1、 砂轮基础知识 主讲：林锦洪一、砂轮的结构:芯体气孔粘结剂金刚石一、砂轮的结构:芯体气孔粘结剂金刚石芯体芯体的主要功能是芯体的主要功能是:芯体芯体的主要功能是芯体的主要功能是:功能使动态振动衰减散热具有一定的静态与动态强度 （使用期间承受离心力、磨削力，并防止损坏）砂轮芯体的材料及其性能：砂轮芯体的材料及其性能：根据不同的制造方法和不同的应用根据不同的制造方法和不同的应用,砂轮的芯体材料也不同砂轮的芯体材料也不同.基体材料基体材料减振能力减振能力 散热能力散热能力 静态强度静态强度标记标记铝铝低低极好极好极高极高ALAL铝铝/热固树脂热固树脂中中好好高高BABA混合物混合物粘结树脂粘结树脂优优
2、中中高高VibstarVibstar自磨耗芯体自磨耗芯体极好极好中中高高BGBG钢钢低低极好极好优优STST陶瓷陶瓷低低低低高高VVVV特别是使用细粒度磨削时,强烈建议使用低振动的材料.只有这样才能达到细粒度砂 轮的设计目的,即完美的加工表面.气孔:在砂轮制造工艺中,增加气孔而所制造出的金刚石砂轮在切削过程中,所起到的功效是不可忽视的.金属结合剂砂轮没有气孔气孔的功效气孔的功效:储存部分冷却液-使砂轮与工件在切削过程中,起到冷却效果更佳;储存部分切削物;使砂轮自锐效果更佳,磨削效率增高.粘结剂粘结剂的功效：粘结剂的功效：粘结剂主要起粘结作用.粘着力的好坏不仅对砂轮性能、寿命和形状保持性都有绝对
3、影响.优质的结合剂在磨削过程中，有自锐化效应.（所谓自锐效应，意指结合剂和磨料磨耗最小，磨（所谓自锐效应，意指结合剂和磨料磨耗最小，磨削力保持低水准，而无需再锐化得磨削工艺）削力保持低水准，而无需再锐化得磨削工艺）各种粘结剂的基本性能各种粘结剂的基本性能:粘结剂粘结剂标识标识磨削性能磨削性能形状保持性形状保持性修整性修整性冷却条件冷却条件应用应用树脂树脂B B好好好好好好湿湿/干磨干磨用于工具磨、平面磨、用于工具磨、平面磨、外圆磨得标准精密结合外圆磨得标准精密结合剂剂陶瓷陶瓷V V极好极好好好极好极好湿磨湿磨PCD/PCBNPCD/PCBN磨、曲轴、磨、曲轴、凸轮轴成形磨、带槽辊凸轮轴成形磨、
4、带槽辊磨、钨鍩钴硬质合金锯磨、钨鍩钴硬质合金锯磨磨金属金属MM好好极好极好差差湿磨湿磨钎焊前硬质合金锯的表钎焊前硬质合金锯的表面磨面磨电镀电镀P P极好极好极好极好无无湿磨湿磨修整器，成形深度大的修整器，成形深度大的成形磨砂轮、夹具磨、成形磨砂轮、夹具磨、加工纤维加固塑料加工纤维加固塑料.树脂粘结剂树脂粘结剂-“B B”:树脂粘结剂的添加剂通常包括苯酚和酰亚胺树脂树脂粘结剂的添加剂通常包括苯酚和酰亚胺树脂,它们瞬间可承受最大热负载可为它们瞬间可承受最大热负载可为250C250C到到350C350C之之间间.树脂粘结剂有很好的冷切削能力，可用于多种树脂粘结剂有很好的冷切削能力，可用于多种金刚石和
5、立方氮化硼砂轮金刚石和立方氮化硼砂轮.某些粘结剂还可用于干某些粘结剂还可用于干磨磨.由于其规模小由于其规模小,压制温度低压制温度低,树脂粘结剂通常是树脂粘结剂通常是各种粘结剂中最经济的选择各种粘结剂中最经济的选择.由于其有限的机械强由于其有限的机械强度度,所以使用了树脂粘结剂的磨具往往比使用金属所以使用了树脂粘结剂的磨具往往比使用金属或金属陶瓷粘结剂的稳定性差或金属陶瓷粘结剂的稳定性差.但是但是,如果要求非常如果要求非常优良的磨削加工表面优良的磨削加工表面,树脂粘结剂磨具是非常合适树脂粘结剂磨具是非常合适的选择的选择.陶瓷粘结剂陶瓷粘结剂-“V V”：我们这里讲的是使用玻璃无压制作的传统陶瓷或
