砂輪

又稱固結磨具，砂輪是由結合劑將普通磨料固結成一定形狀（多數為圓形，中央有通孔），並具有一定強度的固結磨具。其一般由磨料、結合劑和氣孔構成，這三部分常稱為固結磨具的三要素。按照結合劑的不同分類，常見的有陶瓷（結合劑）砂輪、樹脂（結合劑）砂輪、橡膠（結合劑）砂輪。砂輪是磨具中用量最大、使用面最廣的一種，使用時高速旋轉，可對金屬或非金屬工件的外圓、內圓、平面和各種型面等進行粗磨、半精磨和精磨以及開槽和切斷等。

基本介紹

• 中文名：砂輪
• 分為：天然磨料超硬磨料
• 形狀：斜邊砂輪、筒形砂輪
• 屬性：磨料、粒度
• 英文名：Grinding Wheel

概況

砂輪是磨削加工中最主要的一類磨具。砂輪是在磨料中加入結合劑，經壓坯、乾燥和焙燒而製成的多孔體。由於磨料、結合劑及製造工藝不同，砂輪的特性差別很大，因此對磨削的加工質量、生產率和經濟性有著重要影響。砂輪的特性主要是由磨料、粒度、結合劑、硬度、組織、形狀和尺寸等因素決定。

分類

砂輪種類繁多。按所用磨料可分為普通磨料（剛玉和碳化矽等）砂輪和天然磨料超硬磨料和（金剛石和立方氮化硼等）砂輪；按形狀可分為平形砂輪、斜邊砂輪、筒形砂輪、杯形砂輪、碟形砂輪等；按結合劑可分為陶瓷砂輪、樹脂砂輪、橡膠砂輪、金屬砂輪等。砂輪的特性參數主要有磨料、粒度、硬度、結合劑、形狀、尺寸等。由於砂輪通常在高速下工作，因而使用前應進行迴轉試驗（保證砂輪在工作轉速下，不會破裂）和靜平衡試驗（防止工作時引起工具機振動）。砂輪在工作一段時間後，應進行修整以恢復磨削性能和正確的幾何形狀。

屬性

砂輪是用磨料和結合劑等製成的中央有通孔的圓形固結磨具。砂輪的特性由磨料、粒度、硬度、結合劑、形狀及尺寸等因素來決定，現分別介紹如下。

磨料的選擇

磨料是製造砂輪的主要原料，它擔負著切削工作。因此，磨料必須鋒利，並具備高的硬度、良好的耐熱性和一定的韌性。

粒度及其選擇

是指磨料顆粒尺寸的大小。粒度分為磨粒和微粉兩類。對於顆粒尺寸大於 40μm的磨料，稱為磨粒。用篩選法分級，粒度號以磨粒通過的篩網上每英寸長度內的孔眼數來表示。如60 # 的磨粒表示其大小剛好能通過每英寸長度上有60孔眼的篩網。對於顆粒尺寸小於40μm的磨料，稱為微粉。用顯微測量法分級，用W和後面的數字表示粒度號，其W後的數值代表微粉的實際尺寸。如W20表示微粉的實際尺寸為20μm。

外圓磨砂輪

超硬磨具

磨料粒度

主要與加工表面粗糙度和生產率有關。粗磨時，磨削餘量大，要求的表面粗糙度值較大，應選用較粗的磨粒。因為磨粒粗、氣孔大，磨削深度可較大，砂輪不易堵塞和發熱。精磨時，餘量較小，要求粗糙度值較低，可選取較細磨粒。一般來說，磨粒愈細，磨削表面粗糙度愈好。

