8磨具的选择与使用.ppt

磨具特性的选择，主要是指磨料、粒度、结合剂、硬度、组织以及形状和尺寸的选择第八章第八章 磨料磨具的选择与使用磨料磨具的选择与使用选择磨具特性依据的条件主要有四个方面:工件条件：包括材质、形状与加工精度要求、上道工序加工方法及其状态、热处理状态、机械性能（硬度、抗拉强度、延伸率等)；机床条件：包括磨床的刚性、磨床的精度、磨床的抗振性；磨削工艺参数：包括磨具线速度与工件线速度、磨具与工件尺寸、磨削加工余量、磨具的切削深度、磨具的进给速度或进给量；作业状态：包括机床的操作状态(手动、机动)、修整条件(修整工具的种类与形状)、修整深度、修整进给量、干磨或湿磨、磨削液的种类、供液方法和供液量 第一节第一节 普通磨料磨具的选择与使用普通磨料磨具的选择与使用 普通磨料磨具特性主要包括磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等几个方面 1、磨料的选择、磨料的选择 磨料必须具备很高的硬度、耐热性、热稳定性和化学稳定性外，还应当有一定的韧性，以便能承受一定的磨削力 磨料品种的选择一般根据工件材料的机械性能，如硬度、强度、延伸率来进行选择 磨削抗拉强度较高的材料时，以选用韧性较大的刚玉类磨料为益磨削抗拉强度较低的材料，以选用脆性较大的碳化硅系磨料为益 工件材料抗拉强度σb（MPa）选用的磨料铅锡铝锌铜铁及铸铁橡胶镁合金镍优质碳钢各种合金钢钨17.619.678.414776.4245～392294～588205.8～254.8490.8～686588～1029784～1470CCCCCCCCC、AWA、AWA、A表7一1工件材料的抗拉强度与所适用的磨料  除了考虑工件材料的抗拉强度之外，在选择磨料时，工件材料的硬度也是主要选择依据。

一般来说，磨料硬度应比工件材料硬度高出1.3～1.5倍磨料特性的选择还应当考虑到磨削工艺系统可能产生的化学反应 选择磨料时，还要考虑磨料的热稳定性在磨削一些难磨材料时,磨削区易产生较高的温度时,所用磨料应当具有更好的高温硬度保持性 （（1）刚玉类）刚玉类刚玉类磨料是目前生产中使用最多的磨料由于它具有高的韧性和一定的硬度，能耐高温，破碎后有锋利的刃口，故磨削效率高，适于磨削抗拉强度较高的材料 刚玉的主要成分是氧化铝（Al2O3）最常用的是棕刚玉和白刚玉近年来又开发了很多新品种如单晶刚玉、微晶刚玉、铬刚玉、锆刚玉、镨钕刚玉等 棕刚玉棕刚玉(A）） 棕刚玉以铝矾土、无烟煤和铁屑为主要原料经高温冶炼而成含Al2O392.5～97%，呈棕褐色这种磨料有一定的硬度，韧性较大，能承受较大的压力，在工作过程中抗破碎能力较强，且颗粒锋锐，因此棕刚玉适于磨削抗拉强度较大的材料，如碳素钢，一般合金钢，可锻铸铁、硬青铁等由于棕刚玉价格比较低廉，所以其应用范围十分广泛在缺少其它磨料的情况下，一般可用它来代替 刚玉种类棕刚玉A白刚玉WA单晶刚玉SA微晶刚玉MA铬刚玉PA锆刚玉ZA镨钕刚玉NA显微硬度(HV)1800～22002200～23002000～24002000～22002200～230023502470单颗粒抗压强度(80#基本粒40颗的平均值)11.47.212<2.213.4—1060#冲击韧性(%)—70.878.868.875.2—70.1棕刚玉二级品 这类磨料常用作磨床砂轮，或作树脂切割砂轮，砂瓦及砂布砂纸，用于一般要求不高的切割和磨削工序 白刚玉白刚玉(WA) 以铝氧粉为主要原料经高温冶炼而成，纯度较高，含Al2O397～99%，呈白色。