6、我们这里讲的是使用玻璃无压制作的传统陶瓷或陶瓷粘结剂，这些粘结剂系统的热负荷能力在陶瓷粘结剂，这些粘结剂系统的热负荷能力在600C600C和和700C700C之间之间.陶瓷粘结剂具有很好的涂覆陶瓷粘结剂具有很好的涂覆能力能力,可以使这些研磨工具在磨环失去几何形状时可以使这些研磨工具在磨环失去几何形状时很容易返回其原来的形状，这一点也保证了机械很容易返回其原来的形状，这一点也保证了机械能自动重复修整工艺能自动重复修整工艺.陶瓷粘结剂的另一个优点是陶瓷粘结剂的另一个优点是在生产过程中可控制磨环的孔隙在生产过程中可控制磨环的孔隙,包括封闭的和开包括封闭的和开放的环结构放的环结构,其他粘结剂系统都不能
7、做到这一点其他粘结剂系统都不能做到这一点.金属粘结剂金属粘结剂-“MM”：用于粘结金属的粘结剂包括各种不同的青铜合金,这些粘接系统的热承载能力可高达600C.金属粘结研磨工具具有卓越的磨粒保护能力,所以它们又能保持稳定的形状-这是一个决定性的特点.例如在磨削曲面时,这些粘结系统还能够更好的释放掉磨削热,所以它们是开槽磨削的理想选择(铣刀、钻头等),能够大大提高生产能力.电镀粘接电镀粘接-“G G”:采用大磨粒喷射形成单一复层,对用其它方法难以加工的材料可进行复杂形状加工,并达到高磨削效率.粘结剂的浓度效应粘结剂的浓度效应:浓度是金刚石或立方氮化硼的克拉数浓度是金刚石或立方氮化硼的克拉数(1(1
8、克拉克拉=0.2g)=0.2g)与与1 1立方厘米的磨环体积的比数立方厘米的磨环体积的比数.根据标准根据标准,“金刚石浓度金刚石浓度100100”或或“立方氮化硼立方氮化硼240V240V”相当于每立相当于每立方厘米磨削环体积含方厘米磨削环体积含4.44.4克拉的磨料克拉的磨料.所有其他的所有其他的浓度都是成比例的浓度都是成比例的.浓度对砂轮的切割性能和使用浓度对砂轮的切割性能和使用寿命有相当大的影响寿命有相当大的影响,在一定程度上也影响到其价在一定程度上也影响到其价格格.浓度浓度的指标:表示磨料和结合剂的结合程度表示磨料和结合剂的结合程度（硬度硬度）的指标。它的指标。它并不像普通砂轮那样有着
9、严格的规定，由各个金并不像普通砂轮那样有着严格的规定，由各个金刚石砂轮厂家以刚石砂轮厂家以NN为基准的序列而定为基准的序列而定为基准的序列而定为基准的序列而定。因此，相因此，相同的结合度标示，随厂家不同会有一定差别。同的结合度标示，随厂家不同会有一定差别。浓度浓度的指标:表示磨料和结合剂的结合程度表示磨料和结合剂的结合程度（硬度硬度）的指标。它的指标。它并不像普通砂轮那样有着严格的规定，由各个金并不像普通砂轮那样有着严格的规定，由各个金刚石砂轮厂家以刚石砂轮厂家以NN为基准的序列而定为基准的序列而定为基准的序列而定为基准的序列而定。因此，相因此，相同的结合度标示，随厂家不同会有一定差别。同的结
10、合度标示，随厂家不同会有一定差别。N N N N软软硬硬硬硬H H H HJ J J JL L L LP P P PR R R RT T T T金刚石金刚石俗称“金刚钻”,化学式为“C”.它也是我们常说的钻石.是一种由纯碳组成的矿物.金刚石是自然界中最坚硬的物质.金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具.碳可以在高温、高压下形成金刚石.磨料的种类磨料的种类磨料的种类磨料的种类:磨料的种类磨料的种类磨料的种类磨料的种类记号记号记号记号天然金刚石天然金刚石天然金刚石天然金刚石合成金刚石合成金刚石合成金刚石合成金刚石镀金属合成金刚石镀金属合成金刚石镀金属合成金刚石镀金属合成金刚石立方氮化
