根据加工目的和用量不同,可以进行荒磨、粗磨、半精磨、精磨、细磨和高精度低粗糙度磨削。同时,可根据加工对象的不同,进行外圆磨削、内圆磨削、平面磨削、工具磨削、专用磨削、电焊磨削、珩磨、超精加工、研磨及抛光等。
1、粗磨加工应用
粗磨是指以高效切削大量多余材料为主要特征的磨削方法。荒磨则是许多种粗磨加工广泛使用的俗称。
粗磨加工应用领域:
(1)用树脂荒磨砂轮和高速重负荷树脂砂轮,粗磨退火或不退火优质合金钢或不锈钢坯的精整加工。用于表面外观缺陷(焊缝、裂纹、氧化层等)的磨削加工。
(2)用树脂荒磨砂轮对铸件的浇口、冒口和坯缝进行磨削加工和一般性精整加工。
(3)用树脂荒磨砂轮对模锻、锻件的大毛刺或浇口整修后留下来的飞边,进行彻底的磨除。
(4)在焊接 *** 作时,残留在焊件表面上的焊缝要采用荒磨平整焊缝和倒圆磨削。
(5)对大型板材气割成圆形或其它复杂形状时,气割所产生的熔渣,要采用便携式荒磨机磨除。如:大型热轧建筑型钢和管切的粗切加工等。
2、手持磨削加工应用
手持磨削是磨削方法的综合概括。它们的共同特征是:无论是工件还是磨削机械的支承使工件与磨具相接触,制导和移动等均直接依靠手工进行。
手持磨削又分为固定式手持磨削和移动式手持磨削。将磨削机械固定,手持加工工件进行磨削的方式,称为固定式手持磨削。加工时采用的手持砂轮机进行可移动的磨削方式,称为移动式手持磨削。
手持磨削主要应用领域:
(1)用手提式树脂荒磨砂轮,加工庞大而笨重难以在磨床上安装的工件。如:大型铸件的粗磨。
(2)用高速钹形砂轮或钢纸磨片,加工已装配有其它‘零件的工件。如:重型建筑构件和船舶构件。
(3)对小型调整时需要进行的磨削加工。如:在常见大型部件的有限部位上校正装配件。
(4)用高速钹形砂轮等,对工件最终成形或对工件与邻接部位接合处的倒圆,对已经装配或已经焊接的工件进行磨削。如:对汽车车体的加工。
(5)用于形状不规则表面上的雕塑加工。如:模具的加工。
(6)工件光整加工。即要求对工件进行倒圆或光整磨削,使其表面美观,性能满意,而对形状和尺寸无严格要求。如:用可弯曲钹形砂轮加工不锈钢制品,用PVA砂轮加工石材等。
(7)在工件表面的有限面积上做少量磨削,以便形成一种特殊的形状,例如:各种刀具的锐磨等。
3、切割加工应用
树脂薄片砂轮主要用于冶金工业的钢棒、钢管、扁钢、角铁、槽钢、钢轨、钢板等金属材料的切割加工;半导体工业的硅、锗、蓝宝石、铁素体、石墨、陶瓷、石英等金属和非金属材料的精密超薄切片加工;似及建筑材料工业、化学工业、航空航天工业、机械工业、汽车工业、船舶工业的金属材料和非金属材料的切割加工。
在金属材料切割加工中,采用树脂薄片砂轮切割,具有以下优点:
(1)切割速度快。在切割金属材料时,切割砂轮的切割速度是其它切削方法(如锯、车切)的10倍。
(2)切割尺寸精度高。采用砂轮切割,其切口宽度和切割面的平整度,一般来说比金工锯切要好。
(3)切割表面平滑。砂轮切割后其表面经常不须进行精加工,而锯切后的切断面很明显。
(4)可用于硬质材料的切割加工。如淬硬钢和金属碳化物以及硬脆非金属材料的切割加工。
(5)磨具使用过程中,自锐性好,不需要修整。
(6)成本低。使用砂轮切割所需成本明显低于其它切割方法。
