砂轮

分类

　　砂轮种类繁多。 　　按所用磨料可分为普通磨料（刚玉和碳化硅等）砂轮和天然磨料超硬磨料和（金刚石和立方氮化硼等）砂轮； 　　按形状可分为平形砂轮、斜边砂轮、筒形砂轮、杯形砂轮、碟形砂轮等；按结合剂可分为陶瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮、金属砂轮等。砂轮的特性参数主要有磨料、粘度、硬度、结合剂、形状、尺寸等。 　　由于砂轮通常在高速下工作，因而使用前应进行回转试验（保证砂轮在最高工作转速下，不会破裂）和静平衡试验（防止工作时引起机床振动）。砂轮在工作一段时间后，应进行修整以恢复磨削性能和正确的几何形状。

注意事项

　　砂轮的使用有一定的危险性。为了大家的安全，下边列出使用中的注意事项： 　　砂轮机是机械工厂最常用的机器设备之一，它的安装是否合理，是否符合安全要求；它的使用方法是否正确，是否符合安全操作规程。这些问题都直接关系到每一位职工的人身安全，因此在实际的使用中必须引起我们足够的重视。

1 安装过程中的注意事项

　　安装时首先要对砂轮的安全质量进行检测,方法,用尼绒锤(也可以用笔)轻敲砂轮侧面,音响清脆则没问题. 　　定位问题 砂轮机安装在什么位置，是我们安装过程中首先要考虑的问题，只有选定了合理又合适的位置，我们才能进行其它的工作。砂轮机禁止安装在正对着附近设备及操作人员或经常有人过往的地方，一般较大的车间应设置专用的砂轮机房。如果确因厂房地形的限制不能设置专用的砂轮机房，应在砂轮机正面装设不低于1.8m高度的防护档板，并且档板要求牢固有效。 　　平衡问题 砂轮的不平衡主要是由砂轮的制造和安装不准确，使砂轮重心与回转轴不重合而引起的。不平衡造成的危害主要表现在两个方面，一方面在砂轮高速旋转时，引起振动，易造成工件表面产生多角形振痕；另一方面，不平衡加速了主轴的振动和轴承的磨损，严重时会造成砂轮的破裂，甚至造成事故。因此，要求直很大大于或等于200mm的砂办公楼装上卡盘后应先进行静平衡，砂轮在经过整形修整后或在工作中发现不平衡时，应重复进行静平衡。 　　匹配问题 匹配问题主要是指卡盘与砂轮的安装配套问题。按标准要求，砂轮卡盘直径不得小于被安装砂办公楼直径的1/3，且相应规定砂轮磨损到直径比卡盘直径大10mm时应更换新砂轮。这样就存在一个卡盘和砂轮的匹配问题，否则会出现这样的情况，“大马拉小车”造成设备和材料的浪费；“小马拉大车”又不符合安全要求，易造成人身事故。因此，卡盘与砂轮的合理匹配，一方面可以节约设备，切约材料；另一方面又符合安全操作要求。此外，在砂轮与卡盘之间还应加装直径大于卡盘直径2mm，厚度为1mm~2mm的软垫。 　　防护问题防护罩是砂轮机最主要的防护装置，其作用是：当砂轮在工作中因故破坏时，能够有效地罩住砂轮碎片，保证人员的安全。砂轮防护罩的形状有圆形和方形两种，其最大开口角度不允许超过90°；防护罩的材料为抗拉强度不低于415N/mm2的钢。更换新砂轮时，防护罩的安装要牢固可靠，并且防护罩不得随意拆卸或丢弃不用。 　　挡悄屏板是砂轮机的主要防护附件之一，防护罩在主轴水平面以上开口大于等于30(时必须设此装置。它的主要功能是用来遮挡磨削过程中的飞悄，以免伤及操作人员。它安装于防护罩开口正端，宽度应大于砂轮防护罩宽度，并且应牢固地固定在防护罩上。此外，要求砂轮圆周表面与档板的间隙应小于6mm。 　　托架问题 托架是砂轮机常用的附件之一，按规定砂轮直径在150mm以上的砂轮机必须设置可调托架。砂轮与托架之间的距离应小于被磨工件最小外形尽寸的1/2，但最大不应超过3mm。 　　接地问题 砂轮机使用动力线，因此设备的外壳必须有良好的接地保护装置。这也是易造成事故的重要因素之一。

