1
机械工程实训教程
1.9.2 7.2 砂 轮

7.2 砂 轮

砂轮是由许多细小而且坚硬的磨粒用结合剂黏结而成的多孔有形物体,如图7-2所示。砂轮的特性对工件的加工精度,表面粗糙度和生产率影响很大。砂轮的磨削性能取决于砂轮的磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等各方面的综合因素。

img171

图7-2 砂轮的组成

7.2.1 砂轮的特征

1.磨料

磨料是砂轮的主要原料,直接担负着切削工作。磨削时,磨料在高温下工作。它要经受剧烈的摩擦和挤压。所以磨料应具有很高的硬度、耐热性及一定的韧性。常用的磨料见表7-1。

表7-1      常用磨料的代号、性能及应用场合

img172

2.粒度

粒度是指磨料颗粒的大小。粒度号以其所通过的筛网上每英寸长度内的孔眼数表示。例如70# 粒度的磨粒是用每英寸长度有70个孔眼的筛网筛出的。粒度号数字越大,颗粒越小。当磨料颗粒小于63μm 时称为微粉(w),其粒度号则以颗粒的实际尺寸表示。粗磨时,选择较粗的磨粒(36# ~60#)可以提高生产率。精磨时,选择较细的磨粒(60# ~120#),可以减小表面粗糙度。粒度见表7-2。

表7-2      砂轮的粒度号及应用场合

img173

(续表)

img174

3.结合剂

砂轮中,将磨粒黏结成具有一定强度和形状的物质称为结合剂。砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及耐腐蚀性能,主要取决于结合剂的性能。砂轮的结合剂见表7-3。

表7-3      砂轮结合剂的种类、性能、代号及应用场合

img175

4.硬度

砂轮的硬度和磨料的硬度是两个不同的概念。砂轮的硬度是指砂轮表面的磨粒在外力作用下脱落的难易程度。容易脱落称为软,反之称为硬。GB/T2484—1994《普通磨具代号和标记》 将砂轮硬度用拉丁字母表示,见表7-4。砂轮硬度选择规律是:磨削硬材料时,砂轮的硬度应低些;反之,应高些。成形磨削和精密磨削,硬度应更高些。一般磨削选用硬度在K~R 之间的砂轮。

表7-4      砂轮的硬度

img176

5.组织

砂轮的组织是指砂轮中磨料、结合剂、气孔三者体积的比例关系。砂轮的组织号数是以磨料所占百分比来确定的。磨料所占的体积愈大,砂轮的组织愈紧密。砂轮组织号有0、1、2、……、14共15个号组成,号数愈小,组织愈精密。砂轮的组织见表7-5。

表7-5      砂轮的组织

img177

砂轮组织的选择:组织号在4~7间的砂轮应用最广,可用于磨削淬火工件及切削工具。0~3号用于成形磨削。8~14号用于磨削韧性大而硬度低的材料。

6.形状与尺寸

根据机床类型和磨削加工的需要,砂轮制成各种标准形状和尺寸。常用的几种砂轮的形状、代号和用途见表7-6。

表7-6      常用砂轮的形状、代号及用途

img178

砂轮的特性一般用代号和数字标注在砂轮上。有的砂轮还标出安全速度。砂轮特性标志及含义举例如下:

P   400×50×203 WA  60  K    5   V    35m/s

形状 外径 厚度 内径 磨料 粒度 硬度 组织号 结合剂 允许的切削速度

7.2.2 砂轮的检查、安装、平衡和修整

因砂轮在高速运转情况下工作,所以安装前要通过外观检查和敲击的响声来检查砂轮是否有裂纹,以防止高速旋转时砂轮破裂。安装砂轮时,将砂轮松紧合适地套在砂轮主轴上,在砂轮和法兰盘之间垫以1~2mm 厚的弹性垫圈(皮革或耐油橡胶制成)。为使砂轮平稳地工作,一般直径大于125mm 的砂轮都要进行平衡。平衡时将砂轮装在心轴上,再放在平衡架轨道上。如果不平衡,较重的部分总是转在下面。这时可移动法兰盘端面环形槽内的平衡块进行平衡,直到砂轮可以在轨道上任意位置都能静止为止,表明砂轮各部分重量均衡,平衡良好。这种方法叫做静平衡。砂轮工作一定时间后,磨粒逐渐变钝,砂轮表面空隙堵塞,砂轮几何形状磨损严重,这时需要对砂轮进行修整,使已磨钝的磨粒脱落,恢复砂轮的切削力和外形精度。砂轮常用金刚石笔进行修整,修整时要用大量的冷却液,以避免金刚石笔因温度剧升而破裂。砂轮的平衡、安装及修整见图7-3、图7-4、图7-5所示。

img179

1.砂轮套筒;2.心轴;3.砂轮;4.平衡块;5.平衡轨道;6.平衡架

图7-3 砂轮的静平衡

img180

图7-4 砂轮的安装

img181

图7-5 砂轮的修整