磨具

磨具概述

菱鎂磨具是由菱鎂水泥與碳化硅以一定比例復合而成，既繼承了菱鎂水泥強度高、硬度大的優(yōu)點，又保留了碳化硅良好的耐磨性。

磨具特點

1）、強度高、硬度大、耐磨性好，具有良好的削磨能力；

2）、仿形好，拋磨起光快、光澤度好；

3）、菱鎂水泥膠黏性好，磨塊結(jié)合效果好，不蹦邊；

4）、削磨量少，消磨力強，打磨效率高；

5）、成本低廉，耐磨性好，具有極高的性價比。

磨具用途

菱鎂磨具主要用于瓷磚、微晶玻璃等表面的粗磨、中磨、細磨直到拋光，實用性強，用量大，可廣泛應用于天然石材、陶瓷、微晶玻璃等非金屬材料的切割、打磨和拋光，可以減少換裝工具的時間，提高工作效率，尤其適用于手提電動工具、手推切割機、自動橋式切割機，市場前景廣闊，正在全國范圍內(nèi)普及應用。

磨具有機特性

有機磨具的特征是使用范圍廣，具有一定的彈性和較高的結(jié)合強度，并具有良好拋光性能。在粗、精、細、拋等磨削工藝中均得到應用，其樹脂磨具具有下列特點：

1、結(jié)合強度高

與陶瓷結(jié)合劑相比，樹脂結(jié)合劑結(jié)合強度高，其樹脂砂輪磨削線速度達80~120m/s，并可承受較大的磨削壓力。重負荷砂輪磨削壓力高達10×104～40×104N，廣泛應用于鋼鐵工業(yè)，如各種鋼錠、鋼坯等荒磨工序。高速重負荷專用砂輪等粗磨加工具有操作安全，適合高速磨削和大進給磨削，磨削效率高。

2、具有一定的彈性

相對陶瓷磨具樹脂磨具具有良好的韌性，有一定的可塑性和延展性。其彈性模量（E）比陶瓷低幾十倍。所以，樹脂磨具適宜于制備各種規(guī)格的薄片砂輪和高速切割砂輪。同時，由于有一定的彈性變形，可以緩沖磨削力的作用。因而磨削效果好，有拋光效果，能提高加工表面的粗糙度。

3、能制成各種復雜形狀和特殊要求的磨具

由于樹脂結(jié)合劑磨具硬化溫度低，可常溫硬化，收縮率較小，可制成各種復雜形狀和特殊要求的磨具。如：采用玻璃纖維增強的樹脂砂輪，易排屑、散熱性好的多孔樹脂砂輪和溝槽砂輪；改善磨削工藝條件的螺栓緊固砂輪、電解磨削砂輪、拋光砂輪；以及筒形、碗形、蝶形等異形砂輪。

4、適用范圍廣

由于新型樹脂結(jié)合劑品種多，可以制成各種強度和性能的樹脂磨具。因而，可廣泛用于荒磨、粗磨、切割、半精磨、精磨、拋光等工序。樹脂磨具結(jié)合強度高，使用速度高，耐沖擊，適于粗磨和荒磨加工；樹脂磨具具有良好的韌性，適用于切割加工工序；樹脂磨具彈性好，有一定的拋光性，可用于精磨和拋光加工。樹脂磨具耐熱性較低，易磨損，適用于平面磨和精磨加工。

5、有利于防止被磨削工件產(chǎn)生燒傷

樹脂結(jié)合劑耐熱性較低，可減少或避免燒傷工件現(xiàn)象。工件在磨削過程中產(chǎn)生的熱量，首先使樹脂炭化，促使鈍化了的磨料自動脫落，露出新的鋒利的磨粒，降低了磨削區(qū)域的熱量，避免了工件燒傷。