(7)其它方面的应用。如窄槽切口,或者淬硬钢或超硬非金属加工件的切缝等。
树脂磨具切割加工所具有的这些特性,使其在许多金属加工业和非金属加工业,以及在工业生产的其它领域得到广泛应用。
4、常规磨削加工应用
(1)用树脂砂轮在外圆磨床或万能磨床上对轴类、套筒以及其他类型零件的圆柱面、圆锥面和肩端面进行磨削加工。
(2)用树脂砂轮外圆周面或砂轮的端面,如螺栓紧固砂轮、大气孔砂轮、开槽砂轮、多孔砂轮和多孔带沟槽砂轮,以及多用杯形砂轮、筒形砂轮的端面等,对机械零件的各种平直为满足平直度、表面粗糙度和平面之间相互位置精度等要求而进行平面磨削加工。
(3)用树脂砂轮的外圆面或树脂磨头,在内圆磨床、万能磨床或专用磨床上,对表面质量要求较高的通孔、盲孔、台阶孔、锥孔和轴承内沟道等部件进行内圆磨削加工。
(4)用树脂砂轮、树脂和橡胶导轮,在无心磨床上,采用柔性定位的方式,使用砂轮的外圆周面,对旋转对称的内圆或外圆表面进行无心磨削加工。
(5)用专用树脂砂轮磨螺纹砂轮。在螺纹磨床上,对高精度及表面粗糙度的传动螺纹,测量机件的螺纹,工量具螺纹和淬硬处理的螺纹部分进行螺纹加工。如螺纹、蜗杆、丝锥、滚刀、量规等带锥螺纹、多头螺纹、平行螺纹等磨削加工。
(6)用环氧树脂珩磨轮以及双锥面、蝶型、双蝶型、蜗杆式砂轮等,在齿轮磨床上,对经淬硬处理的齿轮进行齿轮磨削加工。
(7)用树脂强力磨砂轮,在工具磨削上,对具有较高的硬度热硬性,耐磨性与足够的强度和韧性的切削工具材料,如碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金等,进行工具磨削加工,以达到理想的精度,表面粗糙度和正确的几何形状,使切削刃具具有较高的锋利性和耐用度。
5、其它专用磨削加工中的应用
(1)用树脂磨钢轨砂轮,在专用钢轨修磨列车上,对钢轨进行修磨加工。
(2)用导电树脂砂轮,在电解磨床上,对一些高硬度的零件,如各种硬质合金刀具、量具、挤压拉丝模具、轧辊等,以及普通磨削很难加工的小孔、深孔、薄壁筒、细长杆零件和复杂型面的零件,进行电解磨削加工。其中电解作用占加工量的95%。磨料的机械加工作用仅占5%。因此,电解磨削比普通磨削加工效率高。
(3)用PVA(聚乙烯醇)抛光轮,PU(聚氨酯)抛光轮、无纺布抛光轮等,在抛光机上,对石材、玻璃、不锈钢等进行抛光加工。
(4)磨录音机磁头、钟表、仪器行业所用的精磨抛光砂轮。如FBB(耐水聚乙烯醇)砂轮等。
树脂轮主要用于玻璃的精磨,树脂轮通常用于金刚轮之后,起到去痕的作用.聚氨酯抛光轮.聚氨酯发泡工艺制成。用于直边机、斜边机异型机、双边磨边机的抛光工序,抛光速度快,光洁度高,寿命长。
硬度的选择主要取决于被磨削的工件材料、磨削效率和加工表面质量。硬度是指砂轮在外力作用下磨粒脱落的难易程度,为了适应不同工件材料磨加工的要求,制造砂轮时分成不同硬度的等级(见表3)。
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砂轮选得过硬,磨钝的磨粒不易脱落,砂轮易堵塞,磨削热增加,工件易烧伤,磨削效率低,影响工件表面质量;砂轮选得过软,磨粒还在锋利时就脱落,增加了砂轮损耗,易失去正确的几何形状,影响工件精度。所以砂轮硬度的选择要适当,还应根据砂轮与工件接触面积大小、工件形状、磨削的方式、冷却方式、砂轮的结合剂种类等因素来综合考虑。
