斜面砂轮

砂轮是由结合剂将普通磨料固结成一定形状（多数为圆形，中央有通孔），并具有一定强度的固结磨具。斜面砂轮是根据其形状而分类的一种砂轮，其一般由磨料、结合剂和气孔构成，这三部分常称为固结磨具的三要素。

概况斜面砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。斜面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，斜面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。斜面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。

分类斜面砂轮种类繁多。按所用磨料可分为普通磨料（刚玉和碳化硅等）斜面砂轮和天然磨料超硬磨料和（金刚石和立方氮化硼等）斜面砂轮；按形状可分为平形斜面砂轮、斜边斜面砂轮、筒形斜面砂轮、杯形斜面砂轮、碟形斜面砂轮等；按结合剂可分为陶瓷斜面砂轮、树脂斜面砂轮、橡胶斜面砂轮、金属斜面砂轮等。斜面砂轮的特性参数主要有磨料、粒度、硬度、结合剂、形状、尺寸等。由于斜面砂轮通常在高速下工作，因而使用前应进行回转试验（保证斜面砂轮在工作转速下，不会破裂）和静平衡试验（防止工作时引起机床振动）。斜面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。

属性斜面砂轮是用磨料和结合剂等制成的中央有通孔的圆形固结磨具。斜面砂轮的特性由磨料、粒度、硬度、结合剂、形状及尺寸等因素来决定，现分别介绍如下。

磨料的选择磨料是制造斜面砂轮的主要原料，它担负着切削工作。因此，磨料必须锋利，并具备高的硬度、良好的耐热性和一定的韧性。

粒度及其选择是指磨料颗粒尺寸的大小。粒度分为磨粒和微粉两类。对于颗粒尺寸大于 40μm的磨料，称为磨粒。用筛选法分级，粒1度号以磨粒通过的筛网上每英寸长度内的孔眼数来表示。如60 # 的磨粒表示其大小刚好能通过每英寸长度上有60孔眼的筛网。对于颗粒尺寸小于40μm的磨料，称为微粉。用显微测量法分级，用W和后面的数字表示粒度号，其W后的数值代表微粉的实际尺寸。如W20表示微粉的实际尺寸为20μm。

磨料粒度主要与加工表面粗糙度和生产率有关。粗磨时，磨削余量大，要求的表面粗糙度值较大，应选用较粗的磨粒。因为磨粒粗、气孔大，磨削深度可较大，斜面砂轮不易堵塞和发热。精磨时，余量较小，要求粗糙度值较低，可选取较细磨粒。一般来说，磨粒愈细，磨削表面粗糙度愈好。

硬度及其选择斜面砂轮的硬度是指斜面砂轮表面上的磨粒在磨削力作用下脱落的难易程度。斜面砂轮的硬度软，表示斜面砂轮的磨粒容易脱落，斜面砂轮的硬度硬，表示磨粒较难脱落。斜面砂轮的硬度和磨料的硬度是两个不同的概念。同一种磨料可以做成不同硬度的斜面砂轮，它主要决定于结合剂的性能、数量以及斜面砂轮制造的工艺。磨削与切削的显著差别是斜面砂轮具有“自锐性”，选择斜面砂轮的硬度，实际上就是选择斜面砂轮的自锐性，希望还锋利的磨粒不要太早脱落，也不要磨钝了还不脱落。选择斜面砂轮硬度的一般原则是：加工软金属时，为了使磨料不致过早脱落，则选用硬斜面砂轮。加工硬金属时，为了能及时的使磨钝的磨粒脱落，从而露出具有尖锐棱角的新磨粒（即自锐性），选用软斜面砂轮。前者是因为在磨削软材料时，斜面砂轮的工作磨粒磨损很慢，不需要太早的脱离；后者是因为在磨削硬材料时，斜面砂轮的工作磨粒磨损较快，需要较快的更新。精磨时，为了保证磨削精度和粗糙度，应选用稍硬的斜面砂轮。工件材料的导热性差，易产生烧伤和裂纹时（如磨硬质合金等），选用的斜面砂轮应软一些。

组织斜面砂轮的组织是指组成斜面砂轮的磨粒、结合剂、气孔三部分体积的比例关系。通常以磨粒所占斜面砂轮体积的百分比来分级。斜面砂轮有三种组织状态：紧密、中等、疏松；细分成 0-14号间，共15级。组织号越小，磨粒所占比例越大，斜面砂轮越紧密；反之，组织号越大，磨粒比例越小，斜面砂轮越疏松。

形状尺寸及其选择根据机床结构与磨削加工的需要，斜面砂轮制成各种形状与尺寸。表6 是常用的几种斜面砂轮形状、尺寸、代号及用途。斜面砂轮的外径应尽可能选得大些，以提高斜面砂轮的圆周速度，这样对提高磨削加工生产率与表面粗糙度有利。此外，在机床刚度及功率许可的条件下，如选用宽度较大的斜面砂轮，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，斜面砂轮宽度应适当减小。

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李航 - 副教授 - 西南大学