6、樹脂磨具硬化溫度低，生產(chǎn)周期短，設備簡單

有利于專業(yè)化生產(chǎn)。不足之處在于：

（1）樹脂磨具耐堿性、耐水性較差，易老化。一般有效存放期為一年。因此，不能長期存放。

（2）樹脂磨具耐熱性較低，磨削加工時，磨耗較大，不適于定型成形磨削。

（3）樹脂磨具氣孔率低，加工有氣味，應注意環(huán)境污染問題。

磨具有機應用

有機磨具即是樹脂磨具，主要用于鋼鐵、汽車、軸承、鐵道、車輛、造船、化工、儀表、航空航天、建材及其它機械加工工業(yè)?？捎糜诩庸じ鞣N非金屬材料和金屬材料。如：木材、橡膠、塑料、玻璃、陶瓷、石材、銅、鋁、鑄鐵、鋼材等，以及硬質(zhì)合金、高速鋼、高釩鋼、鈦鋼、不銹鋼等。此外，在糧食加工，醫(yī)學及地質(zhì)勘探等領域都得以應用。

根據(jù)加工目的和用量不同，可以進行荒磨、粗磨、半精磨、精磨、細磨和高精度低粗糙度磨削。同時，可根據(jù)加工對象的不同，進行外圓磨削、內(nèi)圓磨削、平面磨削、工具磨削、專用磨削、電焊磨削、珩磨、超精加工、研磨及拋光等。

1、粗磨加工應用

粗磨是指以高效切削大量多余材料為主要特征的磨削方法?；哪t是許多種粗磨加工廣泛使用的俗稱。

粗磨加工應用領域：

（1）用樹脂荒磨砂輪和高速重負荷樹脂砂輪，粗磨退火或不退火優(yōu)質(zhì)合金鋼或不銹鋼坯的精整加工。用于表面外觀缺陷（焊縫、裂紋、氧化層等）的磨削加工。

（2）用樹脂荒磨砂輪對鑄件的澆口、冒口和坯縫進行磨削加工和一般性精整加工。

（3）用樹脂荒磨砂輪對模鍛、鍛件的大毛刺或澆口整修后留下來的飛邊，進行徹底的磨除。

（4）在焊接操作時，殘留在焊件表面上的焊縫要采用荒磨平整焊縫和倒圓磨削。

（5）對大型板材氣割成圓形或其它復雜形狀時，氣割所產(chǎn)生的熔渣，要采用便攜式荒磨機磨除。如：大型熱軋建筑型鋼和管切的粗切加工等。

2、手持磨削加工應用

手持磨削是磨削方法的綜合概括。它們的共同特征是：無論是工件還是磨削機械的支承使工件與磨具相接觸，制導和移動等均直接依靠手工進行。

手持磨削又分為固定式手持磨削和移動式手持磨削。將磨削機械固定，手持加工工件進行磨削的方式，稱為固定式手持磨削。加工時采用的手持砂輪機進行可移動的磨削方式，稱為移動式手持磨削。

手持磨削主要應用領域：

（1）用手提式樹脂荒磨砂輪，加工龐大而笨重難以在磨床上安裝的工件。如：大型鑄件的粗磨。

（2）用高速鈸形砂輪或鋼紙磨片，加工已裝配有其它‘零件的工件。如：重型建筑構(gòu)件和船舶構(gòu)件。

（3）對小型調(diào)整時需要進行的磨削加工。如：在常見大型部件的有限部位上校正裝配件。

（4）用高速鈸形砂輪等，對工件最終成形或?qū)ぜc鄰接部位接合處的倒圓，對已經(jīng)裝配或已經(jīng)焊接的工件進行磨削。如：對汽車車體的加工。

（5）用于形狀不規(guī)則表面上的雕塑加工。如：模具的加工。

（6）工件光整加工。即要求對工件進行倒圓或光整磨削，使其表面美觀，性能滿意，而對形狀和尺寸無嚴格要求。如：用可彎曲鈸形砂輪加工不銹鋼制品，用PVA砂輪加工石材等。

（7）在工件表面的有限面積上做少量磨削，以便形成一種特殊的形狀，例如：各種刀具的銳磨等。

3、切割加工應用

樹脂薄片砂輪主要用于冶金工業(yè)的鋼棒、鋼管、扁鋼、角鐵、槽鋼、鋼軌、鋼板等金屬材料的切割加工；半導體工業(yè)的硅、鍺、藍寶石、鐵素體、石墨、陶瓷、石英等金屬和非金屬材料的精密超薄切片加工；似及建筑材料工業(yè)、化學工業(yè)、航空航天工業(yè)、機械工業(yè)、汽車工業(yè)、船舶工業(yè)的金屬材料和非金屬材料的切割加工。

