砂轮的选用和安全.doc

砂轮的种类很多，并有各种形状和尺寸，由于砂轮的磨料、结合剂材料以及砂轮的制造工艺不同，各种砂轮就具有不同的工作性能。每一种砂轮根据其本身的特性，都有一定的适用范围。因此，磨削加工时，必须根据具体情况（如所磨工件的材料性质、热处理方法、工件形状、尺寸及加工形式和技术要求等），选用合适的砂轮。否则会因砂轮选择不当而直接影响加工精度、表面粗糙度及生产效率。下面列出砂轮选择的基本原则以供参考。" p3 b$ u. @' d* \9 I' A

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  e' c+ w( W! r: S一、   普通砂轮的选择+ f# n# q+ n1 _- |

' t7 s: B9 V; j9 n, [( l! R, d1. 磨料的选择    磨料选择主要取决于工件材料及热处理方法。# x3 W  L. ]/ \* K# E6 z, v, A

* Z. r9 S9 _+ ?2 Wa.      磨抗张强度高的材料时，选用韧性大的磨料。, a# `+ S, n5 p

( m, G6 n; I2 M; i" ?- ob.     磨硬度低，延伸率大的材料时，选用较脆的磨料。
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c.      磨硬度高的材料时，选用硬度更高的磨料。2 K( t  }# n/ j3 H" O' n0 H
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d.     选用不易被加工材料发生化学反应的磨料。
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2 i* @- f9 c3 j- B1 K    最常用的磨料是棕刚玉（A）和白刚玉（WA），其次是黑碳化硅（C）和绿碳化硅（GC），其余常用的还有铬刚玉（PA）、单晶刚玉（SA）、微晶刚玉（MA）、锆刚玉（ZA）。
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+ X8 B7 H+ Y( W    棕刚玉砂轮：棕刚玉的硬度高，韧性大，适宜磨削抗拉强度较高的金属，如碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等，这种磨料的磨削性能好，适应性广，常用于切除较大余量的粗磨，价格便宜，可以广泛使用。
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5 d0 n* B, d7 A" l8 O    白刚玉砂轮：白刚玉的硬度略高于棕刚玉，韧性则比棕刚玉低，在磨削时，磨粒容易碎裂，因此，磨削热量小，适宜制造精磨淬火钢、高碳钢、高速钢以及磨削薄壁零件用的砂轮，成本比棕刚玉高。
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9 k& I1 ?) R& @$ ~5 w    黑碳化硅砂轮：黑碳化硅性脆而锋利，硬度比白刚玉高，适于磨削机械强度较低的材料，如铸铁、黄铜、铝和耐火材料等。6 E% K* W) B9 W' z
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    绿碳化硅砂轮：绿碳化硅硬度脆性较黑碳化硅高，磨粒锋利，导热性好，适合于磨削硬质合金、光学玻璃、陶瓷等硬脆材料。
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" C) }( v) {1 o- C    铬刚玉砂轮：适于磨削刀具，量具、仪表，螺纹等表面加工质量要求高的工件。7 ]: f3 a# ~; L# I( N
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    单晶刚玉砂轮：适于磨削不锈钢、高钒高速钢等韧性大、硬度高的材料及易变形烧伤的工件。
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1 }" p2 F2 y1 w    微晶刚玉砂轮：适于磨削不锈钢、轴承钢和特种球墨铸铁等，用于成型磨，切入磨，镜面磨削。
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锆刚玉砂轮：适于磨削奥氐体不锈钢、钛合金、耐热合金，特别适于重负荷磨削。2 Y& K5 F8 _& A8 i$ _9 T8 R% M! y

6 w0 E& u' p5 ^4 Q7 W) K4 [2. 粒度的选择    主要取决于被磨削工件的表面粗糙度和磨削效率。
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* n  Y, y  K7 V    粒度是指磨料的颗粒尺寸，其大小则用粒度号表示 用粗粒度砂轮磨削时，生产效率高，但磨出的工件表面较粗糙；用细粒度砂轮磨削时，磨出的工件表面粗糙度较好，而生产率较低。在满足粗糙度要求的前提下，应尽量选用粗粒度的砂轮，以保证较高的磨削效率。一般粗磨时选用粗粒度砂轮，精磨时选用细粒度砂轮。, d. g  R! I4 i, C

