刚能通过每英寸60个孔眼的筛网。粒度号越大，磨粒越细。当磨粒直径≤40m时，粒度以实际尺寸大小表示，称为微粉，如尺寸为28m的微粉，粒度号为W28,W后的数字越小，微粉越细。。W后的数字越小，微粉越细。

粗磨加工选用颗粒较粗的砂轮，以提高生产效率；精磨加工选用颗粒较细的砂轮，以减小加工表面粗糙度。砂轮与工件接触面积大时，选用颗粒较粗的砂轮，防止烧伤工件。3．

结合剂

结合剂的作用是将磨粒粘结在一起，形成具有一定形状和强度的砂轮。常用的结合剂种类有陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡胶结合剂和金属结合剂（常用青铜）。

砂轮的硬度是指磨粒在磨削力作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度。砂轮硬度高，磨粒不容易脱落；反之磨粒容易脱落。磨削时，如硬轮硬度过高，则磨钝了的磨粒不能及时脱落，会使磨削温度升高而造成工件烧伤；若砂轮太软，则磨粒脱落过快不能充分发挥磨粒的磨削效能。

工件硬度较高时应选用较软的砂轮；工件硬度较低时，应选用较硬的砂轮；砂轮与工件接触面较大时，选用较软砂轮；磨薄壁件及导热性差的工件时选用较软的砂轮；精磨和成形磨时，应选用较硬的砂轮；砂轮粒度号大时，应选用较软的砂轮。4．

硬度三、磨削过程

磨削时砂轮表面上有许多磨粒参与磨削工作，每个磨粒都可以看做是一把微小的刀具。磨粒的形状很不规则，其尖点的顶锥角大多为90°~120°。磨粒上刃尖的钝圆半径大约在几微米至几十微米之间，磨粒磨损后值还将增大。由于磨粒以较大的负前角和钝圆半径对工件进行切削，磨粒接触工件的初期不会切下切屑，只有在磨粒的切削厚度增大到某一临界值后才开始切下切屑。磨削过程中磨粒对工件的作用包括滑擦、耕犁和形成切屑三个阶段.（1）滑擦阶段

磨粒刚开始与工件接触时，由于切削厚度非常小，磨粒只是在工件上滑擦，砂轮和工件接触面上只有弹性变形和由摩擦产生的热量。（2）耕犁阶段

随着切削厚度逐渐加大，被磨工件表面开始产生塑性变形，磨粒逐渐切入工件表层材料中。表层材料被挤向磨粒的前方和两侧，工件表面出现沟痕，沟痕两侧产生隆起，如图2-45中N—N截形图所示。此阶段磨粒对工件的挤压摩擦剧烈，产生的热量大大增加。（3）形成切屑

当磨粒的切削厚度增加到某一临界值时，磨粒前面的金属产生明显的剪切滑移形成切屑。四、磨削温度1．磨削温度由于磨削时单位磨削力比车削时大得多，切除金属体积相同时，磨削所消耗的能量远远大于车削所消耗的能量。这些能量在磨削中将迅速转变为热能，磨粒磨削点温度高达1000~1400℃，砂轮磨削区温度也有几百度。磨削温度对加工表面质量影响很大，须设法控制。2．影响磨削温度的因素：（1）砂轮速度

增大工件速度，单位时间内进入磨削区的工件材料增加，单颗磨粒的切削厚度加大，磨削力及能耗增加，磨削温度上升；但从热量传递的观点分析，提高工件速度，工件表面被磨削点与砂轮的接触时间缩短，工件上受热影响区的深度较浅，可以有效防止工件表面层产生磨削烧伤和磨削裂纹，在生产实践中常采用提高的方法来减少工件表面烧伤和裂纹。

提高砂轮速度，单位时间通过工件表面的磨粒数增多，单颗磨粒切削厚度减小，挤压和摩擦作用加剧，单位时间内产生的热量增加，使磨削温度升高。（2）工件速度

磨削韧性大、强度高、导热性差的材料，因为消耗于金属变形和摩擦的能量大，发热多，散热性能又差，故磨削温度较高。磨削脆性大、强度低、导热性好的材料，磨削温度相对较低。

选用低硬度砂轮磨削时，砂轮自锐性好，磨粒切削刃锋利，磨削力和磨削温度都比较低。选用粗粒度砂轮磨削时，容屑空间大，磨屑不易堵塞砂轮，磨削温度就比选用细粒度砂轮低。

径向进给量增大，单颗磨粒的切削厚度增大，产生的热量增多，使磨削温度升高。（3）径向进给量（4）工件材料（5）砂轮特性磨床砂轮的使用及其他注意事项

即便是符合各项安全检查要求的砂轮，使用中是否安全，在很大程度上取决于砂轮的实际使用过程和正确的操作方法。

1、在启动磨床、机床前，先检查机床的各项防护装置和各种动作的复位开关是否已调整到位且牢固。

2、在开始修整和使用砂轮之前，将砂轮在带有防护罩的情况下（防护罩至少罩住砂轮直径的一半），以工作速度空转3-5分钟。3、在机床启动后，操作者不可以直接面对砂轮站立。4、不允许将工件强行挤入砂轮，磨削压力或进给量过大。5、在磨削时，操作者应戴好安全防护眼镜或其他相类似的安全用品。6、修整或使用砂轮时，接触要轻缓。在必要时，可重新修整砂轮。

7、不要在防护罩未到位前启动机床。

8、不要将静止不动的砂轮浸入液体内。9、不要持续使用未经修整且表面已钝化的砂轮。

10、严禁强制磨削致使机床马达明显减速或使