在金屬材料切割加工中，采用樹脂薄片砂輪切割，具有以下優(yōu)點：

（1）切割速度快。在切割金屬材料時，切割砂輪的切割速度是其它切削方法（如鋸、車切）的10倍。

（2）切割尺寸精度高。采用砂輪切割，其切口寬度和切割面的平整度，一般來說比金工鋸切要好。

（3）切割表面平滑。砂輪切割后其表面經(jīng)常不須進行精加工，而鋸切后的切斷面很明顯。

（4）可用于硬質(zhì)材料的切割加工。如淬硬鋼和金屬碳化物以及硬脆非金屬材料的切割加工。

（5）磨具使用過程中，自銳性好，不需要修整。

（6）成本低。使用砂輪切割所需成本明顯低于其它切割方法。

（7）其它方面的應用。如窄槽切口，或者淬硬鋼或超硬非金屬加工件的切縫等。

樹脂磨具切割加工所具有的這些特性，使其在許多金屬加工業(yè)和非金屬加工業(yè)，以及在工業(yè)生產(chǎn)的其它領域得到廣泛應用。

4、常規(guī)磨削加工應用

（1）用樹脂砂輪在外圓磨床或萬能磨床上對軸類、套筒以及其他類型零件的圓柱面、圓錐面和肩端面進行磨削加工。

（2）用樹脂砂輪外圓周面或砂輪的端面，如螺栓緊固砂輪、大氣孔砂輪、開槽砂輪、多孔砂輪和多孔帶溝槽砂輪，以及多用杯形砂輪、筒形砂輪的端面等，對機械零件的各種平直為滿足平直度、表面粗糙度和平面之間相互位置精度等要求而進行平面磨削加工。

（3）用樹脂砂輪的外圓面或樹脂磨頭，在內(nèi)圓磨床、萬能磨床或?qū)Ｓ媚ゴ采希瑢Ρ砻尜|(zhì)量要求較高的通孔、盲孔、臺階孔、錐孔和軸承內(nèi)溝道等部件進行內(nèi)圓磨削加工。

（4）用樹脂砂輪、樹脂和橡膠導輪，在無心磨床上，采用柔性定位的方式，使用砂輪的外圓周面，對旋轉(zhuǎn)對稱的內(nèi)圓或外圓表面進行無心磨削加工。

（5）用專用樹脂砂輪磨螺紋砂輪。在螺紋磨床上，對高精度及表面粗糙度的傳動螺紋，測量機件的螺紋，工量具螺紋和淬硬處理的螺紋部分進行螺紋加工。如螺紋、蝸桿、絲錐、滾刀、量規(guī)等帶錐螺紋、多頭螺紋、平行螺紋等磨削加工。

（6）用環(huán)氧樹脂珩磨輪以及雙錐面、蝶型、雙蝶型、蝸桿式砂輪等，在齒輪磨床上，對經(jīng)淬硬處理的齒輪進行齒輪磨削加工。

（7）用樹脂強力磨砂輪，在工具磨削上，對具有較高的硬度熱硬性，耐磨性與足夠的強度和韌性的切削工具材料，如碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金等，進行工具磨削加工，以達到理想的精度，表面粗糙度和正確的幾何形狀，使切削刃具具有較高的鋒利性和耐用度。

5、其它專用磨削加工中的應用

（1）用樹脂磨鋼軌砂輪，在專用鋼軌修磨列車上，對鋼軌進行修磨加工。

（2）用導電樹脂砂輪，在電解磨床上，對一些高硬度的零件，如各種硬質(zhì)合金刀具、量具、擠壓拉絲模具、軋輥等，以及普通磨削很難加工的小孔、深孔、薄壁筒、細長桿零件和復雜型面的零件，進行電解磨削加工。其中電解作用占加工量的95%。磨料的機械加工作用僅占5%。因此，電解磨削比普通磨削加工效率高。