8 w# i' `& N& f5 `1 i    当砂轮和工件接触面积较大时，要选用粒度粗一些的砂轮。例如，磨削相同的平面，用砂轮的端面磨削比用砂轮的周边磨削选的粒度要粗些。: i3 [7 g$ q; a3 U1 n+ {) L$ J8 k
3. 硬度的选择    主要取决于被磨削的工件材料、磨削效率和加工表面质量。, N# ?. J# S; k+ M
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    硬度是指砂轮在外力作用下磨粒脱落的难易程度,为了适应不同工件材料磨加工的要求,制造砂轮时分成不同硬度的等级
# [' T5 @! T& Z$ w& m2 t    不同粒度的砂轮其适用范围 砂轮选得过硬，磨钝的磨粒不易脱落，砂轮易堵塞，磨削热增加，工件易烧伤，磨削效率低，影响工件表面质量；砂轮选得过软，磨粒还在锋利时就脱落，增加了砂轮损耗，易失去正确的几何形状，影响工件精度。所以砂轮硬度的选择要适当，还应根据砂轮与工件接触面积大小、工件形状、磨削的方式、冷却方式、砂轮的结合剂种类等因素来综合考虑。
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- _" L2 M& n& D! B3 q" U1 o: V下列砂轮硬度选择原则供参考：+ t6 Z, R2 }: S* D. {
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a.    磨削软材料时要选较硬的砂轮，磨削硬材料时则要选软砂轮；, o! H" @5 W% {# g. e

9 \- U" E0 O/ R$ V2 C0 G# Ib.    磨削软而韧性大的有色金属时，硬度应选得软一些；+ n/ C3 m' v* J- y: n

& o  i2 s* ]* E0 o4 B! b( nc.    磨削导热性差的材料应选较软的砂轮；9 f4 Q, p4 e& ^: i4 r) U' O1 D* o
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d.    端面磨比圆周磨削时，砂轮硬度应选软些；# W  |2 Q  t! _# Z  _
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e.    在同样的磨削条件下，用树脂结合剂砂轮比陶瓷结合剂砂轮的硬度要高1~2小级；9 x: H) b" ^" G% g+ O
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f.      砂轮旋转速度高时，砂轮的硬度可选软1~2小级；
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8 X  A8 }8 W0 h# Wg.    用冷却液磨削要比干磨时的砂轮硬度高1~2小级。2 c# v- L" P% ?3 a" s
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4. 结合剂的选择    应根据磨削方法，使用速度和表面加工要求等条件予以考虑。8 x) X% S- R4 ~: Y

" p  L" E8 w8 Q3 \( v: ]    最常用的砂轮结合剂有陶瓷结合剂（V）和树脂结合剂（B）。
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4 X" `) W2 T9 t& j4 J% |    陶瓷结合剂是一种无机结合剂，化学性能稳定、耐热、抗腐蚀性好，气孔率大，这种结合剂制造的砂轮磨削效率高、磨耗小，能较好地保持砂轮的几何形状，应用范围最广。适于磨削普通碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁、硬质合金、有色金属等。但是，陶瓷结合剂砂轮脆性较大，不能受剧烈的振动。一般只能在35米/秒以内的速度下使用。
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9 j8 m6 l4 }4 i+ i- e    树脂结合剂是一种有机结合剂，这种结合剂制造的砂轮强度高，具有一定的弹性，耐热性低，自锐性好，制作简便，工艺周期短。可制造工作速度高于50米/秒的砂轮和很薄的砂轮。它的应用范围仅次于陶瓷结合剂，广泛用于粗磨、荒磨、切断和自由磨削，如磨钢锭，铸件打毛刺等。可制造高速、高光洁度砂轮，重负荷、切断以及各种特殊要求的砂轮。0 O3 s1 S5 S1 p# ]8 g