硬度及其選擇

砂輪的硬度是指砂輪表面上的磨粒在磨削力作用下脫落的難易程度。砂輪的硬度軟，表示砂輪的磨粒容易脫落，砂輪的硬度硬，表示磨粒較難脫落。砂輪的硬度和磨料的硬度是兩個不同的概念。同一種磨料可以做成不同硬度的砂輪，它主要決定於結合劑的性能、數量以及砂輪製造的工藝。磨削與切削的顯著差別是砂輪具有“自銳性”，選擇砂輪的硬度，實際上就是選擇砂輪的自銳性，希望還鋒利的磨粒不要太早脫落，也不要磨鈍了還不脫落。選擇砂輪硬度的一般原則是：加工軟金屬時，為了使磨料不致過早脫落，則選用硬砂輪。加工硬金屬時，為了能及時的使磨鈍的磨粒脫落，從而露出具有尖銳稜角的新磨粒（即自銳性），選用軟砂輪。前者是因為在磨削軟材料時，砂輪的工作磨粒磨損很慢，不需要太早的脫離；後者是因為在磨削硬材料時，砂輪的工作磨粒磨損較快，需要較快的更新。精磨時，為了保證磨削精度和粗糙度，應選用稍硬的砂輪。工件材料的導熱性差，易產生燒傷和裂紋時（如磨硬質合金等），選用的砂輪應軟一些。

組織

砂輪的組織是指組成砂輪的磨粒、結合劑、氣孔三部分體積的比例關係。通常以磨粒所占砂輪體積的百分比來分級。砂輪有三種組織狀態：緊密、中等、疏鬆；細分成 0-14號間，共15級。組織號越小，磨粒所占比例越大，砂輪越緊密；反之，組織號越大，磨粒比例越小，砂輪越疏鬆。

形狀尺寸及其選擇

根據工具機結構與磨削加工的需要，砂輪製成各種形狀與尺寸。表6 是常用的幾種砂輪形狀、尺寸、代號及用途。砂輪的外徑應儘可能選得大些，以提高砂輪的圓周速度，這樣對提高磨削加工生產率與表面粗糙度有利。此外，在工具機剛度及功率許可的條件下，如選用寬度較大的砂輪，同樣能收到提高生產率和降低粗糙度的效果，但是在磨削熱敏性高的材料時，為避免工件表面的燒傷和產生裂紋，砂輪寬度應適當減小。

安裝與使用

1.砂輪安裝使用前必須進行外觀檢查,視其是否有裂紋或損傷,並用木錘敲擊砂輪,發出的聲音應當清脆.在使用前應按GB/T2493標準規定進行迴轉試驗,否則,嚴禁使用.2.安裝前必須核對工具機上的主軸轉速,不得超過砂輪上標明的工作速度.3.緊固砂輪只允許使用專用螺母扳手,且必須在主軸相對的兩側對稱地按順序分次逐漸擰緊,螺母鬆緊應適當.禁止使用補充夾具或敲打工具.關掉冷卻液以免砂輪不平衡.5.砂輪孔徑與砂輪主軸及卡盤的配合應符合GB4674標準規定.6.新安裝的砂輪必須在有防護罩的情況下,以工作速度按下列時間進行空轉:外徑<400毫米的砂輪不小於2分鐘,外徑≥400毫米的砂輪不小於5分鐘.空轉時,操作者不要站在砂輪的前面或者切線方向.7.不是專門使用端面磨削的砂輪(例如平行砂輪),不得以砂輪端面進行磨削,不是專門使用外圓磨削的砂輪(例如碗形、杯形砂輪)同樣也不得以砂輪外圓進行磨削,以免砂輪破碎.8.砂輪在磨削工件時,禁止以槓桿推壓工件在增加對砂輪的壓力.9.對於薄片砂輪和鈸形砂輪,切削時,如用力過猛,易發生砂輪停轉卡住和撞碎砂輪現象,造成砂輪損壞.切削工件時不能多件工件疊起來切削,以防意外.

搬運與存放

1.砂輪屬於易碎物品,搬運時必須小心輕放,防止震裂與損傷.2.砂輪應存放在貨架上或箱匣內,防止受潮.3.樹脂結合劑砂輪不宜與鹼類物質接觸,存放時間超過一年後,必須再經過迴轉強度試驗,合格者方可使用.

安全要求

1.砂輪卡盤的直徑不得小於被安裝砂輪直徑的三分之一。切斷砂輪用砂輪卡盤的直徑不得小於被安裝砂輪直徑的四分之一。2.任何形式的砂輪卡盤，其左右兩部分的直徑和壓緊面徑向寬度等尺寸必須相等。3.砂輪卡盤的各表面應保證平滑及無銳棱，並平衡良好。4.磨削機械上所有迴轉件，例如：砂輪、電機、皮帶輪和工件頭架等，必須安設防護罩。防護罩應牢固，其連線強度不得低於防護罩的強度。