（3）用PVA（聚乙烯醇）拋光輪，PU（聚氨酯）拋光輪、無紡布拋光輪等，在拋光機上，對石材、玻璃、不銹鋼等進行拋光加工。

（4）磨錄音機磁頭、鐘表、儀器行業(yè)所用的精磨拋光砂輪。如FBB（耐水聚乙烯醇）砂輪等。

磨具概述

磨具組織粗分為緊密、中等和疏松三類。每類又可再細分數(shù)等，用組織號來區(qū)分。磨具組織號越大，磨料在磨具中所占的體積百分率越小，磨粒之間的間隙越寬，表示組織越松。反之，組織號越小表示組織越緊。較松組織的磨具使用時不易鈍化，在磨削過程中發(fā)熱少，能減少工件的發(fā)熱變形和燒傷。較緊組織的磨具磨粒不易脫落，有利于保持磨具的幾何形狀。磨具的組織只在制造時按磨具配方予以控制，一般不作測定。超硬磨料固結(jié)磨具主要是由金剛石、立方氮化硼等與結(jié)合劑固結(jié)成的磨具。由于金剛石、立方氮化硼的價格高、具有很好的耐磨性能，用它們制造的固結(jié)磨具與普通磨料固結(jié)磨具不同，除超硬磨料層外，還有過渡層和基體。超硬磨料層是起切削作用的部分，由超硬磨料和結(jié)合劑組成?；w是在磨削中起支托作用的，由金屬、電木或陶瓷等材料組成。過渡層用于連接基體和超硬磨料層，由結(jié)合劑構(gòu)成，有時也可省去。常用的結(jié)合劑有樹脂、金屬、電鍍金屬和陶瓷等。固結(jié)磨具的制造工序有：分配料、混料、成型、熱處理、加工和檢查等。隨結(jié)合劑不同，制造工藝也不盡一樣。陶瓷結(jié)合劑磨具主要采用壓型法，將磨料和結(jié)合劑按配方的重量比例稱量后，置于混料機內(nèi)混合均勻，投入金屬模具內(nèi)，在壓力機上成型出磨具毛坯。毛坯經(jīng)干燥再裝入窯內(nèi)焙燒，燒成溫度一般為1300℃左右。當采用低熔點燒熔結(jié)合劑時，燒成溫度低于1000℃。再按規(guī)定尺寸形狀精確加工，最后檢查產(chǎn)品。樹脂結(jié)合劑磨具一般是在室溫條件下在壓力機上成型，也有采用在加熱條件下邊加熱邊加壓的熱壓工藝。成型后在硬化爐內(nèi)硬化。以酚醛樹脂為結(jié)合劑時，硬化溫度為180~200℃。橡膠結(jié)合劑磨具主要采用對輥機混料，并滾壓成薄片，然后用沖刀沖裁成型；也有的用松散料，投入金屬模具內(nèi)在壓力機上成型。成型后在硫化罐內(nèi)硫化，溫度為165~180℃。金屬結(jié)合劑磨具的制造工藝有粉末冶金法和電鍍法兩種，主要用于超硬磨料固結(jié)磨具。粉末冶金法以青銅等為結(jié)合劑，混料后采用熱壓或在室溫條件下加壓成型，然后燒結(jié)加工。電鍍法以鎳或鎳鈷合金等為電鍍金屬，按電鍍工藝將磨料固結(jié)在基體上，制成磨具。特殊品種的磨具有燒結(jié)剛玉磨具和纖維磨具等。燒結(jié)剛玉磨具是用氧化鋁微粉和適量的氧化鉻混合、成型，在1800℃左右燒結(jié)制成。這種磨具結(jié)構(gòu)緊密，有較高強度，主要用于加工鐘表、儀表等零件。纖維磨具是用含有或粘附有磨料的纖維絲(如尼龍絲)作原料制成的，它的彈性好，主要用于金屬材料及其制品的拋光。

磨具使用情況

磨具在使用過程中，當磨粒磨鈍時，由于磨粒自身部分碎裂或結(jié)合劑斷裂，磨粒從磨具上局部或完全脫落，而磨具工作面上的磨料不斷出現(xiàn)新的切削刃口，或不斷露出新的鋒利磨粒，使磨具在一定時間內(nèi)能保持切削性能。磨具的這種自銳性，是磨具與一般刀具相比突出的特點。早在新石器時代，人類就已經(jīng)開始應用天然的磨石來加工石刀、石斧、骨器、角器和牙器等工具了；在19世紀美國出現(xiàn)了用天然磨料與粘土相結(jié)合燒成的陶瓷砂輪；1900年前后，人造磨料問世，采用人造磨料制造的各種磨具相繼產(chǎn)生，為磨削和磨床的快速發(fā)展創(chuàng)造了條件。此后，天然磨具在磨具中所占比例逐漸減少。

