砂轮的特性参数及其选择

砂轮的特性由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织等5个参数决定，如表10－1所示。砂轮的特性参数对磨削加工的精度、工件表面粗糙度和生产效率有重大影响，因此必须根据具体条件选用合适的砂轮。

表10－1　砂轮的三个基本要素和五个特性参数

1.磨料

磨料是指制造砂轮的主要原料的成份，它担负着切削工作，因此磨料必须具有较高的硬度、良好的耐热性和一定的韧性。常用磨料有：氧化铝（刚玉类）、碳化硅、立方氮化硼和人造金刚石等，其分类代号、性能及选用范围如表10－1所示。在机械切削加工中，刚玉类适用于磨削钢料；碳化硅类适用于磨削硬质合金刀具，以及铸铁、青铜等脆性材料。

2.粒度

粒度是指磨料颗粒的大小。粒度的表示方法分为磨粒与微粉两种：磨粒用筛选法分类，它的粒度号以筛网上每平方英寸范围内的孔眼数来表示。例如60＃粒度的磨粒，说明它能通过每平方英寸有60个孔眼的筛网，而不能通过每平方英寸有70个孔眼的筛网；微粉用显微测量法分类，它的微粉号以磨料的实际尺寸来表示。

磨料的粒度直接影响磨削的生产率和磨削质量。粗磨时的加工余量大、磨削用量大，应选用粗砂轮；磨削软材料时，为了防止砂轮堵塞和产生烧伤，也应选用粗砂轮；精磨时，为了获得较小的表面粗糙度值和保持砂轮的轮廓精度，应该选用细砂轮。

3.结合剂

砂轮中用以黏结磨料的物质称为结合剂。砂轮的强度、抗冲击性、耐热性以及抗腐蚀能力主要取决于结合剂的性能。砂轮中常用的结合剂为陶瓷结合剂，此外还有树脂结合剂、橡胶结合剂和金属结合剂等。结合剂的种类、代号、特性及用途如表10－1所示。

4.硬度

砂轮硬度和磨料硬度是两个完全不同的概念，因为无论是氧化铝还是碳化硅，磨料自身的硬度都远远高于被加工工件的硬度。所以，砂轮硬度不是指磨料的硬度，而是指砂轮表面上的磨粒在磨削力作用下从砂轮表面脱落的难易程度。砂轮硬度较软，表示砂轮的磨粒容易脱落；砂轮硬度较硬，表示磨粒较难脱落。同一种磨料可以做成不同硬度的砂轮，它取决于结合剂的性能、配比以及砂轮的制造工艺。就本质而言，砂轮的硬度代表了砂轮的自锐性；选择砂轮的硬度，实际上就是选择砂轮的自锐性，使钝化的磨粒能够及时脱落，以求保持砂轮的锐利。砂轮的硬度等级代号，参见表10－1所示。

选择砂轮硬度的一般原则是：磨软金属时，砂轮的磨粒磨损很慢，为了使磨粒不致过早脱落，需要选用硬砂轮；磨硬金属时，因为高硬度工件对砂轮磨粒的磨损较快，为了使被磨钝的磨粒能够及时脱落而露出新的尖锐棱角磨粒（即自锐性），需要选用软砂轮。精磨时，为了保证磨削精度和粗糙度，应选用稍硬的砂轮；工件材料的导热性较差时，以及磨削硬质合金等工件容易产生烧伤和裂纹时，应选用软一些的砂轮。

简单地说，选择砂轮硬度的原则是：磨软材料时，选硬砂轮；磨硬材料时，选软砂轮。粗磨选软砂轮；精磨选较硬砂轮。通常情况下，粗磨比精磨选低1～2级硬度。

5.组织

根据磨粒在砂轮总体中所占的比例，砂轮组织分为三大类，见表10－1所示。磨粒所占的比例越小，气孔就越多，砂轮就愈疏松。气孔可以容纳切屑，使砂轮不易堵塞，还可以把切削液带入磨削区，降低磨削温度。但砂轮的组织过于疏松，会影响砂轮的强度。选用砂轮组织的原则是：粗磨时，选用较疏松的砂轮；精磨时，选用较紧密的砂轮，一般选7～9级。