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    1. 磨料磨具

      磨料磨具,是磨料和磨具的統稱,包括磨料產品和磨具產品。 磨料磨具素有工業牙齒的美稱。在磨削時常用磨料或磨具作為磨削工具對需加工的零件進行機械加工,而達到一定的技術要求。

      常用的磨料磨具有切割片砂輪片、百葉盤、快速更換磨片、磨卷、粘結磨輪、千葉磨環和砂紙磨環、非粘結千葉磨輪、千葉磨輪、砂紙卷和絨卷、鎢鋼旋轉銼。

         磨料分類

      其中磨料產品主要分為剛玉磨料和碳化硅磨料兩大類,具體來說,基本上有以下幾種:

      棕剛玉

      1、棕剛玉磨料,主要成分是Al2O3,具有硬度中等,韌性大,顆粒鋒銳,價格比較低廉,適合加工抗張強度高的金屬。微晶剛玉磨料和黑剛玉磨料都是其派生品種。

      白剛玉

      2、白剛玉磨料,其硬度略高于棕剛玉,但韌性較差,磨削時易切入工件,自銳性好,發熱量較小,磨削能力強,效率高。鉻剛玉磨料是其派生品種。

      單晶剛玉

      3、單晶剛玉磨料,其顆粒是由單一晶體組成,并具有良好的多棱切削刃,較高的硬度和韌性、磨削能力強,磨削發熱量少,缺點是生產成本較高,產量較低,所以價格比較高。鋯剛玉磨料也是晶體化合物,硬度略低,晶體尺寸較細,耐磨性能好。

      4、黑碳化硅磨料、綠碳化硅磨料、立方碳化硅磨料、鈰碳化硅磨料等,屬于碳化硅磨料,主要成份是碳化硅SiC,硬度高,脆性大,磨粒鋒利,導熱性較好,耐磨性較強,比較適合加工硬脆的金屬及非金屬產品。

      磨具分類、發展

      磨具是用以磨削、研磨和拋光的工具。大部分的磨具[1]  是用磨料加上結合劑制成的人造磨具,也有用天然礦巖直接加工成的天然磨具。磨具除在機械制造和其他金屬加工工業中被廣泛采用外,還用于糧食加工、造紙工業和陶瓷、玻璃、石材、塑料、橡膠、木材等非金屬材料的加工。

      磨具在使用過程中,當磨粒磨鈍時,由于磨粒自身部分碎裂或結合劑斷裂,磨粒從磨具上局部或完全脫落,而磨具工作面上的磨料不斷出現新的切削刃口,或不斷露出新的鋒利磨粒,使磨具在一定時間內能保持切削性能。磨具的這種自銳性,是磨具與一般刀具相比突出的特點。

      早在新石器時代,人類就已經開始應用天然的磨石來加工石刀、石斧、骨器、角器和牙器等工具了;1872年,在美國出現了用天然磨料與粘土相結合燒成的陶瓷砂輪;1900年前后,人造磨料問世,采用人造磨料制造的各種磨具相繼產生,為磨削和磨床的快速發展創造了條件。此后,天然磨具在磨具中所占比例逐漸減少。

      磨具按其原料來源分,有天然磨具和人造磨具兩類。機械工業中常用的天然磨具只有油石。人造磨具按基本形狀和結構特征區分,有砂輪、磨頭、油石,砂瓦(以上統稱固結磨具)涂附磨具五類。此外,習慣上也把研磨劑列為磨具的一類。

      固結磨具按所用磨料的不同,可分為普通磨料固結磨具和超硬磨料固結磨具。前者用剛玉碳化硅等普通磨料,后者用金剛石和立方氮化硼等超硬磨料制成。此外,還有一些特殊品種,如燒結剛玉磨具等。

      普通磨料固結磨具是由結合劑將普通磨料固結成一定形狀,并具有一定強度的磨具。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。

      磨料在磨具中起切削作用。結合劑是把松散的磨料固結成磨具的材料,有無機的和有機的兩類。無機結合劑有陶瓷、菱苦土硅酸鈉等;有機的有樹脂、橡膠和蟲膠等。其中最常用的是陶瓷、樹脂和橡膠結合劑。

      氣孔在時對磨屑起容屑和排屑作用,并可容納冷卻液,有助于磨削熱量的散逸。為滿足某些特殊加工要求,氣孔內還可以浸漬某些填充劑,如硫黃石蠟等,以改善磨具的使用性能。這種填充劑,也被稱為磨具的第四要素。

      表示普通磨料固結磨具特征的項目有:形狀、尺寸磨料、粒度、硬度、組織、背絨、背膠結合劑。磨具硬度是指磨粒在外力作用下,從磨具表面脫落的難易程度,它反映了結合劑把持磨粒的強度。

      磨具的硬度主要取決于結合劑加入量的多少和磨具的密度,磨粒容易脫落的表示磨具硬度低;反之,表示硬度高。硬度的等級一般分為超軟、軟、中軟、中、中硬、硬和超硬七大級,從這些等級中還可再細分出若干小級。測定磨具硬度的方法,較常用的有手錐法、機械錐法、洛氏硬度計測定法和噴砂硬度計測定法。

      磨具的硬度與其動態彈性模量具有對應關系,這有利于用音頻法測定磨具的動彈性模量來表示磨具硬度。在磨削加工中,若被磨工件的材質硬度高,一般選用硬度低的磨具;反之,則選用硬度高的磨具。

      磨具組織粗分為緊密、中等和疏松三類。每類又可再細分數等,用組織號來區分。磨具組織號越大,磨料在磨具中所占的體積百分率越小,磨粒之間的間隙越寬,表示組織越松。反之,組織號越小表示組織越緊。較松組織的磨具使用時不易鈍化,在磨削過程中發熱少,能減少工件的發熱變形和燒傷。較緊組織的磨具磨粒不易脫落,有利于保持磨具的幾何形狀。磨具的組織只在制造時按磨具配方予以控制,一般不作測定。

       

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