金属切削原理与刀具（中职）项目十二.pptx

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项目十二砂轮与磨削,电子课件,目录,任务1砂轮概述,任务2磨削过程与磨削表面质量,任务3先进磨削方法,任务1切削变形,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,砂轮是由磨料加结合剂压制成一定形状后再烧结的工艺方法制成的多孔体，如图12-1所示为砂轮的构造图。

制造砂轮时，用不同的配方和不同的投料密度来控制砂轮的硬度和组织。

砂轮的特性由五个因素来决定：

磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,图12-1砂轮的构造,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,一、磨料常用的磨料有氧化物系、碳化物系、高硬磨科系三类。

氧化物系磨料的主要成分是A12O3，由于它的纯度不同和加入金属元素不同，而分为不同的品种。

碳化物系磨料主要以碳化硅、碳化硼等为基体，也是因材料的纯度不同而分为不同品种。

高硬磨料系中主要有人造金刚石和立方氮化硼。

常用磨料的特点及应用范围见表12-1所示。

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,表12-1常用磨料的特点及应用类别磨料名称代号颜色硬度韧性应用范围刚玉类棕刚玉GZ（A）棕褐色低高大,小磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁等白刚玉GB,（WA）白色磨削淬火钢、高速钢、高碳钢等单晶刚玉GD（SA）浅黄或乳白磨削不锈钢、高钒高速钢及其它难加工材料铬刚玉GG（PA）紫红色磨削淬硬高速钢、高强度钢、特别适用于成形,活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,磨削碳化硅类黑色碳化硅TH（C）黑色磨削铸铁、黄铜、耐火材料及非金属材料绿色碳化硅TL（GC）绿色磨削硬质合金、宝石、陶瓷、玻璃,等高硬磨料立方氮化硼CBN黑色磨削各种高温合金，高钼、高钒、高钴钢、不锈钢等人造金刚石MBDRVD乳白色磨削硬质合金、光学玻璃、宝石、陶瓷等硬度材料,活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,二、粒度粒度表示磨粒的大小程度。

以磨粒刚能通过的一号筛网的网号来表示磨粒的粒度。

例如60粒度是指磨粒刚可通过每英寸长度上有60个孔眼的筛网。

当磨粒的直径小于40m时，这些磨粒称为微粉。

它的粒度以微粉的尺寸大小来表示。

如尺寸为28m的微粉，其粒度号标为W28。

如表12-2所示为常用磨粒的粒度、尺寸及应用范围。

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,磨粒粒度对磨削生产率和加工表面粗糙度有很大的影响。

一般来说，粗磨用颗粒较粗的磨粒，精磨用颗粒较细的磨粒。

当工件材料软、塑性大和磨削面积大时，为避免堵塞砂轮，也可采用较粗的磨粒。

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,表12-2,常用磨粒的粒度、尺寸及应用范围,活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,三、结合剂结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，使砂轮具有必要的形状和强度。

结合剂的性能决定了砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性和耐热性，同时，其对磨削温度和磨削表面质量也有一定的影响。

常用的砂轮结合剂有：

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,1、陶瓷结合剂（Vitrified，代号V）陶瓷结合剂的特点是化学性质稳定，耐水、耐酸、耐热和成本低，但较脆。

所以除切断砂轮外，大多数砂轮都是采用陶瓷结合剂。

它所制成的砂轮线速度一般为35ms。

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,2、树脂结合剂（Bakelite，代号B）树脂结合剂的强度高，弹性好，故多用于高速磨削、切断和开槽等工序，也用于制作荒磨砂轮、砂瓦等。

但是，树脂结合剂的耐热性差，当磨削温度达200300时，它的结合能力便大大降低。

利用它强度降低时磨粒易于脱落而露出锋利的新磨粒（自砺）的特点，在一些对磨削烧伤和磨削裂纹特别敏感的工序（如磨薄壁件、超精磨或刃磨硬质合金等）,活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,都可采用,树脂结合剂。

任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,3、橡胶结合剂（Rubber，代号R）橡胶结合剂多数采用人造橡胶。

橡胶结合剂比树脂结合剂更富有弹性，可使砂轮具有良好的抛光作用。

多用于制作无心磨床的导轮和切断、开槽及抛光砂轮。

但不宜于用作粗加工砂轮,活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,4、金属结合剂（Metal，代号M）常见的是青铜结合剂，主要用于制作金刚石砂轮。

青铜结合剂金刚石砂轮的特点是型面的成型性好，强度高，有定韧性，但自砺性较差。

主要用于粗磨、半精磨硬质合金以及切断光学玻璃、陶瓷、半导体等,活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,四、硬度砂轮的硬度是反映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，即表示磨粒难以脱落；砂轮软，表示磨粒容易脱落。