: p. g$ H+ f6 I9 H9 `- r3 D1 M5. 组织的选择    主要考虑工件所受的压力、磨削方法、工件材质等。
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    组织是指砂轮中磨粒所占砂轮体积的百分比。砂轮组织等级的划分是以62%的磨粒体积百分数为“0”号组织，磨粒体积每减2%，其组织增加一号，依此类推，共分15个号。号数越大，组织越松  组织紧密的砂轮能磨出较好的工件表面，组织疏松的砂轮，因空隙大，可以保证磨削过程中容纳磨屑，避免砂轮堵塞。通常粗磨和磨削较软金属时，砂轮易堵塞，应选用疏松组织的砂轮；成型磨削和精密磨时，为保持砂轮的几何形状和得到较好的粗糙度，应选用较紧密组织的砂轮；磨削机床导轨和硬质合金工具时，为减少工件热变形，避免烧伤裂纹，宜采用松组织的砂轮；磨削热敏性大的材料、有色金属、非金属材料宜采用大于12#组织的砂轮。0 Z/ j; _( }- y! L6 U
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6. 形状和尺寸的选择    应根据磨床条件和工件形状来选择。6 X/ I/ T( o7 r& Q7 V* S2 g
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    常用砂轮形状有平形砂轮（P）、单面凹砂轮（PDA）、双面凹砂轮（PSA）、薄片砂轮（PB）、筒形砂轮（N）、碗形砂轮（BW）、碟形一号砂轮（D1）等。
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% i' z& _2 n& P3 f. @    每种磨床所能使用的砂轮形状和尺寸都有一定的范围。在可能的条件下，砂轮的外径应尽可能选得大一些，以提高砂轮的线速度，获得较高的生产率和工件表面质量，砂轮宽度增加也可以获得同样的效果。
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    现国标砂轮书写顺序：砂轮代号、尺寸（外径×厚度×孔径）、磨粒、粒度、硬度、组织、结合剂、最高工作线速度。4 _. w8 ^# T. J' x
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    例示：P 400×150×203 A60 L 5 B 357 [+ Q! ]6 @. k% Y: |
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二、   金刚石砂轮的选择
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# U+ {- }* h4 J" A- I3 B3 q/ z    金刚石砂轮比用碳化硼、碳化硅、刚玉等一般磨粒制成的砂轮刃角锋利、磨耗小、寿命长、生产率高、加工质量好，但价格昂贵，因而适用于精磨硬质合金、陶瓷、半导体等高硬度脆性难加工材料。
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: Y/ R- c5 {# x: S% X1 {+ z    金刚石砂轮的特征包括磨料种类、粒度、硬度、浓度、结合剂、砂轮形状与尺寸。
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' t( I% q9 [, Z6 b! Z3 w% T    磨料：广泛使用人造金刚石（JR），根据它的结晶形状和颗粒强度，分各种型号，按其特定用途选型号。
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3 u  y. e8 @9 f5 E5 \( z    粒度：要以工件粗糙度、磨削生产率和金刚石的消耗三个方面综合考虑。# q6 d2 d& G: D4 q6 x& s# T/ g
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    硬度：只有树脂结合剂金刚石砂轮才有“硬度”这一特性。一般采用S（Y1）级或更高。
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/ N3 C, Z. g8 e    结合剂：常用的结合剂有四种，其结合能力和耐磨性以树脂、陶瓷、青铜、电镀金属为序，依次渐强。树脂结合剂金刚石砂轮磨削效率高，被加工工件粗糙度好，适用范围广，自锐性好，不易堵塞，发热量小，易修整，主要用于精磨工序。陶瓷结合剂金刚石砂轮主要用于各种非金属硬脆材料、硬质合金、超硬材料等的磨削。) p% j/ ?5 Z+ {. t! Y+ D8 V, w. e
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    浓度：浓度选择要根据使用砂轮的粒度、结合剂、形状、加工方法、生产效率及砂轮寿命的要求而定。高浓度金刚石砂轮保持砂轮形状的能力强，低浓度砂轮磨削时，金刚石的消耗往往更低些，应根据需要酌情选取。
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& R3 a7 j/ n( M! s# d, G+ E形状和尺寸：按工件的形状、尺寸和机床条件选用。
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三、   立方氮化硼（CBN）砂轮的选择
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% ]. ~' O5 o" F/ }4 i    立方氮化硼（CBN）砂轮的立方氮化硼颗粒粘在普通砂轮表面只有很薄一层，其磨粒韧性、硬度、耐用度是刚玉类砂轮的100倍，最适于加工硬度高、粘性大、高温强度高、热传导率低的难磨钢材及高速或超高速磨削。其应用范围与人造金刚石起着互相补充的作用。金刚石砂轮在磨削硬质合金和非金属材料时，具有独特的效果，但在磨削钢料时，尤其是磨削特种钢时，效果不显著。立方氮化硼砂轮磨削钢件的效率比刚玉类砂轮要高近百倍，比金刚石砂轮高五倍，但磨削脆性材料不及金刚石。9 O$ h* e# q: q9 r8 u0 o- C
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    立方氮化硼砂轮的选择和金刚石砂轮的选择相类似。但在结合剂选用上，大部分是树脂结合剂，次之是电镀，金属结合剂。陶瓷结合剂CBN砂轮主要用于钛合金、高速钢、可锻铸铁等难加工的黑色金属的磨削，树脂结合剂CBN砂轮适用于磨削铁磁性材料，是加工钢材的理想选择。CBN砂轮浓度一般在100%~150%间选用较经济合理，它不能用普通切削液，需特殊的切削液。# Y% k. H5 b+ L* r0 J