磨具按其原料來源分，有天然磨具和人造磨具兩類。機械工業(yè)中常用的天然磨具只有油石。人造磨具按基本形狀和結(jié)構(gòu)特征區(qū)分，有砂輪、磨頭、油石，砂瓦以上統(tǒng)稱固結(jié)磨具和涂附磨具五類。此外，習慣上也把研磨劑列為磨具的一類。

磨具分類

固結(jié)磨具按所用磨料的不同，可分為普通磨料固結(jié)磨具和超硬磨料固結(jié)磨具。前者用剛玉和碳化硅等普通磨料，后者用金剛石和立方氮化硼等超硬磨料制成。此外，還有一些特殊品種，如燒結(jié)剛玉磨具等。

普通磨料固結(jié)磨具是由結(jié)合劑將普通磨料固結(jié)成一定形狀，并具有一定強度的磨具。一般由磨料、結(jié)合劑和氣孔構(gòu)成，這三部分常稱為固結(jié)磨具的三要素。

磨料在磨具中起切削作用。結(jié)合劑是把松散的磨料固結(jié)成磨具的材料，有無機的和有機的兩類。無機結(jié)合劑有陶瓷、菱苦土和硅酸鈉等；有機的有樹脂、橡膠和蟲膠等。其中最常用的是陶瓷、樹脂和橡膠結(jié)合劑。

氣孔在磨削時對磨屑起容屑和排屑作用，并可容納冷卻液，有助于磨削熱量的散逸。為滿足某些特殊加工要求，氣孔內(nèi)還可以浸漬某些填充劑，如硫黃和石蠟等，以改善磨具的使用性能。這種填充劑，也被稱為磨具的第四要素。

表示普通磨料固結(jié)磨具特征的項目有：形狀、尺寸磨料、粒度、硬度、組織和結(jié)合劑。磨具硬度是指磨粒在外力作用下，從磨具表面脫落的難易程度，它反映了結(jié)合劑把持磨粒的強度。

磨具磨具粒度

粒度是指磨料顆粒的尺寸，其大小用粒度號表示。

國標規(guī)定了磨料和微粉兩種粒度號。

粒度是指磨料顆粒尺寸的大小。粒度分為磨粒和微粉兩類。對于顆粒尺寸大外圓磨砂輪于 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(wǎng)上每英寸長度內(nèi)的孔眼數(shù)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(wǎng)。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(shù)字表示粒度號，其W后的數(shù)值代表微粉的實際尺寸。如W20表示微粉的實際尺寸為20μm。各種粒度號的磨粒尺寸見表1 。

表1 磨料粒度號及其顆粒尺寸

表2不同粒度砂輪的使用范圍

注：比 14 # 粗的磨粒及比 W3.5 細的微粉很少使用，表中未列出。磨料粒度的選擇，主要與加工表面粗糙度和生產(chǎn)率有關。 粗磨時，磨削余量大，要求的表面粗糙度值較大，應選用較粗的磨粒。因為磨粒粗、氣孔大，磨削深度可較大，砂輪不易堵塞和發(fā)熱。精磨時，余量較小，要求粗糙度值較低，可選取較細磨粒。一般來說，磨粒愈細，磨削表面粗糙度愈好。

