打磨工具选型基础

第一部分打磨工具选型根据打磨项目选择对应的打磨速度，然后在转速尺寸表中选择对应的工具尺寸，以及根据对应转数选 择电机。项目圆周速度approx （大约）30m/sec 30 米/秒Grinding （磨削）Deburring dry （干式去毛刺）Deburring wet （湿式去毛刺）Satinizing （磨褪处理，打磨处理）Polishing of metals （金属抛光）approx （大约）15m/sec 15 米/秒approx （大约）25m/sec 25 米/秒approx （大约）15m/sec 15 米/秒approx （大约）36m/sec 36 米/秒Polishing of metals with pronounced contours （sanitary fittings）对有明显棱角的金属工件进行抛光，如卫浴 配件。approx （大约）15-25m/sec 15-25 米/秒Synthetic materials,varnishes and wood （合成材料、油漆和木材）approx （大约）15m/sec 15 米/秒速度转速尺寸表（转速尺寸表）转数工具直径（mm）100125150175200250300350400450500600100030015.760011.012.614.115.718.831.480010.512.614.616.718.820.925.141.9140011.012.814.718.422.025.629.233.036.644.0160012.614.716.820.925.129.333.437.641.950.218001214.216.518.923.528.233.037.642.447.156.42000101315.718.421.026.131.436.441.847.152.42200121417.220.023.028.834.540.346.051.857.62400131519.022.025.131.437.644.050.056.52600141720.423.827.234.040.847.653.22800151822.025.629.336.643.951.358.43000162023.827.531.439.247.055.0圆周速度（m/s）第二部分工艺针对不同材料的打磨对象，磨料耗材的选择普通磨料磨具的选择与使用磨削过程就是磨具中的磨粒对工件的切削过程。选择磨具就是要充分利用磨 粒的切削能力去克服工件材料的物理力学性能产生的抗力。由于磨具的品种规格 繁多，而每一种磨具都不是万能的切削工具，只有一定的适用范围。因此对每一 种磨削工作，都必须适当选择磨具的特性参数，才能达到良好的磨削效果。磨具 特性主要包括磨粒、粒度、硬度、结合剂、组织、形状和尺寸。这里从磨具特性 方面叙述选择磨具的一般原则。一.磨料的选择磨料种类很多，其选择原则与被加工材料物理力学性能直接关系。一般来说， 磨削抗拉强度较高的工件材料时，选择韧性较大的刚玉类磨料为宜，磨削抗拉强 度低的工件材料，则以选择脆性较大而硬度较高的碳化硅类磨料为宜。部分材料 的抗拉强度值与选用的磨料如表一。表一虑料的迷用工林材料名称抗拉强度cr J（w.俨选用磨料1. N、3 SS二，“J. 0务:.：希:*日髭 Si-C15-9. 