磨削知识

1磨削加工和砂轮1.磨削加工1-1磨削加工的位置磨削加工是机械作业的一个领域,在磨削加工方面是使用砂轮对车刀、刀具等磨削工具进行加工的方法。表1机械作业法的分类铸造锻造、压延、拉丝、挤压、钣金作业非磨削加工焊接滚压加工、抛光加工电解磨削、化学磨削车削、形削、平削、立削使用固定工具拉削(车刀)磨削锉削、刮削使用刀具磨削使用旋转工具铣削(刀具类)磨削钻孔、铰孔机械作业磨削加工(Grinding)珩磨使用固定磨料超精加工(SuperFinishing)磨削加工的加工法带式磨削(BeltGrinding)电解磨削(ElectrolyticGrinding)磨料抛光(Lapping)加工法超声波加工(UltrasonicMachining)喷射加工(Blasting)使用游离磨料滚磨磨削(BarrelFinishing)的加工法抛光磨削(Buffing)喷砂(SandorGritBlasting)喷丸硬化(ShotPeening)液体喷砂(LiquidHoning)21-2磨削加工的概念1-2-1磨削加工的定义磨削加工一般使用高速旋转的砂轮,利用构成这个砂轮的极硬的微细磨料来切削加工物的加工方法。1-2-2磨削加工的特点以及缺点磨削加工与切削加工相比,具有以下特点。(1)能够很容易的切削使用切削工具所不能切削的硬质或脆性材料。砂轮的切刃是非常硬的矿物质的粒子,能够很容易的加工超硬合金和陶瓷器具。(2)能够很容易的得到要求的加工面粗糙度以及精度。构成砂轮的一个一个切刃很小,并在高速旋转下使用,切屑极小。即,比使用切削工具得到的加工面的粗糙度好,尺寸精度也好。(3)加工率极好砂轮的周速度为10–80m/s,比切削工具的速度高数倍到数十倍。因此,一个一个的切屑很细微,而且加工率极好。(4)切刃的自锐作用在使用中,砂轮由于切刃的磨损,而导致切削阻力增大,磨料裂开或脱落,产生新的切刃和气孔。因此,不象一般的切削工具那样需要重新研磨。(5)因为磨削点的温度高,是导致烧裂的原因磨削作业中,磨削点的温度很容易超过1000℃,这是磨削加工的一个大缺点。因此,为了不使产生烧裂现象,需要使用性能良好的磨削液进行充分的冷却。(6)使用高速旋转的砂轮由于砂轮是高速旋转的,所以万一损坏的话,具有产生重大灾害的危险性。因此,需要充分考虑包括工作人员以及工作环境在内的安全性。1-2-3磨削加工的分类在磨削加工的分类方面,存在各种各样的考虑方法,如果根据它的的作业方法分类,包括如下几种。(1)圆筒磨削----------------------纵向进给磨削方式(TraverseCut)(CylindricalGrinding)横向进给磨削方式--斜置横向进给磨削方式(PlungeCut)(AngularSlidePlungeCut)纵向进给磨削横向进给磨削斜置横向进给磨削3(2)内面磨削(InternalGrrinding)普通式(Plaintype)行星式(Planetarytype)无心式–集结式普通式行星式无心式(砂轮轴公转形)集结式(3)无心磨削(CenterlessGrinding)纵向进给法(ThroughFeed)横向进给法(Infeed)切向送进法(TangentialFeed)纵向进给法横向进给法切向进给法4(4)平面磨削(SurfaceGrinding)卧轴矩形工作台使用平行砂轮卧轴圆形工作台立轴矩形工作台使用杯形、环形、立轴圆形工作台扇形砂轮卧轴矩形工作台纵向进给贯穿磨法使用薄片砂轮(两头平面磨削)运载式卧轴矩形工作台卧轴圆形工作台立轴矩形工作台卧轴矩形工作台立轴圆形工作台纵向进给贯穿磨法运载式5(5)工具磨削(ToolGrinding)车刀、钻头、铣刀、滚刀、推刀、插齿刀、立铣刀车刀磨削钻头磨削铣刀磨削滚刀磨削推刀磨削插齿刀磨削立铣刀磨削62.砂轮2-1砂轮的构成砂轮是由磨料、粘合剂、气孔3要素构成的。根据场合,有时要添加填充剂、添加剂、以及特殊处理。