白刚玉磨料有较棕刚玉磨料更高的硬度，磨粒不易磨钝但其韧性稍差于棕刚玉，受压磨粒易破碎形成新的切削刃，由于磨料硬度较棕刚玉高而易于切人工件材料，磨粒自锐性能好，因此白刚玉磨具具有良好的切削能力（约比棕刚玉高30%），可以减少工件的变形和磨削热的产生因此，白刚玉磨料最适于精磨、刃磨、螺纹等成型磨削以及用来磨削容易变形和烧伤的工件，如精磨淬硬钢、高速钢、高碳钢和薄壁零件单晶刚玉单晶刚玉(SA) 单晶刚玉是以铝矾土、黄铁矿、无烟煤和铁屑为原料经高温冶炼而成的含Al2O397～98%，一般呈黄色或白色单晶刚玉每个颗粒基本上都是单晶体，杂质不多颗粒均匀，有良好的多棱切削刃，并有较高的硬度及韧性因此这种磨料在磨削过程中不易破碎，切削能力强，磨削时发热少这种磨料适于加工高硬度的难磨材料以及对高温敏感的金属材料如高钒高速钢、耐热合金钢、钻基或镍基合金钢、不锈钢等尤其是高钒高速钢，其硬度很高，可磨性差，一般磨料难以磨削，而单晶刚玉则能适用另外，这种磨料磨削淬火钢、渗碳钢、渗氮钢、工具钢及其他合金钢时，均能获得较好的效果但由于这种磨料工业上还不能大量生产，一般只推荐用于耐热合金等难磨材料的磨削 微晶刚玉微晶刚玉(MA) 微晶刚玉是以铝矾土、无烟煤、铁屑为原料，经高温冶炼后采用急冷的方法获得的，其外观和化学成分与棕刚玉相似，含Al2O392～96%。

微晶刚玉的颗粒由许多微小的晶粒所组成，因而，微晶刚玉除了具有如棕刚玉的高强度，韧性好的特点外，还具有自锐性能良好、磨具磨损小、寿命长的优良性能，适用于不锈钢、碳素钢、轴承钢和特种球墨铸铁等材料的磨削，以及重负荷和精密磨削铬钢玉铬钢玉(PA) 在Al2O3（97～97.5%）中加入1.15～1.30%的氧化铬而成硬度与白刚玉相近，韧性比白刚玉稍高铬刚玉砂轮在磨削韧性大的钢材时，砂轮的耐用度以及磨削效率都比白刚玉高25～30%在相同的条件下，加工的表面光洁度也较好（高1～2小级），工件表面不易烧伤和产生裂纹这种砂轮修整时，只产生微细破碎，因而铬刚玉磨料制成的磨具形状保持性好，适用于成型磨削砂轮已广泛用于磨削粗糙度要求较小的合金钢刀具(如齿轮滚刀、拉刀、铣刀和车刀等)的刃磨以及螺纹工件、量具和仪表零件等的精磨锆刚玉锆刚玉(ZA) 在Al2O3成分中加入了10～40%的氧化锆而成，有含氧化锆10%、25%和40%三个典型品种目前使用最为广泛的是25%这种品种氧化锆呈黑褐色，其单颗粒抗压强度比棕刚玉高，韧性较好，适于磨削耐热合金钢、钛合金、奥氏体不锈钢和高钼钢等难磨材料用锆刚玉砂轮磨削不锈钢时具有磨削效率高，粗糙度小，工件不易烧伤，砂轮不易堵塞等优点，砂轮耐用度可比棕刚玉提高31～186%。

锆刚玉砂轮还可用于重负荷磨削，用于荒磨铸铁、铸钢、不锈钢等材料用含氧化锆25%的砂轮重负荷磨削铸钢时，金属磨除率可比棕刚玉高一倍，每片砂轮的磨除的金属量可比棕刚玉砂轮高3.3倍，砂轮损耗率可降低40%最新研制的锆刚玉砂轮，磨削压力可达8～10kN，砂轮线速度可达80m/s。