3黑职IBxg. 8黑皿判吁衍敦C25-4 E.J. 3M :.：既；rm-r; E. QSLC镁含金（2126）浦,S黑皿一优质钢(60105) 9. 3白刚玉棕刚玉各种含金钢Cnji - ：，.：白刚玉棕刚玉(50 -二.*. E在选择磨料时，要考虑工件材料与磨料之间的化学反应性能、磨料和工件材料之 间的化学亲和作用以及磨料的热稳定性（即红硬性）下面介绍各种磨料的性能及 适用范围1. 棕刚玉（A）棕刚玉（A）磨料的韧性大，硬度高。颗粒锋锐。因此它适合于磨削抗拉强度较高的材料，如碳素钢、普通合金钢、可锻铸铁、硬青铜等。棕刚玉价格便宜，应用十 分广泛，被视通用磨料。2. 白刚玉（WA） 白刚玉磨料的硬度略高于棕刚玉，但其韧性差一些。硬的磨料容易切入工件，可 以减少工件的变形和磨削热量。白刚玉磨料最适于精磨，刀具的刃磨，螺纹的 磨削及磨削容易变形及烧伤的工件。但价格高于棕刚玉。3. 单晶刚玉(SA)单晶刚玉磨料具有良好的多棱切削刃，并有较高的硬度及韧性。这种磨料在磨削时不易破碎，切削能力强、寿命长，适于加工较硬的金属材料。 单晶刚玉磨料生产量较小，只推荐用于耐热合金及难磨金属材料的磨削。4. 微晶刚玉(MA)微晶刚玉的外观、色泽、化学成份均与棕刚玉相似，所不同的是它的颗粒是由 许多微小晶粒体集合组成，它具有强度高、韧性大，自锐性良好的特点，磨削过 程中不易成大颗粒地脱落。由它制成的磨具磨损小，适于不锈钢、碳素钢、轴承 钢、特种球磨铸铁等材料的磨削，还用于重负荷磨削和精磨磨削。5. 铭刚玉(PA)铭刚玉磨料的硬度与白刚玉相近，韧性比白刚玉稍高，切削性能较好，具有较 高的强度和足够的脆性，因此磨削工件的表面不容易烧伤和产生裂纹，并能提高 生产效率。适合用于成形磨削、淬火钢、合金工具钢、螺纹的磨削加工、量具及 仪表零件的精磨磨削。6. 锆刚玉(ZA)锆刚玉是Al2O3和ZrO2的复合氧化物，韧性较好，适合重负荷磨削、耐热合 金钢、钛合金、奥氏体不锈钢的磨削。7. 黑刚玉(BA)黑刚玉磨料外观呈黑色，具有一定的韧性，硬度比棕刚玉低，多用于自由研磨， 如电镀前、抛光的打磨或粗磨，用于喷砂、制作树砂轮、砂布、砂纸等。8. 黑碳化硅(C)黑碳化硅的硬度比刚玉类磨料高，切削刃锋利，但性脆。导热性良好，散热快， 自锐性能优于刚玉磨料。适宜磨削抗拉强度较低的材料，如灰口铸铁、青铜、黄 铜、矿石、耐火材料、骨材、玻璃、陶瓷、皮革、橡皮、塑料等，还适于磨削热 敏性材料。9. 绿碳化硅(GC)绿碳化硅磨料性质比黑碳化硅硬而脆，较锋利，具有尖锐的切削刃，很容易切 入被加工工件。但韧性不高。主要适合硬质合金刀具和工件磨削，螺纹磨削及其 工件的精磨。10. 立方碳化硅(SC)立方碳化硅性脆而锋锐。用它做成的油石和小砂轮对微型轴承进行超精研磨 和沟道磨削时有较强的磨削能力，并能降低微型轴承的表面粗糙度值。11. 碳化硼(BC)碳化硼磨料呈黑色，颗粒比金刚石更易于破碎而形成新的锋锐的切削刃，切 削保持性较好硬质合金、宝石、陶瓷、模具、精密原件加工和抛光。二.磨料粒度选择磨料粒度的选择主要考虑磨削效率和工件表面粗糙度的要求。一般可根据以 下各点选择。工件加工精度要求较高，表面粗糙度值较低，应选取磨料粒度细的磨具 磨具和工件表面接触面积比较大，或者磨削深度也较大时，应选用磨具粒度粗 的磨料粗磨是，加工余量和采用的磨削深度都比较大，磨具的粒度应该比精磨粗，这 样才能提高粒度粗的磨具。