磨料…作为切刃切削加工物粘合剂…保持磨料的结合气孔…切屑的排泄道、冷却作用2-2决定砂轮性质的5个主要因素砂轮的性质或性能主要由以下5个主要因素决定。磨料的种类…磨料的品种(氧化铝质磨料、碳化硅质磨料)粒度…磨料的大小(粗号、中号、细号、粉末)结合度…磨料的保持力(极软、软、中、硬、极硬:粘合剂的量)组织…砂轮中的磨料的容积比例(密、中、粗=多孔性砂轮)粘合剂的种类…保持磨料的材料的种类(陶瓷、热固树脂、橡胶、氧化镁)72-3磨料的种类和特点作为砂轮切刃的磨料使用天然磨料和人造磨料。现在全部使用人造磨料。表2人造磨料的种类(JIS)氧化铝质Al2O3かっ色氧化铝质白色氧化铝质粉碎形氧化铝质淡红色氧化铝质氧化锆氧化铝质AWAHAPAZ碳化硅SiC黑色碳化硅绿色碳化硅CGC表3クレノートン的使用磨料クレノートン记号用途氧化铝质AL2O3A、57A一般钢铁自由磨削、生钢材精密磨削用SHA、68AZS、ZF、ZN自由磨削用STA、76A不锈钢钢材自由磨削用WA、38A一般淬火钢材精密磨削用RA、PW、85ADA、32A、80A合金钢、工具钢、淬火钢材等难磨削材的精密磨削用16A、19A、23A、35A特殊精密磨削用SG、SGF、TG精密磨削用碳化硅SiCC、37C非铁、非金属、铸铁磨削用GC、39C超硬合金磨削用8表4磨料的化学成分和物理性质磨料化学成分%比重努氏硬度(200g/15秒)AL2O3TiO2SiO2Fe2O3ZrO2Cr2O3其他A96.812.350.750.093.972000WA99.740.030.030.030.173.972030RA99.110.040.020.020.530.283.96195032A99.110.430.030.190.243.96210080A99.480.410.010.023.982120SG99.600.403.872150SHA96.002.900.080.303.961950STA85.803.503.707.003.651300ZS73.100.150.150.1025.501.004.341600碳化硅磨料化学成分%比重努氏硬度(200g/15秒)SiCSiO2SiFe其他C98.410.980.300.070.243.202476GC99.000.300.270.040.393.202506表5磨料和其它材料的硬度比较材料名努氏硬度材料名努氏硬度软钢(HRB85)玻璃硬钢(HRC60)柘榴石超硬合金186320730-7601240-14001700-1940氧化铝质磨料(AL2O3)碳化硅磨料(SiC)碳化硼立方晶氮化硼(CBN)金刚石1950-20502460-25502700-280047008000-850092-4粒度(GrainSize)粒度表示的是磨料的大小,用25.4mm(1英寸)四方的旧目数表示。因此,数字越大磨料的大小越细碎。表6显示的是磨料的标称粒度和它的的平均直径。表6磨料的标称粒度和平均直径粒度(F)平均径(μm)粒度(F)平均径(μm)粒度(F)平均径(μm)粗号81012141620242,830-2,0002,380-1,6802,000-1,4101,680-1,1901,410-1,0001,190-840840-590细号708090100120150180220250-177210-149177-125149-105125-88105-6388-5374-44粉末2402803203604005006007008001,0001,2001,5002,0002,5003,00087.5-73.573.5-6262-52.552.5-4444-3737-3131-2626-2222-1818-14.514.5-11.511.5-8.98.9-7.17.1-5.95.9-4.7中号3036465460710-500590-420420-297350-250297-2102-5结合度(Grade)结合度显示的是保持磨料的粘合剂的保持力。在磨削作业中左右磨料切刃的自锐作用。