11、硼立方氮化硼立方氮化硼立方氮化硼镀金属立方氮化硼镀金属立方氮化硼镀金属立方氮化硼镀金属立方氮化硼磨料种类的阐述：磨料种类的阐述：天然金刚石天然金刚石-D:-D:世界上只有少数地方可以出产金刚石世界上只有少数地方可以出产金刚石,因为钻石要在非常特殊的条件下才能产生因为钻石要在非常特殊的条件下才能产生.未经加工未经加工的金刚石可用于拉丝模、钻头、修整器等方面的金刚石可用于拉丝模、钻头、修整器等方面.人造金刚石人造金刚石-SD:-SD:人造金刚石与天然钻石的不同在于它能大量生产人造金刚石与天然钻石的不同在于它能大量生产,并能加上用于特殊应用的最佳特性并能加上用于特殊应用的最佳特性.人造人造金刚石在锯
12、切钻磨石材、混泥土和碳化钨等坚硬、易碎材料的可使用性方面扮演了重金刚石在锯切钻磨石材、混泥土和碳化钨等坚硬、易碎材料的可使用性方面扮演了重要的角色要的角色.立方晶氮化硼立方晶氮化硼-CBN:-CBN:和人造金刚石一样和人造金刚石一样,CBN,CBN也是在极高的温度和压力下人工制造的也是在极高的温度和压力下人工制造的.CBN.CBN是一种自然界不会产是一种自然界不会产生的物质生的物质.CBN.CBN的硬度仅次于金刚石的硬度仅次于金刚石,它具有非常好的耐热性和机械强度它具有非常好的耐热性和机械强度.由于这些物质由于这些物质,CBN,CBN被用于研磨硬质钢和合金钢等非常坚硬的材料的工具中被用于研磨硬
13、质钢和合金钢等非常坚硬的材料的工具中.SUNPAX:SUNPAX:多晶立方晶氮化硼多晶立方晶氮化硼(PCD):(PCD):SUNPAX SUNPAX是将多晶人造金刚石粉和粘接剂的混合物在高温、高压下加工而制成的是将多晶人造金刚石粉和粘接剂的混合物在高温、高压下加工而制成的.它被用它被用于各种有色金属、非金属和合成材料的精密切割工具和耐磨工具中于各种有色金属、非金属和合成材料的精密切割工具和耐磨工具中.化学气相淀积化学气相淀积(CVD)(CVD)金刚石金刚石:通过化学气相合成而制成的通过化学气相合成而制成的CVDCVD金刚石膜被用于微钻、金刚石膜被用于微钻、TABTAB刀具和各种其它精密金刚石刀
14、具和各种其它精密金刚石刀具刀具.各种金刚石外貌各种金刚石外貌:人造金刚石 天然金刚石立方晶氮化硼氮化硼(CBN):(CBN):磨粒的形状、结构、涂层：磨粒的形状、结构、涂层：磨粒颗粒的质量起着决定性的作用磨粒颗粒的质量起着决定性的作用.磨粒颗粒有多种形状磨粒颗粒有多种形状,从规则从规则的块状磨粒的块状磨粒(Fig1)(Fig1)到不规则有尖角的磨粒（到不规则有尖角的磨粒（Fig2Fig2）,其结构也有其结构也有单晶体和多晶体之分单晶体和多晶体之分.相对于单晶体相对于单晶体(Fig1)(Fig1)的坚硬和抗冲击的坚硬和抗冲击,多晶多晶体磨粒体磨粒(Fig3)(Fig3)在工作时易裂开并形成新的工
15、作面在工作时易裂开并形成新的工作面(称为称为“自锋利自锋利”),),从而延长砂轮寿命从而延长砂轮寿命.在磨粒的表面涂覆有助于磨粒与结合剂在磨粒的表面涂覆有助于磨粒与结合剂的粘结的粘结,对保证砂轮的尺寸稳定性有益对保证砂轮的尺寸稳定性有益.抛光磨粒磨削抛光磨粒磨削,也成为涂也成为涂层层(Fig4),(Fig4),可以提高磨料的效率可以提高磨料的效率.此外此外,加上涂层的磨粒使粘结剂和加上涂层的磨粒使粘结剂和磨削的磨粒之间产生热阻磨削的磨粒之间产生热阻,这在某些应用中是极为有益的这在某些应用中是极为有益的,由于由于金刚石的热导率很高金刚石的热导率很高,所以涂层是非常重要的所以涂层是非常重要的.块状