切断和开沟工序，应采用粗粒度，松组织且硬度较高的砂轮磨削韧性金属和软金属时，如黄铜、紫铜、软青铜等，磨具表面容易被切屑堵 塞，所以应该选用粒度粗的磨具磨削硬度高的材料，如淬火钢、合金钢等，应选用粒度粗一些的磨具对于切除余量小，或者磨具与工件接触面不大的工件，可以选用粒度细一些的 磨具。湿磨比干磨用的磨具，其粒度可以细一些。在刚性好的磨床上加工时，可选粒度粗一些的砂轮成型磨削时，希望砂轮表面的形状保持要好，因而选用较细的粒度为宜。高速磨削时，为了提高磨削效率，磨料的粒度反而要比普通磨削时偏细 12个粒度。不同粒度的应用范围参见表二去二 不同甜厦摩具应用带用参考表是具粒度F .:11 苹；1韦1内用.1荒唐或重角荷If钢锭、唐皮乳唐盐、唐地板、喷秒打锈等用唐钢锭、铸件打毛刺、切断钢坯钢管、粗唐平面、唐大理石及耐火材料般用在+膺,外印会、无心唐、工具磨等屠床上粗屠捽火或未掉火钢件、黄铜等金属及硬质合金* 1次精孕、；司刀，客丸由附磨古10(/-泌用于各种刀具的刃縻、粗研磨、精磨、折磨、螺纹磨等用:精屠-mi、螺纹磨、仪器仪表零:杵及齿轮精厝等为虫列用于超精磨、精磨磨、精研磨与抛光2级，这就是高速磨削时的情况。同样，对于一些不平衡的工件(如曲轴等)，由 于磨削时的工件速度不能太高，因此砂轮的硬度也要选得软一些，以免烧伤工件。(12) 磨钢球(滚珠)时，应选超硬级的砂轮；一般切断工作，砂轮的硬度应选中至 中级硬度。(13) 刃磨硬质合金和高速钢刀具时，应选择JG级硬度的砂轮(14) 成型磨削时，为了保持工件的正确几何形状，砂轮的磨损不应太大，因此砂轮 的硬度应该高一些。四. 结合剂的选择磨具中结合剂的性能，影响它与磨粒的反应能力以及它的强度。结合剂与磨 粒之间的反应能力好，结合剂与磨粒的结合力就愈强，磨粒就不容易破碎或脱落。 结合剂的强度愈高，颗粒不仅承受较高的磨削力，而且还可使砂轮具有较高的回 转强度而不容易破裂。磨具结合剂的选择主要与磨削方法、使用速度以及工件表面加工要求等有 关。每种结合剂都有它本身的优点和缺点，应该结合磨削是的条件来选择磨具结 合剂的种类。合剂的种类有以下几种：1. 陶瓷结合剂(V)2. 树脂结合剂(B)3. 橡胶结合剂(R)4. 菱苦土结合剂(Mg)5. 其它结合剂五. 磨具组织的选择磨具的组织对磨削性能的影响很大。不同组织的砂轮，其孔隙不一样，颗粒 的密度也不同。因此，及时磨具硬度相同，而组织不一样时，砂轮的磨削性能也 就有差别。磨具的组织疏松时，磨削效率高，但磨具的磨损快，寿命短；组织太 紧时，因难以容纳切屑而容易烧伤工件。磨削硬度低而韧性大的材料时，磨具易被磨屑堵塞，需要用组织松一些的磨 具。组织松的磨具可以使磨粒最大限度地切入工件，并将较厚磨屑带走。成型磨削和精磨磨削时，砂轮的组织应选择紧密一些，以利于保持砂轮工作 型面的成型性和获得较高的精度。当砂轮与工件接触面积大，或加工粘性难磨材 料时，排屑比较困难，冷却条件也不好，为避免磨削区域过热，宜采用松组织的 砂轮。在重切削负荷磨削情况下，为了保证砂轮具有足够的强度和较长的寿命， 一般采用组织最精密的砂轮。六. 磨具形状和尺寸的选择磨具的形状应根据磨床的条件及工件的形状而定。砂轮的形状很多，多种形 状尺寸的砂轮用途如下：平行系列砂轮的直径在31600mm范围内，内圆、外圆、 平面、无心、工具及螺纹等磨床均可使用。