0 E) N+ x4 R" [; n8 c   四、   大气孔砂轮的选择9 O1 S. Y  \6 ~" `0 K* R

, k' k2 M% w. r2 ~    大气孔砂轮在磨削时具有不易被堵塞、耐用度高和切削能力强等优点。适用于软金属和塑料、橡皮和皮革等非金属材料的粗、精磨。同时，它具有散热快的特点，所以在磨削一些热敏性大的材料、薄壁工件和干磨工序中（例如刃磨硬质合金刀具和机床导轨等）有良好的效果。
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    大气孔砂轮和一般陶瓷结合剂砂轮的制造方法基本一样。不同点是在配料中外加一定量的增孔剂，它在砂轮烧结前完全挥发或被烧烬，从而产生大气孔。6 p) h8 |3 V" R( A+ {- A6 v: o
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大气孔砂轮生产范围是：磨料一般选择碳化物和刚玉等，如常用的有黑碳化硅（C）、绿碳化硅（GC）和白刚玉（WA）等几种，这些磨料的硬度高、性脆而锋利，具有良好的导热和导电性能；磨料粒度（36#~180#）；结合剂（陶瓷结合剂）；硬度（G~M各级）；形状（平形、杯形、碗形或碟形等）；气孔尺寸（约0.7~1.4毫米）。
精密磨削中的砂轮修整
　　砂轮修整是影响精密磨削质量的关键因素之一。修整方法有单粒金刚石修整、金刚石粉末烧结型修整器修整和金刚石超声波修整等，如图3-3所示。金刚石修整时砂轮与修整器的相对位置如图3-4所示。金刚石修整器的位置与砂轮磨削时的工件位置相对应，修整器安装在低于砂轮中心0.5~1.5mm处，并向右上倾斜10˚~15˚，以减小受力。金刚石超声波修整分为点接触法和面接触法。

　　砂轮的修整用量有修整导程、修整深度、修整次数和光修次数。修整导程—般为10~15mm/min；修整深度为2.5μm/单行程；修整时一般分为初修与精修，精修一般为2~3次单行程；光修为无修整深度修整，一般为1次单行程，主要是为了去除砂轮表面个别突出微刃，使砂轮表面更加平整。

磨床工作安全技术
一、 磨削的特点

磨削加工是用得最广泛的切削加工方法之一。它与其它切削加工如车削、铣削、刨削等比较，具有以下一些特点：

1． 磨削速度很高，每秒可达30m至50m；切削温度较高，可达1000℃至1500℃；切削过程历时很短，只有万分之一秒左右。

2． 磨削加工能获得很高的加工精度和很小的表面粗糙度，通常公差等级可以达到IT5~IT7级，表面粗糙度可以达到Ra0.8μm至Ra0.4μm。如果采用高精度磨削方法，公差等级可以超过IT5级。表面粗糙最高可以达到Ra0.05μm。

3 磨削时的切削深度较小，在一次行程中所能切除的金属层较薄，只有几个微米。

磨削的安全问题主要有：工件在磨床上加工时，从砂轮上飞溅出大量细的磨屑，而从工件上飞溅出大量金属屑。磨屑和金属屑会使磨工眼部遭受危害，尘末吸入肺部对身体有害。必须采取适当的防护装置。