2 使用过程中的注意事项

　　侧面磨削问题 在砂轮机的日常使用中，我们常常可以发现有的操作者不分砂轮机的种类、不分砂轮的种类，随意地就使用砂轮的侧面进行磨削，这是严重违反安全操作规程的违章操作行为。按规程用圆周表面做工作面的砂轮不宜使用侧面进行磨削，这种砂轮的径向强度较大，轴向强度很小，操作者用力过大时会造成砂轮破碎，甚至伤人，在实际的使用过程中应禁止这种行为。 　　正面操作问题 在日常的使用中，许多操作者总习惯正对着砂轮进行操作，原因是这个方向上能用上劲，其实这种行为是砂轮机操作中应特别禁止的行为。按操作规程，使用砂轮机磨削工件时，操作者应站在砂轮的侧面，不得在砂轮的正面进行操作，以免砂轮出故障时，砂轮飞出或砂轮破碎飞出伤人。 　　用力操作问题 在砂轮机的使用时，有些操作者，尤其是年青的操作者，为求磨削的速度快，用力过大过猛，这是一种极不安全的操作行为。任何砂轮的平身都有一定的强度，这样做很可能会造成砂轮的破碎，甚至是飞出伤人，也是一种应禁止的行为。 　　共同操作问题 在实际的日常操作中，也有这样的情况发生，有人为赶生产任务、抢工作时间，两人共用一台砂轮机同时操作，这是一种严重的违章操作行为，应严格禁止。一台砂轮机不够用的时候，可以采用添加砂轮机的办法解决，绝对不允许同时共用一台砂轮机。

3 更换过程中的注意事项

　　磨损问题 任何砂轮都有它的一定的使用磨损要求，磨损情况达到一定的程度就必须重新更换新的砂轮。不能为了节约材料，就超磨损要求使用，这是一种极不安全的违章行为。一般规定，当砂轮磨损到直径比卡盘直径大10mm时就应更换新砂轮。 　　有效期问题 从库房领出的新砂轮不一定是合格的砂轮，甚至从厂家买进的新砂轮也不一定是合格的砂轮。任何砂轮都有它一定的有效期限，在有效期限内使用，它是合格砂轮；超过有效期使用，就不一定是合格的砂轮。规程规定“砂轮应在有效期内使用，树脂和橡胶结合剂砂轮存贮一年后必须经回转试验，合格者方可使用”。 　　质地问题 在使用过程中，如果发现砂轮局部出现裂纹新的砂轮，以免造成砂轮破碎伤人事故。

4 其它应注意事项

　　环境问题 砂轮机一般应设置专用砂轮机房，且严禁在砂轮机房或砂轮机附近堆放易燃易爆的物品，以免发生火灾或爆炸事故，也不应在砂轮机附近乱放其它零件或物品。 　　管理问题 砂轮机应有专人负责，凡非本单位人员欲在砂轮机上磨削物件时，需经专职负责人许可，并且严格遵守安全操作规程，严禁未经负责人员同意，外人私自乱用砂轮机。此外，砂轮的更换亦应由专人负责，禁止他人私自更换、安装砂轮。 　　关车问题 操作人员停止工作后，应立即关车。禁止砂轮机在无人使用、无人管理的情况下空转。此外，使用后应保持中短波轮机的清洁。　　砂轮的特性由磨料、粒度、硬度、结合剂、形状及尺寸等因素来决定，现分别介绍如下。

（ 1 ）磨料及其选择

　　磨料是制造砂轮的主要原料，它担负着切削工作。因此，磨料必须锋利，并具备高的硬度、良好的耐热性和一定的韧性。常用磨料的名称、代号、特性和用途见表1 。 　　表1 常用磨料