下列砂轮硬度选择原则供参考:
a.磨削软材料时要选较硬的砂轮,磨削硬材料时则要选软砂轮;
b.磨削软而韧性大的有色金属时,硬度应选得软一些;
c.磨削导热性差的材料应选较软的砂轮;
d.端面磨比圆周磨削时,砂轮硬度应选软些;
e.在同样的磨削条件下,用树脂结合剂砂轮比陶瓷结合剂砂轮的硬度要高1~2小级;
f. 砂轮旋转速度高时,砂轮的硬度可选软1~2小级;
g.用冷却液磨削要比干磨时的砂轮硬度高1~2小级。
4. 结合剂的选择应根据磨削方法,使用速度和表面加工要求等条件予以考虑。
最常用的砂轮结合剂有陶瓷结合剂(V)和树脂结合剂(B)。
陶瓷结合剂是一种无机结合剂,化学性能稳定、耐热、抗腐蚀性好,气孔率大,这种结合剂制造的砂轮磨削效率高、磨耗小,能较好地保持砂轮的几何形状,应用范围最广。适于磨削普通碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁、硬质合金、有色金属等。但是,陶瓷结合剂砂轮脆性较大,不能受剧烈的振动。一般只能在35米/秒以内的速度下使用。
树脂结合剂是一种有机结合剂,这种结合剂制造的砂轮强度高,具有一定的d性,耐热性低,自锐性好,制作简便,工艺周期短。可制造工作速度高于50米/秒的砂轮和很薄的砂轮。它的应用范围仅次于陶瓷结合剂,广泛用于粗磨、荒磨、切断和自由磨削,如磨钢锭,铸件打毛刺等。可制造高速、高光洁度砂轮,重负荷、切断以及各种特殊要求的砂轮。
5. 组织的选择主要考虑工件所受的压力、磨削方法、工件材质等。
组织是指砂轮中磨粒所占砂轮体积的百分比。砂轮组织等级的划分是以62%的磨粒体积百分数为“0”号组织,磨粒体积每减2%,其组织增加一号,依此类推,共分15个号。号数越大,组织越松(见表4)。
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组织紧密的砂轮能磨出较好的工件表面,组织疏松的砂轮,因空隙大,可以保证磨削过程中容纳磨屑,避免砂轮堵塞。通常粗磨和磨削较软金属时,砂轮易堵塞,应选用疏松组织的砂轮;成型磨削和精密磨时,为保持砂轮的几何形状和得到较好的粗糙度,应选用较紧密组织的砂轮;磨削机床导轨和硬质合金工具时,为减少工件热变形,避免烧伤裂纹,宜采用松组织的砂轮;磨削热敏性大的材料、有色金属、非金属材料宜采用大于12#组织的砂轮。
6. 形状和尺寸的选择应根据磨床条件和工件形状来选择。
常用砂轮形状有平形砂轮(P)、单面凹砂轮(PDA)、双面凹砂轮(PSA)、薄片砂轮(PB)、筒形砂轮(N)、碗形砂轮(BW)、碟形一号砂轮(D1)等。
每种磨床所能使用的砂轮形状和尺寸都有一定的范围。在可能的条件下,砂轮的外径应尽可能选得大一些,以提高砂轮的线速度,获得较高的生产率和工件表面质量,砂轮宽度增加也可以获得同样的效果。
现国标砂轮书写顺序:砂轮代号、尺寸(外径×厚度×孔径)、磨粒、粒度、硬度、组织、结合剂、最高工作线速度。
例示:P 400×150×203 A60 L 5 B 35