磨具結(jié)合劑

結(jié)合劑的作用是將磨料粘合成具有一定強度和形狀的砂輪。砂輪的強度、抗沖擊性、耐熱性及抗腐蝕能力，主要取決于結(jié)合劑的性能。

常用的結(jié)合劑有陶瓷結(jié)合劑(V)、樹脂結(jié)合劑(B) 、橡膠結(jié)合劑(R)和金屬結(jié)合劑(M)等。

陶瓷結(jié)合劑：應用最廣，適用于外圓、內(nèi)圓、平面、無心磨削和成形磨削的砂輪等；

樹脂結(jié)合劑：適用于切斷和開槽的薄片砂輪及高速磨削砂輪；

橡膠結(jié)合劑：適用于無心磨削導輪、拋光砂輪；

金屬結(jié)合劑：適用于金剛石砂輪等。

磨具磨具硬度

磨具的硬度主要取決于結(jié)合劑加入量的多少和磨具的密度，磨粒容易脫落的表示磨具硬度低；反之，表示硬度高。硬度的等級一般分為超軟、軟、中軟、中、中硬、硬和超硬七大級，從這些等級中還可再細分出若干小級。測定磨具硬度的方法，較常用的有手錐法、機械錐法、洛氏硬度計測定法和噴砂硬度計測定法。

磨具的硬度與其動態(tài)彈性模量具有對應關系，這有利于用音頻法測定磨具的動彈性模量來表示磨具硬度。在磨削加工中，若被磨工件的材質(zhì)硬度高，一般選用硬度低的磨具；反之，則選用硬度高的磨具。

研磨具的作用有兩點：①存放研磨劑，正確發(fā)揮研磨劑的作用；②改變工件的幾何形狀，提高產(chǎn)品精度。因此，研磨具材料的性能對工件的精度、表面粗糙度、研磨效率等有直接影響。在設計研磨具時，選擇材料也是很重要的 。

研磨具對材料的要求

1. 由于在研磨過程中，要使研磨劑的一部份微小磨料嵌入研磨具表面，而不會嵌入工件表面，則要求研磨具研磨部份的材料比工件軟，但不使磨料全部嵌進研磨具而失去研磨作用，材料又不可太軟。

2. 材料的組織必須致密均勻，否則，將直接影響工件的研磨質(zhì)量。

3. 材料的耐磨性要好，否則，磨耗快，不經(jīng)濟。

4. 材料的強度應適宜，否則，研磨具易變形而直接影響工件的研磨質(zhì)量。

5. 對材料的加工性能和經(jīng)濟性要適當考慮。

研磨具常用材料

目前常用的研磨具材料有灰鑄鐵、球墨鑄鐵和銅等。其中前兩種應用最廣 。

1. 灰鑄鐵潤滑性能好，磨耗較慢，硬度適當，研磨效果較好，價格便宜，適于硬質(zhì)合金、淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼、銅合金、鋁合金和玻漓等工件的研磨。孕育鑄鐵也具有較高的強度、硬度和良好的嵌砂性與耐磨性，故比普通灰鑄鐵的性能好。一般常采用HT20-40、HT25-47和HT30-54等牌號的孕育鑄鐵作為研磨具的材料。

2. 球墨鑄鐵具有鑄鐵的優(yōu)良性能，其機械性能比灰鑄鐵有明顯提高，耐磨性比灰鑄鐵好，是一種良好的耐磨材料，它能增加研磨具本身的耐用度。因此，球墨鑄鐵目前已被廣泛用于制作研磨具。一般經(jīng)常采用的牌號為JB298-62中的QT45-5，QT40-10等。

3. 銅性質(zhì)較軟，硬度較低，而表面容易嵌存磨粒，適用于研磨軟鋼。當研磨余量大的工件時，用銅做研磨具可提高效率，但不能達到很高的光潔度。因此，常用銅研磨具進行粗研磨。

磨具木箱必須采用高密度的板材制作，底部的機構(gòu)要方便叉車裝卸，頂部和四周要能承受磨具的重量，通常情況下磨具木箱的四周采用9MM板材做面板，四周采用 2MM厚度以上的滑木做支撐，在對磨具木箱封箱之前要注意底座是否平整，在磨具吊裝進木箱之前要保持磨具木箱的底面的平整和清潔，防止對磨具造成磨損，在 針對高精密的磨具還要做防潮處理，防止磨具在運輸和倉儲是生銹，通常情況采用鋁箔袋做真空防銹措施，磨具木箱內(nèi)部要需要添加干燥器，在對磨具木箱四周和頂 面進行縫合時，要更具磨具的重量采用不同大小的鐵釘或者螺絲，磨具木箱封蓋之前要在頂部打?qū)ΨQ，這是為了方便大型磨具需要用吊車裝卸。