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          磨削工藝之砂輪構成三要素

          網站編輯:www.moureenwong.com │ 發表時間:2022-05-06 

            

                                         磨削工藝之砂輪構成三要素


          構成砂輪工作層的3大要素為:


          1、磨料(Abrasive):直接對工件產生切削作用。


          2、結合劑(Bond):將磨料粘合成具有一定強度和形狀的砂輪,使砂輪在一定的速度下使用安全。


          3、氣孔(Pore):磨料與結合劑之間的間隙,有利于磨削鋒利性和磨屑排除。

          相比于普通的氧化鋁材質砂輪,超硬材質的CBN(即聚晶立方氮化硼)砂輪,同樣由磨粒、氣孔和結合劑三要素組成,只是在磨料組成中,分為CBN磨料和輔助磨料,


          要素1-磨料


          磨料是砂輪的主要組成部分,它具有很高的硬度、耐磨性、耐熱性和一定的韌性,以承受磨削時的切削熱和切削力,同時還應具備鋒利的尖角,以利于磨削金屬。



          1.1

          磨料的種類

          人造磨料的代號有A、WA、PA、HA、AE、C和GC。


          常用的四種代號特性如下圖所示,供大家參考。

          圖片


          1.2

          磨料的顏色

          合成金剛石:黃/綠/灰色,顏色與金屬元素[Ni,Co,Fe]的含量有關系,顏色越純凈強度越高。


          CBN:黑/褐/橘黃色,顏色由加工工藝以及催化劑種類決定。



          圖片

          1.3

          磨粒的濃度

          這個概念,是超硬磨料特有的特性。

          磨料濃度指砂輪片中磨料的多少,是砂輪片的重要特性之一。


          濃度過低,切削效率不高;濃度過高,砂輪強度差,砂輪消耗大。


          以金剛石砂輪為例,它是指砂輪金剛石層每立方厘米體積中所含金剛石質量的對應百分比。


          金剛石在磨具中濃度基礎值是100%,等于0.88g/cm3(4.4克拉/cm3);當金剛石密度為3.52g/cm3時,(CBN密度為3.47g/cm3),此值相當于體積的25%,所有其它濃度均按此比例計算,詳見下表。


          附表為金剛石濃度與含量的關系


          圖片

          體積與濃度百分數成簡單的直線關系:  

          V=0.88c/γ式中:

          V——體積,cm3

          c——濃度,%

          γ——磨料的密度

          一般取金剛石為3.52g/cm3,CBN為3.47g/cm3)。將金剛石的密度代入公式,則V(%)是濃度c(%)的1/4,即V=0.25c。


          樹脂結合劑砂輪一般選用75~100%濃度。

          陶瓷結合劑砂輪一般選用100~200%濃度。

          金屬結合劑砂輪一般選用75~150%濃度。


          1.4

          磨料的粒度

          粒度是指磨料顆粒尺寸的大小。

          粒度分為磨粒和微粉兩類。


          對于顆粒尺寸大于40μm的磨料,稱為磨粒。用篩選法分級,粒度號以磨粒通過的篩網上每英寸長度內的孔眼數來表示。


          如60#的磨粒表示其大小剛好能通過每英寸長度上有60孔眼的篩網。


          圖片


          對于顆粒尺寸小于40μm的磨料,稱為微粉。用顯微測量法分級,用W和后面的數字表示粒度號,其W后的數值**微粉的實際尺寸。如W20表示微粉的實際尺寸為20μm。


          圖片


          砂輪的粒度對磨削表面的粗糙度和磨削效率影響很大。


          磨粒粗,磨削深度大,生產率高,但表面粗糙度值大。反之,則磨削深度均勻,表面粗糙度值小。所以粗磨時,一般選粗粒度,精磨時選細粒度。


          磨軟金屬時,多選用粗磨粒,磨削脆而硬材料時,則選用較細的磨粒。粒度的選用見下表。


          表-磨料粒度的選用

          圖片



          要素2-結合劑


          結合劑是把磨粒粘結在一起組成磨具的材料。
          砂輪的強度、抗沖擊性、耐熱性及耐腐蝕性,主要取決于結合劑的種類和性質。

          常用結合劑的種類、性能及適用范圍見下表。
          表-常用結合劑的種類、性能及適用范圍

          要素3-氣孔


          氣孔是砂輪很重要的一個組織特征。
          陶瓷砂輪正是由于其獨特的開氣孔結構,自銳性、可修整性、磨削效率等較優,而樹脂砂輪、金屬砂輪,由于氣孔較少或沒有,磨削熱、自銳性等問題成為影響砂輪性能發揮的因素。

          可以說,正是陶瓷結合劑的天然氣孔結構賦予其許多獨特的性能,但由于磨削應用環境多樣,*靠自身的空隙難以滿足磨削所有需求,造孔劑的選取及應用也是頗為重要的。


          因此,氣孔的功能主要有以下幾個方面:
          1、容屑。
          2、儲存冷卻液,在砂輪表面形成油膜,防止高溫鐵屑冷焊在砂輪上。







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