通常外径150mm以内、厚度10100mm 的平行砂轮在卧轴平面磨床上用得比较多；外径250500mm、厚度3250mm的 平行砂轮多用在中等尺寸的外圆磨床上；外径600900mm、厚度6375mm平行 砂轮常用来磨轧辊或用于其它外圆磨床；外径7501100mm、厚度28100mm的 砂轮用于磨曲轴；外径12001600mm、厚度80120mm的砂轮主要用来磨大型 曲轴；外径350750mm、厚度125550mm的砂轮，大部分用于无心磨床的磨削 轮，用来磨削轴承内外圈的外圆、圆锥、圆柱滚子外圆、纺织机锭杆、发动机上 的活塞销及其大批量生产的工件外圆等；外径250500mm、厚度863mm的平 行砂轮，其边缘修整成尖角后，用在螺纹磨床上磨削单线或多线外螺纹工件；外 径80250mm、厚度610mm的平行砂轮，经修整成尖角后用来磨削内螺纹工件； 外径150600mm、厚度1375mm的平行砂轮用在台式、落地式或悬挂式砂轮机 上；外径50250mm、厚度1025mm的平行砂轮用在手提式砂轮机上。弓弧形砂 轮用于磨削轴承的沟道。七. 按各种磨削条件选择普通磨具（表三）表一各种赡削条件下普通磨具选择膺削条件粒度11?.日堂口皆削牛Ro -结合剂湘细骤7BIII=L砸松塞VBR,.瓢晤削.,车嗣通道.诰以金属*.无蘑导轨.5性，事:四 性大的材料.钻头构相抽.钻头构橹H 瞬,席曜工井.干赔.外瓣削.切削漩有腐 itd.内豆件m.湿爵,.辰十年削,.F 闻4程引表面粗糙度低.,.观轴厝削.高速晤削.府热敏性材 料.嗟ifi始深切悠削.工忤开糟,.工件速度高.吨己| J.磨削拉刀.端面砂轮展 削导轨.,.,种切陌.精磨聘肖.9.沛J 黄同,.高糖厝厝削.石墨基佑渗有Id.超糖膺厝削.*.y玲；.F：项用八. 按磨料对被磨削材料的适应性来选择磨具（表四）表四按磨料对被磨削材料的适应性选择磨具&.尾.河快存刖啊*.|占J直回仔.L律肆K1闰隧度CHRC抽i-ITr TtT|rfH55大小70070D土土A.曰EIE巨昂EEJkJk.径浙1一Mi杭ni 一皂ni=A错钛刚玉盈Aa -,u|,dL.诜 LEJL1Jfc.dk.:二 土人. 直二九. 磨具的安全使用绝大多数磨削工作都是由高速回转的砂轮进行切削的，而砂轮（磨具）又是 一种脆性物体，在其制造、运输和使用过程的各个环节中，有许多因素影响它的 强度，从而影响使用时的安全性。下面列出了影响磨具安全使用的各种因素。1、磨具的运输和保管1）长途运输时要用木箱或柳条筐妥善包装，并用稻草或锯末等软物质将磨具分隔 开。搬运时要防止碰撞和冲击，堆放要稳当。2）陶瓷磨具不要放在潮湿或冰冻的地方；橡胶磨具不宜与油接触；树脂磨具不能 与碱接触。否则会降低磨具的强度和它的磨削能力。3）磨具应按规格分开放置，存放处应设有标志，以免出现混乱和差错。4）磨具应存放在干燥的地方，室温不低于5 Co5）放置位置和设置方法应视磨具形状和大小而定。较大直径或较厚的砂轮采用直 立或稍具倾斜地摆放，较薄和较小的砂轮应平迭摆放，但迭放高度不要超过 500600mm，橡胶或树脂薄片砂轮的迭放高度要在200mm一下，并在其上下各放 一块平整的铁板，可防止砂轮变形或破裂。小直径砂轮（50mm以下者）可用绳 索串起来保管。碗形、杯形和碟形等异形砂轮应将其底朝下一个一个地迭放，但 放置高度不要太高。6）橡胶和树脂都有“老化”现象，所以这两类结合剂磨具的存放期一般不能超过 一年。