类 别	名 称	代号	特 性	用 途
氧化物系	棕刚玉	A(GZ)	含 91~96% 氧化铝。棕色，硬度高，韧性好，价格便宜	磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等
白刚玉	WA(GB)	含 97~99% 的氧化铝。白色，比棕刚玉硬度高、韧性低，自锐性好，磨削时发热少	精磨淬火钢、高碳钢、高速钢及薄壁零件
碳化物系	黑色碳化硅	C(TH)	含 95% 以上的碳化硅。呈黑色或深蓝色，有光泽。硬度比白刚玉高，性脆而锋利，导热性和导电性良好	磨削铸铁。黄铜、铝、耐火材料及非金属材料
绿色碳化硅	GC(TL)	含 97% 以上的碳化硅。呈绿色，硬度和脆性比 TH 更高，导热性和导电性好	磨削硬质合金、光学玻璃、宝石、玉石、陶瓷、珩磨发动机气缸套等
高硬磨 　　料系	人造金刚石	D(JR)	无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色。硬度高，比天然金刚石性脆。价格比其它磨料贵好多倍	磨削硬质合金、宝石等高硬度材料
立方氮化硼	CBN 　　(JLD)	立方型晶体结构，硬度略低于金刚石，强度较高，导热性能好	磨削、研磨、珩磨各种既硬又韧的淬火钢和高钼、高矾、高钴钢、不锈钢

　注：括号内的代号是旧标准代号。

（ 2 ）粒度及其选择

　　粒度指磨料颗料的大小。粒度分磨粒与微粉两组。磨粒用筛选法分类，它的粒度号以筛网上一英寸长度内的孔眼数来表示。例如 60 # 粒度的的磨粒，说明能通过每英寸长有 60 个孔眼的筛网，而不能通过每英寸 70 个孔眼的筛网。微粉用显微测量法分类，它的粒度号以磨料的实际尺寸来表示（ W ）。各种粒度号的磨粒尺寸见表2 。 　　表2 磨料粒度号及其颗粒尺寸

磨 粒	磨 粒	微 粉
粒 度 号	颗 粒 尺 寸 （ um ）	粒度号	颗 粒 尺 寸 （ um）	粒 度 号	颗 粒 尺 寸 （um）
14 #	1600~1250	70 #	250~200	W40	40~28
16 #	1250~1000	80 #	200~160	W28	28~20
20 #	1000~800	100 #	160~125	W20	20~14
24 #	800~630	120 #	125~100	W14	14~10
30 #	630~500	150 #	100~80	W10	10~7
36 #	500~400	180 #	80~63	W7	7~5
46 #	400~315	240 #	63~50	W5	5~3.5
60 #	315~250	280 #	50~40	W3.5	3.5~2.5

　注：比 14 # 粗的磨粒及比 W3.5 细的微粉很少使用，表中未列出。 　　磨料粒度的选择，主要与加工表面粗糙度和生产率有关。 　　粗磨时，磨削余量大，要求的表面粗糙度值较大，应选用较粗的磨粒。因为磨粒粗、气孔大，磨削深度可较大，砂轮不易堵塞和发热。精磨时，余量较小，要求粗糙度值较低，可选取较细磨粒。一般来说，磨粒愈细，磨削表面粗糙度愈好。 　　不同粒度砂轮的应用见表3 。 　　表3 不同粒度砂轮的使用范围

砂轮粒度	一般使用范围	砂轮粒度	一般使用范围
14 # ~24 #	磨钢锭、切断钢坯，打磨铸件毛刺等	120 # ~W20	精磨、珩磨和螺纹磨
36 # ~60 #	一般磨平面、外圆、内圆以及无心磨等	W20 以下	镜面磨、精细珩磨
60 # ~100 #	精磨和刀具刃磨等

（ 3 ）结合剂及其选择

　　砂轮中用以粘结磨料的物质称结合剂。砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀能力主要决定于结合剂的性能。常用的结合剂种类、性能及用途见表4 。 　　表4 常用结合剂

名 称	代号	性 能	用 途
陶瓷结合剂	V(A)	耐水、耐油、耐酸、耐碱的腐蚀，能保持正确的几何形状。气孔率大，磨削率高，强度较大，韧性、弹性、抗振性差，不能承受侧向力	V 轮 ＜ 35m/s 的磨削，这种结合剂应用最广，能制成各种磨具，适用于成形磨削和磨螺纹、齿轮、曲轴等
树脂结合剂	B(S)	强度大并富有弹性，不怕冲击，能在高速下工作。有摩擦抛光作用，但坚固性和耐热性比陶瓷结合剂差，不耐酸、碱，气孔率小，易堵塞	V 轮 ＞ 50m/s 的高速磨削，能制成薄片砂轮磨槽，刃磨刀具前刀面。高精度磨削。湿磨时切削液中含碱量应＜ 1.5%
橡胶结合剂	R(X)	弹性比树脂结合剂更大差，强度也大。气孔率小，磨粒容易脱落，耐热性差，不耐油，不耐酸，而且还有臭味	制造磨削轴承沟道的砂轮和无心磨削砂轮、导轮以及各种开槽和切割用的薄片砂轮，制成柔软抛光砂轮等
金属结合剂 　　( 青铜、电镀镍 )	J	韧性、成型性好，强度大，自锐性能差	制造各种金刚石磨具，使用寿命长