一般用字母表示。接近A的软,接近Z的硬。表7结合度标称和记号标称极软软中硬极硬记号ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ正常磨削和异常的状态102-6组织(Struoture)组织显示的是砂轮的固定容积中所占磨料的比例。表8组织号码和磨料率（JIS）组织01234567891011121314磨料率％626058565452504846444240383634（允许差：±1.5％）2-7粘合剂（Bond）表9显示的是粘合剂的种类和用途。表9粘合剂的种类和用途（1）种类成分使用磨料粘合剂记号用途陶瓷长石粘土陶石玻料其它溶融氧化铝质VVSGVSK1V201VVO3VO5VO7VBEVBAVGVA2VA3V21精密磨削用一般精密磨削用一般精密磨削用一般磨削用平面磨削用高速磨削用A磨料高速磨削用一般精密磨削用弯曲磨削用沟槽磨削用间歇进给磨削用间歇进给磨削用镜面研磨用碳化硅VVO2VO4VKVA6一般磨削用高速磨削用超硬合金磨削用一般精密磨削用橡胶磨削用氧化镁（氯氧化物）氯化镁MgSS用于忌避如刃物类的磨削热的作业11表9粘合剂的种类和用途（2）种类成分粘合剂记号用途树脂苯酚树脂（酚醛树脂）BB一般磨削用BK14BK2B38轻、中负荷磨削、去除裂纹磨削用BZBZZBY高负荷磨削、去除裂纹磨削用BSGB12B24轧辊磨削用BK9BRF镜面磨削用BSGB14B16BGSBK5BK6圆盘、平面磨削用BSGBX51B201B17无心磨削用BSGB5BHB31螺纹、沟槽磨削用BNZ钢球研磨用BF偏置磨具用B9BK3切断砂轮用环氧树脂BBK7BK16珩齿用PPK3圆盘、平面磨削用（生材用）橡胶天然橡胶合成橡胶RRRS切断、无心磨用砂轮用12表10利用磨削盘等构造规格（第14条）的周速度区别尺寸限制表（单位：mm）砂轮的最高使用周速度区别尺寸砂轮的形状外径（D）厚度(T)孔径(H)凹处径(P)安装部的厚度(E)安装部的平行部径(J.K)缘厚（W）普通周速度全形状切断砂轮1，500以下0.7D以下1.02Df+4以上6号、11号以上5号、7号12号、13号以上Df+2R以上E以下超过普通周速度45m/s以下1、3、4、5、7、8、1020－261，065以下D75以上D(D≤610)以下0.6D以下1.02Df+4以上T以上Df+2R以上45m/s以上60m/s以下1、3、4、5、7、8、10、20－2627－281，065以下D50以上305以下0.5D以下1.02Df+4以上T以上Df+2R以上60m/s以上80m/s以下1、10、27、28切断切断砂轮1500以下其它的砂轮760以下D50以上80以下0.33D以下Df+2R以上80m/s以上100m/s以下1、10、27、28切断切断砂轮1500以下其它的砂轮760以下D50以上80以下0.2D以下Df+2R以上备注：1.在这个表里，Df表示的是凸缘的直径，R表示的是凹处的圆内半径。2.在这个表里没有规定的尺寸可以任意使用。132－9最高使用周速度表11表示的周速度称为「普通周速度」。另外，超过表11的周速度称为「高速度」。表11砂轮的普通使用周速度的限度（单位：m/s）砂轮的种类砂轮的普通使用周速度的限度粘合剂为无机质粘合剂为有机质平行砂轮没有加固一般用3350超重磨削用－63螺纹磨削用以及沟槽磨削用6363曲柄轴以及凸轮轴磨削用4550有加固直径在100mm以下，厚度在25mm以下－80直径在100mm以上205mm以下，厚度在13mm以下－72其它尺寸－50单锥形、双锥形、单凹形、双凹形、安全形、碟形、以及磨具用碟形3350楔形一般用3350螺纹磨削用以及沟槽磨削用6363带槽形一般用3350曲柄轴以及凸轮轴磨削用4550环形以及环形的扇形3035杯形以及碗形3040圆盘形以及圆盘形的扇形3345偏置形（直径在230mm以下，厚度在10mm以下）没有加固－57有加固－72切断