16、光滑的单晶体磨粒 不规则的单晶体磨粒 多晶体磨粒 涂覆后的磨粒磨粒尺寸、表面级别：磨粒尺寸、表面级别：磨粒尺寸磨粒尺寸:下图是研磨剂的分类下图是研磨剂的分类.磨粒的尺寸很大程度上决定磨粒的尺寸很大程度上决定了砂轮的性能、材料去除率、研磨的效率和工作了砂轮的性能、材料去除率、研磨的效率和工作表面质量表面质量.为确保很好的切削能力和完美的加工表为确保很好的切削能力和完美的加工表面面,需要认真校准磨粒尺寸需要认真校准磨粒尺寸.可以通过筛选或精密挑可以通过筛选或精密挑选达到校准尺寸的目的选达到校准尺寸的目的.下表显示了标准的磨粒大下表显示了标准的磨粒大小和其他标准磨粒及筛格尺寸小和其他标准磨粒及筛格尺
17、寸.磨粒尺寸示意表磨粒尺寸示意表:D/MD=DiamondD/MD表示金刚石表示金刚石 B/MB=CBNB/MB表示表示CBN表面级别表面级别:磨粒大小很大程度上决定了材料去除率磨粒大小很大程度上决定了材料去除率,尤其是工件的表面质量尤其是工件的表面质量.通常通常情况下情况下,磨粒越粗磨粒越粗,材料的去除率越高材料的去除率越高,但是表面光洁度越差但是表面光洁度越差.反过来反过来,磨磨粒越细粒越细,材料的去除率越低材料的去除率越低,但是表面光洁度越好但是表面光洁度越好.正因为去除率与表面正因为去除率与表面光洁度之间存在着这种对比光洁度之间存在着这种对比,许多材料在粗磨之后仍然再需要进行精磨许多材
18、料在粗磨之后仍然再需要进行精磨,先粗后精先粗后精.以下是磨粒尺寸与工件表面质量的标准值以下是磨粒尺寸与工件表面质量的标准值.数值时在交叉磨削数值时在交叉磨削(产生最产生最好的表面质量好的表面质量)之后确定的之后确定的,这意味着这些数值可能是最好的结果这意味着这些数值可能是最好的结果.表面粗糙度表面粗糙度Ry(m)Ry(m)三.金刚石砂轮用在哪里?金刚石砂轮主要用于磨削碳化钨硬质合金、陶瓷、玻璃、石材等什么是磨削什么是磨削什么是磨削什么是磨削?是将磨削砂轮是将磨削砂轮高速旋转高速旋转,用用无数超硬磨料无数超硬磨料的刃部的刃部、进行进行非常微小切削非常微小切削的加工方法的加工方法。四.各种金刚石砂
19、轮图形及代号:1.如今因各种工业对刀具类型的需求如今因各种工业对刀具类型的需求,再者不同磨床对切削工艺的需求再者不同磨床对切削工艺的需求.在在制造金刚石砂轮时也对其外貌和材质进行各方位应用设计制造金刚石砂轮时也对其外貌和材质进行各方位应用设计.以下就是局部以下就是局部分砂轮的图形及相对应图形的代号分砂轮的图形及相对应图形的代号:2.砂轮尺寸标准：砂轮尺寸标准：2.1:3A12.2：1A12.3：3V12.4：1V12.5：6A2五.金刚石砂轮标注方式:1A11A1150D150D8X8X6T6T50H50HD D46465050B5B5砂轮形状砂轮形状直径直径环高环高环宽环宽孔径孔径粘结剂种类粘结剂种类粒度粒度溶度溶度粘结剂粘结剂1A1六.金刚石砂轮修整:修整工艺分：修整和修修整和修锐【修整修整】是指消除砂轮的跳动，修成所需形状等。是指消除砂轮的跳动，修成所需形状等。【修锐修锐】是指只除去结合剂，将磨粒凸显出来使其是指只除去结合剂，将磨粒凸显出来使其能够作为切刀使用。能够作为切刀使用。.修锐方式修锐方式:使用修锐油石的正确方法使用修锐油石的正确方法:Wrong!错误错误!Correct!正确正确!.修锐过程图形演示：修锐过程图形演示：修整工作时,选择合适的修整砂轮(绿碳化硅砂轮)谢谢!
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