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砂轮是磨削加工中主要的一类磨具。砂轮是在磨料中加入结合剂,经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。由于磨料、结合剂及制造工艺不同,砂轮的特性差别很大,因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。
砂轮种类繁多。
按所用磨料可分为普通磨料(刚玉和碳化硅等)砂轮和天然磨料超硬磨料和(金刚石和立方
氮化硼等)砂轮;
按形状可分为平形砂轮、斜边砂轮、筒形砂轮、杯形砂轮、碟形砂轮等;按结合剂可分为陶瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮、金属砂轮等。砂轮的特性参数主要有磨料、粘度、硬度、结合剂、形状、尺寸等。
由于砂轮通常在高速下工作,因而使用前应进行回转试验(砂轮在高工作转速下,不会破裂)和静平衡试验(防止工作时引起机床振动)。砂轮在工作一段时间后,应进行修整以恢复磨削性能和正确的几何形状。
根据应用或研磨工艺的不同,或价格较高的磨粒可能是具成本效益的选择。同样,昂贵的金刚石或 CBN 砂轮可能不是某个应用的理想选择。重要的不是价格,而是超硬磨料的形状和砂轮使用的涂层类型。
颗粒形状决定强度
金刚石或CBN颗粒的形状是决定磨削应用中磨粒的坚韧性或易碎性的关键因素。韧性是指磨料颗粒在机械应力下的表现,即其抵抗开裂、碎裂和断裂的能力。易碎性则指的是颗粒分解和自我磨削的能力。
就磨料颗粒形状而言,有两个极端的类别:块状和角状。磨料颗粒呈现块状或圆润,切削效率越低,但在保持形状方面效果越好。块状颗粒更坚韧,能够承受更高的磨削力量,不容易破裂。
相反,角状颗粒更具切削力,更能穿透和去除材料。然而,角状颗粒在较低的力下容易开裂。
理想情况下,好选择一种能够平衡这两种形状的颗粒,既能保持坚韧性,又能自然分解以暴露新的锋利切削边缘。如果磨料颗粒无法分解,它将变钝并摩擦工件而非切割,导致磨削力量激增,对砂轮和工件都会造成严重问题。
适合工作的正确涂层
涂层是一种将超硬磨粒完全且均匀地覆盖一层额外材料的过程。这个过程增加了颗粒的尺寸和重量,通常用于在磨削应用中增强强度和耐久性等性能。
结合基体保持磨粒的强度决定了砂轮的有效性。涂层的一个关键好处是它们能够使金刚石或CBN颗粒的表面纹理更好地附着在砂轮的结合剂上,无论该砂轮是树脂、电熔、金属、混合材料或其他类型。对结合剂系统机械和化学保持力的改进增强了砂轮的稳固性。