　注：括号内的代号是旧标准代号。

（ 4 ）硬度及其选择

　　砂轮的硬度是指砂轮表面上的磨粒在磨削力作用下脱落的难易程度。砂轮的硬度软，表示砂轮的磨粒容易脱落，砂轮的硬度硬，表示磨粒较难脱落。砂轮的硬度和磨料的硬度是两个不同的概念。同一种磨料可以做成不同硬度的砂轮，它主要决定于结合剂的性能、数量以及砂轮制造的工艺。磨削与切削的显著差别是砂轮具有“自锐性”，选择砂轮的硬度，实际上就是选择砂轮的自锐性，希望还锋利的磨粒不要太早脱落，也不要磨钝了还不脱落。 　　根据规定，常用砂轮的硬度等级见表5 。 　　表5 常用砂轮硬度等级

硬度 　　等级

大级

软

中 软

中

中 硬

硬

小级

软 1

软 2

软 3

中软 1

中软 2

中 1

中 2

中硬 1

中硬 2

中硬 3

硬 1

硬 2

代 号

G 　　(R 1 )

H 　　(R 2 )

J 　　(R 3 )

K 　　(ZR 1 )

L 　　(ZR 2 )

M 　　(Z 1 )

N 　　(Z 2 )

P 　　(ZY 1 )

Q 　　(ZY 2 )

R 　　(ZY 3 )

S 　　(Y 1 )

T 　　(Y 2 )

　注：括号内的代号是旧标准代号；超软，超硬未列入；表中 1 ， 2 ， 3 表示硬度递增的顺序。 　　选择砂轮硬度的一般原则是：加工软金属时，为了使磨料不致过早脱落，则选用硬砂轮。加工硬金属时，为了能及时的使磨钝的磨粒脱落，从而露出具有尖锐棱角的新磨粒（即自锐性），选用软砂轮。前者是因为在磨削软材料时，砂轮的工作磨粒磨损很慢，不需要太早的脱离；后者是因为在磨削硬材料时，砂轮的工作磨粒磨损较快，需要较快的更新。 　　精磨时，为了保证磨削精度和粗糙度，应选用稍硬的砂轮。工件材料的导热性差，易产生烧伤和裂纹时（如磨硬质合金等），选用的砂轮应软一些。

（ 5 ）形状尺寸及其选择

　　根据机床结构与磨削加工的需要，砂轮制成各种形状与尺寸。表6 是常用的几种砂轮形状、尺寸、代号及用途。 　　砂轮的外径应尽可能选得大些，以提高砂轮的圆周速度，这样对提高磨削加工生产率与表面粗糙度有利。此外，在机床刚度及功率许可的条件下，如选用宽度较大的砂轮，同样能收到提高生产率和降低粗糙度的效果，但是在磨削热敏性高的材料时，为避免工件表面的烧伤和产生裂纹，砂轮宽度应适当减小。 　　表6 常用砂轮形状及用途

砂轮名 称	简图	代号	尺寸表示法	主要用途
平形砂 轮		P	PD&tiMES;H×d	用于磨外圆、内圆、平面和无心磨等
双面凹砂轮		PSA	PSA 　　D&tiMES;H×d—2—d 1×t 1×t 2	用于磨外圆、无心磨和刃磨刀具
双斜边砂轮		PSX	PSXD×H×d	用于磨削齿轮和螺纹
筒形砂 轮		N	ND×H×d	用于立轴端磨平面
碟形砂 轮		D	DD×H×d	用于刃磨刀具前面
碗形砂 轮		BW	BWD×H×d	用于导轨磨及刃磨刀具