砂轮硬度等级及代号如表12-3所示。

砂轮的软硬和磨粒的软硬是两个不同的概念，必须区分清楚。

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,选用砂轮时，应注意硬度选得适当。

若砂轮选得太硬，会使磨钝了的磨粒不能及时脱落，因而产生大量磨削热，造成工件烧伤；若选得太软，会使磨粒脱落得太快而不能充分发挥其切削作用。

选择砂轮硬度时，应注意参照以下原则：

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,1、工件硬度工件材料越硬，砂轮硬度应选得软些；工件材料越软，砂轮的硬度应选得硬些。

2、加工接触面砂轮与工件的接触面大时，应选用软砂轮；内圆磨削和端面平磨时，砂轮硬度应比外圆磨削的砂轮硬度低；磨削薄壁零件及导热性差的工件时，砂轮硬度也应选得低些。

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,3、精磨和成形磨削精磨和成形磨削时，应选用硬一些的砂轮，以保持砂轮必要的形状精度。

4、砂轮粒度大小砂轮的粒度号越大，其硬度应选低一些的，以免砂轮表面组织被磨屑堵塞。

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,5、工件材料磨削有色金属、橡胶、树脂等软材料，应选用较软的砂轮，以免砂轮表面被磨屑堵塞。

在机械加工中，常用的砂轮硬度是软2（H）至中2（N）。

荒磨钢锭及铸件时可用中硬（2Q）的砂轮。

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,表12-3,砂轮硬度等级及代号,活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,五、组织砂轮的组织反映了磨粒、结合剂、气孔三者之间的比例关系，通常以磨粒所占砂轮的百分比来分级。

磨粒在砂轮总体积中所占的比例越大，则砂轮的组织越紧密，气孔越小；反之，磨粒的比例越小，则组织越疏松，气孔越大。

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,砂轮组织的级别可分为紧密、中等、疏松三大类别，如图12-2所示。

细分可分为15级，如表12-4所示。

组织号越小，磨粒所占的比例越大，砂轮越致密。

砂轮疏松则不易堵塞，并可把切削液或空气带入切削区，降低磨削温度，但过分疏松则磨粒含量小，容易磨钝和失去正确的廓形。

故粗磨时应采用疏松砂轮，精磨时应采用组织教紧密的砂轮。

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,表12-4,砂轮组织号,活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,一、砂轮形状根据机床结构与磨削加工的需要，砂轮制成各种形状与尺寸，常用砂轮名称、形状简图、代号和主要用途如表12-5所示。

砂轮的形状和尺寸是根据磨床类型、加工方法及工件的加工要求来确定的。

砂轮的外径应尽可能选得大些，以提高砂轮的圆周速度，这样对提高磨削加工生产率与表面粗糙度有利。

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,此外，在机床刚度及功率许可的条件下，如选用宽度较大的砂轮，同样能收到提高生产率和降低粗糙度的效果，但是在磨削热敏性高的材料时，为避免工件表面的烧伤和产生裂纹，砂轮宽度应适当减小。

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,由于更换一次砂轮很麻烦，因此，除了重要的工件和生产批量较大时，需要按照以上所述的原则选用砂轮外，一般只要机床上现有的砂轮大致符合磨削要求，就不必重新选择，而是通过适当地修整砂轮，选用合适的磨削用量来满足加工要求,活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,由于更换一次砂轮很麻烦，因此，除了重要的工件和生产批量较大时，需要按照以上所述的原则选用砂轮外，一般只要机床上现有的砂轮大致符合磨削要求，就不必重新选择，而是通过适当地修整砂轮，选用合适的磨削用量来满足加工要求,活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,表12-5,常用砂轮形状、代号及主要用途,活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,二、尺寸和标志砂轮的特性均标记在砂轮的侧面上，其顺序是：

形状代号、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、线速度。

例如：

外径300mm，厚度50mm，孔径75mm，棕刚玉，粒度60，硬度L，5号组织，陶瓷结合剂，最高工作线速度35m/s的平行砂轮，其标记为：

砂轮1-3005075-A60L5V-35m/s。

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,一、人造金刚石砂轮人造金刚石砂轮是以人造金刚石磨料为原料，分别用金属粉、树脂粉、陶瓷和电镀金属作结合剂，制成的中央有通孔的圆形固结磨具称作人造金刚石砂轮（合金砂轮），生产中一般直接称为金刚石砂轮。

1、金刚石砂轮的结构金刚石砂轮结构一般由工作层、基体、过渡层三部分组成，如图12-3所示。

活动三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮,任务1切削变形,活动一砂轮特性,要素,活动二砂轮的形状、尺寸和标志,工作层又称金刚石层，由磨料、结合剂和填料组成，是砂轮的工作部分。

过渡层又称非金刚石层，由结合剂、金属粉和填料组成，是将金刚石层牢固地连接在基体上的部分。

基体用于承接磨料层，并在使用时用法兰盘牢固地夹持在磨床主轴上。

一般金属结合剂制品选用钢材、合金钢粉作基体；树脂结合剂选用铝合金、电木作基体。

砂轮成型质量的,好坏和使用精度的高低都与基体有很大关系。

活动三人造金刚石