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磨削技術(shù)

砂輪硬度的選擇

2019-03-10 17:11:33 206

、普通砂輪的選擇
    1、 硬度的選擇    主要取決于被磨削的工件材料、磨削效率和加工表面質(zhì)量。
    硬度是指砂輪在外力作用下磨粒脫落的難易程度,為了適應(yīng)不同工件材料磨加工的要求,制造砂輪時(shí)分成不同硬度的等級(jí)(見(jiàn)表3)。

   砂輪選得過(guò)硬,磨鈍的磨粒不易脫落,砂輪易堵塞,磨削熱增加,工件易燒傷,磨削效率低,影響工件表面質(zhì)量;砂輪選得過(guò)軟,磨粒還在鋒利時(shí)就脫落,增加了砂輪損耗,易失去正確的幾何形狀,影響工件精度。所以砂輪硬度的選擇要適當(dāng),還應(yīng)根據(jù)砂輪與工件接觸面積大小、工件形狀、磨削的方式、冷卻方式、砂輪的結(jié)合劑種類(lèi)等因素來(lái)綜合考慮。
下列砂輪硬度選擇原則供參考:
a.    磨削軟材料時(shí)要選較硬的砂輪,磨削硬材料時(shí)則要選軟砂輪;
b.    磨削軟而韌性大的有色金屬時(shí),硬度應(yīng)選得軟一些;
c.    磨削導(dǎo)熱性差的材料應(yīng)選較軟的砂輪;
d.    端面磨比圓周磨削時(shí),砂輪硬度應(yīng)選軟些;
e.    在同樣的磨削條件下,用樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪比陶瓷結(jié)合劑砂輪的硬度要高1~2小級(jí);
f.      砂輪旋轉(zhuǎn)速度高時(shí),砂輪的硬度可選軟1~2小級(jí);
g.    用冷卻液磨削要比干磨時(shí)的砂輪硬度高1~2小級(jí)。
2. 結(jié)合劑的選擇    應(yīng)根據(jù)磨削方法,使用速度和表面加工要求等條件予以考慮。
    最常用的砂輪結(jié)合劑有陶瓷結(jié)合劑(V)和樹(shù)脂結(jié)合劑(B)。
    陶瓷結(jié)合劑是一種無(wú)機(jī)結(jié)合劑,化學(xué)性能穩(wěn)定、耐熱、抗腐蝕性好,氣孔率大,這種結(jié)合劑制造的砂輪磨削效率高、磨耗小,能較好地保持砂輪的幾何形狀,應(yīng)用范圍最廣。適于磨削普通碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、硬質(zhì)合金、有色金屬等。但是,陶瓷結(jié)合劑砂輪脆性較大,不能受劇烈的振動(dòng)。一般只能在35米/秒以?xún)?nèi)的速度下使用。
    樹(shù)脂結(jié)合劑是一種有機(jī)結(jié)合劑,這種結(jié)合劑制造的砂輪強(qiáng)度高,具有一定的彈性,耐熱性低,自銳性好,制作簡(jiǎn)便,工藝周期短。可制造工作速度高于50米/秒的砂輪和很薄的砂輪。它的應(yīng)用范圍僅次于陶瓷結(jié)合劑,廣泛用于粗磨、荒磨、切斷和自由磨削,如磨鋼錠,鑄件打毛刺等??芍圃旄咚?、高光潔度砂輪,重負(fù)荷、切斷以及各種特殊要求的砂輪。
3. 組織的選擇    主要考慮工件所受的壓力、磨削方法、工件材質(zhì)等。
    組織是指砂輪中磨粒所占砂輪體積的百分比。砂輪組織等級(jí)的劃分是以62%的磨粒體積百分?jǐn)?shù)為“0”號(hào)組織,磨粒體積每減2%,其組織增加一號(hào),依此類(lèi)推,共分15個(gè)號(hào)。號(hào)數(shù)越大,組織越松
   組織緊密的砂輪能磨出較好的工件表面,組織疏松的砂輪,因空隙大,可以保證磨削過(guò)程中容納磨屑,避免砂輪堵塞。通常粗磨和磨削較軟金屬時(shí),砂輪易堵塞,應(yīng)選用疏松組織的砂輪;成型磨削和精密磨時(shí),為保持砂輪的幾何形狀和得到較好的粗糙度,應(yīng)選用較緊密組織的砂輪;磨削機(jī)床導(dǎo)軌和硬質(zhì)合金工具時(shí),為減少工件熱變形,避免燒傷裂紋,宜采用松組織的砂輪;磨削熱敏性大的材料、有色金屬、非金屬材料宜采用大于12#組織的砂輪。
4. 形狀和尺寸的選擇    應(yīng)根據(jù)磨床條件和工件形狀來(lái)選擇。
    常用砂輪形狀有平形砂輪(P)、單面凹砂輪(PDA)、雙面凹砂輪(PSA)、薄片砂輪(PB)、筒形砂輪(N)、碗形砂輪(BW)、碟形一號(hào)砂輪(D1)等。
    每種磨床所能使用的砂輪形狀和尺寸都有一定的范圍。在可能的條件下,砂輪的外徑應(yīng)盡可能選得大一些,以提高砂輪的線速度,獲得較高的生產(chǎn)率和工件表面質(zhì)量,砂輪寬度增加也可以獲得同樣的效果。
    現(xiàn)國(guó)標(biāo)砂輪書(shū)寫(xiě)順序:砂輪代號(hào)、尺寸(外徑×厚度×孔徑)、磨粒、粒度、硬度、組織、結(jié)合劑、最高工作線速度。
    例示:P 400×150×203 A60 L 5 B 35