超过存放期的磨具，必须重新检查后才能使用。7）经过改制后的砂轮，必须重新经过回转检验后才能使用。2、砂轮的安全速度为了不致造成差错，砂轮上均印有安全工作速度的标志，特别是高速砂轮，更应 有醒目的特殊标志。必须按砂轮上标志的工作速度使用。普通磨具的最高工作线 速度如表五所示。表五 普通磨具髭高作速度口；似卅M-1!湍）=席具名称7蚌最高工作速Ms 1陶渗捌脂法穹剂制黄苗剂骨亦何归军3齐.11354035212031304镜面唐砂1255桀性抛光砂轮;12361507树脂重负荷钢坯修15gOQ8简形砂艳225309单装排砂轮3540LQ43540LLT|=g5354035126303513d目n乒己沌7354035L4歌面凹二号芋轮83030L5L130S5L5碟形砂斡12 a12b305517WfTE顷23354013理言叵当克r：轮253S4019瞬f:轮27fid:？-131303021燃栓紧固平行砂轮3S35:里面凸盹国35=23薄片413SSO50600024原专子槽砂论J13535:!.JM-7-（：202S羞苦土砂艳3&5027局吴亏71钏JDL-325252S高迎盹50-6029525325250气目-中尤目，及更破的砂论如4031缓雌强力觐轮3532.、己己=3535353、砂轮的装夹砂轮安装前，必须校对其安全工作速度。标志不清或无标志的砂轮，必须重新 进行回转检验。安装砂轮前，要用木槌轻敲砂轮，如发现砂轮（特别是陶瓷砂轮）有哑声时， 说明砂轮内部可能存在裂纹，这种砂轮不能使用。夹在砂轮两边的法兰盘，其形状、大小要相同。法兰盘的直径一般为砂轮直径 的一半，内侧面要有凹形槽。在砂轮端面与法兰盘之间，要垫上一块厚度约12mm的弹性纸板或者皮革、耐油橡胶垫片，垫片的直径应稍大于法兰盘的外 径。图一所示安装为正确安装，图c为不正确安装。al砂轮装在心上b）砂轮直思主轴上 湄误的安荽图一（4）应依次对称地拧紧法兰盘螺钉，使夹紧力分布均匀。但不得用力过大， 以免压裂砂轮。砂轮安装好后，须经过一次静平衡才能装到机床上去。如果采用图3.8 2b 所示安装法，或者装在没有平衡块的小法兰盘上，则应检查砂轮的径向偏摆。偏 摆过大时，要重新安装砂轮。4. 砂轮的的平衡引起砂轮不平衡的原因很多：砂轮的几何形状不对称，两端面不平行，外圆与 孔不同心，砂轮各部分组织不均匀，装夹时砂轮偏心和磨削过程中砂轮的不均匀 磨损等等，都是造成砂轮不平衡的重要原因。砂轮的平衡方法有三种：静平衡、动平衡、自动平衡。砂轮的静平衡砂轮的静平衡如图二所示。平衡架由两个立柱2和底座1组成，每个立柱上均 有一个圆柱支承3（或菱形刀口）。静平衡方法主要有两种： 重心平衡法 三点平衡法图二砂轮静平衡架砂轮的动平衡经过静平衡后的砂轮，一般可以满足一定的使用要求。但是受平衡架精度的影响， 所以静平衡的精度仍不太高。所以对于高精度磨床和大砂轮、宽砂轮磨床，需要 采用动平衡方法，方能达到较好的平衡效果。砂轮的自动平衡经过静平衡或动平衡的砂轮，由于使用过程中的多次修整和对磨削液吸附的差 异，以及磨削过程中的不均匀磨损等，会使砂轮产生新的动态不平衡。因此， 在高精度磨削和高速磨削时，常采用自动平衡装置，对砂轮的不平衡情况随时进 行检验，并加以自动补偿，是砂轮在磨削过程中始终保持良好的平衡状态。I-依座2-立柱 MSW 4-W图二砂轮静平衡架