二、 金刚石砂轮的选择
金刚石砂轮比用碳化硼、碳化硅、刚玉等一般磨粒制成的砂轮刃角锋利、磨耗小、寿命长、生产率高、加工质量好,但价格昂贵,因而适用于精磨硬质合金、陶瓷、半导体等高硬度脆性难加工材料。
金刚石砂轮的特征包括磨料种类、粒度、硬度、浓度、结合剂、砂轮形状与尺寸。
磨料:广泛使用人造金刚石(JR),根据它的结晶形状和颗粒强度,分各种型号,按其特定用途选型号。
粒度:要以工件粗糙度、磨削生产率和金刚石的消耗三个方面综合考虑。
硬度:只有树脂结合剂金刚石砂轮才有“硬度”这一特性。一般采用S(Y1)级或更高。
结合剂:常用的结合剂有四种,其结合能力和耐磨性以树脂、陶瓷、青铜、电镀金属为序,依次渐强。树脂结合剂金刚石砂轮磨削效率高,被加工工件粗糙度好,适用范围广,自锐性好,不易堵塞,发热量小,易修整,主要用于精磨工序。陶瓷结合剂金刚石砂轮主要用于各种非金属硬脆材料、硬质合金、超硬材料等的磨削。
浓度:浓度选择要根据使用砂轮的粒度、结合剂、形状、加工方法、生产效率及砂轮寿命的要求而定。高浓度金刚石砂轮保持砂轮形状的能力强,低浓度砂轮磨削时,金刚石的消耗往往更低些,应根据需要酌情选取。
形状和尺寸:按工件的形状、尺寸和机床条件选用。
三、 立方氮化硼(CBN)砂轮的选择
立方氮化硼(CBN)砂轮的立方氮化硼颗粒粘在普通砂轮表面只有很薄一层,其磨粒韧性、硬度、耐用度是刚玉类砂轮的100倍,最适于加工硬度高、粘性大、高温强度高、热传导率低的难磨钢材及高速或超高速磨削。其应用范围与人造金刚石起着互相补充的作用。金刚石砂轮在磨削硬质合金和非金属材料时,具有独特的效果,但在磨削钢料时,尤其是磨削特种钢时,效果不显著。立方氮化硼砂轮磨削钢件的效率比刚玉类砂轮要高近百倍,比金刚石砂轮高五倍,但磨削脆性材料不及金刚石。
立方氮化硼砂轮的选择和金刚石砂轮的选择相类似。但在结合剂选用上,大部分是树脂结合剂,次之是电镀,金属结合剂。陶瓷结合剂CBN砂轮主要用于钛合金、高速钢、可锻铸铁等难加工的黑色金属的磨削,树脂结合剂CBN砂轮适用于磨削铁磁性材料,是加工钢材的理想选择。CBN砂轮浓度一般在100%~150%间选用较经济合理,它不能用普通切削液,需特殊的切削液。
四、 大气孔砂轮的选择
大气孔砂轮在磨削时具有不易被堵塞、耐用度高和切削能力强等优点。适用于软金属和塑料、橡皮和皮革等非金属材料的粗、精磨。同时,它具有散热快的特点,所以在磨削一些热敏性大的材料、薄壁工件和干磨工序中(例如刃磨硬质合金刀具和机床导轨等)有良好的效果。
大气孔砂轮和一般陶瓷结合剂砂轮的制造方法基本一样。不同点是在配料中外加一定量的增孔剂,它在砂轮烧结前完全挥发或被烧烬,从而产生大气孔。
大气孔砂轮生产范围是:磨料一般选择碳化物和刚玉等,如常用的有黑碳化硅(C)、绿碳化硅(GC)和白刚玉(WA)等几种,这些磨料的硬度高、性脆而锋利,具有良好的导热和导电性能;磨料粒度(36#~180#);结合剂(陶瓷结合剂);硬度(G~M各级);形状(平形、杯形、碗形或碟形等);气孔尺寸(约0.7~1.4毫米)。
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