二、   金剛石砂輪的選擇
    金剛石砂輪比用碳化硼、碳化硅、剛玉等一般磨粒制成的砂輪刃角鋒利、磨耗小、壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)率高、加工質(zhì)量好,但價(jià)格昂貴,因而適用于精磨硬質(zhì)合金、陶瓷、半導(dǎo)體等高硬度脆性難加工材料。
    金剛石砂輪的特征包括磨料種類(lèi)、粒度、硬度、濃度、結(jié)合劑、砂輪形狀與尺寸。
    磨料:廣泛使用人造金剛石(JR),根據(jù)它的結(jié)晶形狀和顆粒強(qiáng)度,分各種型號(hào),按其特定用途選型號(hào)。
    粒度:要以工件粗糙度、磨削生產(chǎn)率和金剛石的消耗三個(gè)方面綜合考慮。
    硬度:只有樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石砂輪才有“硬度”這一特性。一般采用S(Y1)級(jí)或更高。
    結(jié)合劑:常用的結(jié)合劑有四種,其結(jié)合能力和耐磨性以樹(shù)脂、陶瓷、青銅、電鍍金屬為序,依次漸強(qiáng)。樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石砂輪磨削效率高,被加工工件粗糙度好,適用范圍廣,自銳性好,不易堵塞,發(fā)熱量小,易修整,主要用于精磨工序。陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪主要用于各種非金屬硬脆材料、硬質(zhì)合金、超硬材料等的磨削。
    濃度:濃度選擇要根據(jù)使用砂輪的粒度、結(jié)合劑、形狀、加工方法、生產(chǎn)效率及砂輪壽命的要求而定。高濃度金剛石砂輪保持砂輪形狀的能力強(qiáng),低濃度砂輪磨削時(shí),金剛石的消耗往往更低些,應(yīng)根據(jù)需要酌情選取。
形狀和尺寸:按工件的形狀、尺寸和機(jī)床條件選用。

三、   立方氮化硼(CBN)砂輪的選擇
    立方氮化硼(CBN)砂輪的立方氮化硼顆粒粘在普通砂輪表面只有很薄一層,其磨粒韌性、硬度、耐用度是剛玉類(lèi)砂輪的100倍,最適于加工硬度高、粘性大、高溫強(qiáng)度高、熱傳導(dǎo)率低的難磨鋼材及高速或超高速磨削。其應(yīng)用范圍與人造金剛石起著互相補(bǔ)充的作用。金剛石砂輪在磨削硬質(zhì)合金和非金屬材料時(shí),具有獨(dú)特的效果,但在磨削鋼料時(shí),尤其是磨削特種鋼時(shí),效果不顯著。立方氮化硼砂輪磨削鋼件的效率比剛玉類(lèi)砂輪要高近百倍,比金剛石砂輪高五倍,但磨削脆性材料不及金剛石。
    立方氮化硼砂輪的選擇和金剛石砂輪的選擇相類(lèi)似。但在結(jié)合劑選用上,大部分是樹(shù)脂結(jié)合劑,次之是電鍍,金屬結(jié)合劑。陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪主要用于鈦合金、高速鋼、可鍛鑄鐵等難加工的黑色金屬的磨削,樹(shù)脂結(jié)合劑CBN砂輪適用于磨削鐵磁性材料,是加工鋼材的理想選擇。CBN砂輪濃度一般在100%~150%間選用較經(jīng)濟(jì)合理,它不能用普通切削液,需特殊的切削液。
   四、   大氣孔砂輪的選擇
    大氣孔砂輪在磨削時(shí)具有不易被堵塞、耐用度高和切削能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。適用于軟金屬和塑料、橡皮和皮革等非金屬材料的粗、精磨。同時(shí),它具有散熱快的特點(diǎn),所以在磨削一些熱敏性大的材料、薄壁工件和干磨工序中(例如刃磨硬質(zhì)合金刀具和機(jī)床導(dǎo)軌等)有良好的效果。
    大氣孔砂輪和一般陶瓷結(jié)合劑砂輪的制造方法基本一樣。不同點(diǎn)是在配料中外加一定量的增孔劑,它在砂輪燒結(jié)前完全揮發(fā)或被燒燼,從而產(chǎn)生大氣孔。
大氣孔砂輪生產(chǎn)范圍是:磨料一般選擇碳化物和剛玉等,如常用的有黑碳化硅(C)、綠碳化硅(GC)和白剛玉(WA)等幾種,這些磨料的硬度高、性脆而鋒利,具有良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能;磨料粒度(36#~180#);結(jié)合劑(陶瓷結(jié)合劑);硬度(G~M各級(jí));形狀(平形、杯形、碗形或碟形等);氣孔尺寸(約0.7~1.4毫米)。