由于种种原因，磨削时可能造成砂轮的碎裂，从而导致工人遭受严重的伤害。

在靠近转动的砂轮进行某些手工操作时，如磨工具，清洁工件或砂轮整修方法不正确时，工人的手可能碰到高速旋转的砂轮而受到伤害。

二、 砂轮的选择

砂轮的种类很多，不仅有各种形状和尺寸，而且由于磨粒和结合剂以及砂轮的制造工艺不同，再加上砂轮工作性能的不同，因此砂轮的选择与其实际工作条件有关，主要是与加工材料有关。选择不当，效益不但不高而且容易产生伤害事故。

每一种砂轮根据其本身的特性，都具有一定的适应范围，而不是万能的。因此，对一定材料的工件，甚至每一种磨削工序都要选择合适的砂轮。正确选择和准备供使用的砂轮，可以大大减少砂轮的整修次数，从而减少砂轮在工作中破裂的可能性。如何选择合适的砂轮并正确使用它，就必须对砂轮的性能有一定了解。

砂轮的特性包括以下几个方面：磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、强度、形状和尺寸等。

1． 磨料 砂轮中磨粒的材料，称为磨料。磨料是制造砂轮的主要材料。它必须具有很高的硬度、耐热性以及相当的韧性和一定的脆性，同时还要具有比较锋利的几何形状，以便切入金属。

磨料有天然的和人造的两类，一般天然磨料都有成份不纯、质量不均的缺点。基本上已被人造磨料所代替。目前，已被采用的人造磨料多达几十种。其中最常用的有钢玉，碳化硅磨料。

（1） 刚玉类磨料的主要化学成份为氧化铝（Al＜sub＞2＜/sub＞O＜sub＞3＜/sub＞），刚玉有棕刚玉和白刚玉两种。

1） 棕刚玉（代号GZ），又称普通氧化铝，它的颜色呈现棕褐色。用它制造的陶瓷结合剂砂轮为蓝色或浅蓝色。棕刚玉的硬度高，韧性好，在磨削过程中磨粒不易破损，故适用于磨削各种抗张强度较高的金属，如碳钢、合金钢、可锻铸铁，硬青铜等。

2） 白刚玉（代号GB），这种磨料是白色的，因此，又称白色氧化铝。

白刚玉较棕刚玉硬而脆，大磨削过程中比较不容易磨钝，磨钝后的磨粒也容易碎裂而形成新的锋利刀口，因此，磨削性能良好，磨削力小，磨削过程中的热量少，可以避免工件的烧伤和变形，适用于磨淬火钢、高碳钢、高速钢以及磨削薄壁工种。白刚玉的价格比棕刚玉高，不宜用于粗磨，因粗磨时白刚玉磨粒容易碎裂脱落，砂轮损耗较大。

（2） 碳化硅（SiO）特点是硬而脆，硬度仅次于金刚石，磨粒锋利，比刚玉好，导热性良好。碳化硅又分黑色碳化硅和绿色碳化硅两种。

黑色碳化硅（代号TH），硬度高于刚玉类的任何一种磨料，磨粒锋利，但韧性低而脆弱，适用于磨抗张强度底的脆性材料，如玻璃、陶瓷、铸铁、青铜等。

绿色碳化硅（代号TC），颜色为绿色，用它制造的陶瓷结合剂砂轮也是绿色的。

绿色碳化硅的硬度和脆性比黑色碳化硅要高，利刃锋利，适用于精磨硬而脆的材料，如硬质合金、玻璃等。

（3） 金刚石 硬度高于其他各种磨料，是目前已知物质中最硬的一种材料，磨削性能优良，但价格昂贵，主要用于加工其它磨料难以加工的高硬度材料。用这种磨料制作的砂轮叫金刚石砂轮。

2． 粒度 所谓粒度，是指磨料颗粒的几何尺寸大小，即磨粒的粗细。磨料粒度的选择，对磨削表面粗糙度和磨削效率有着很大的影响。

选用粒度号较小的砂轮，粒度号小，表明颗粒较粗，即磨粒大，磨削深度可以增加，气孔大，切削性能好，磨削效率高，但表面粗糙度大，适用于磨削余量大，表面质量要求不高的工件。

选用粒度号较大的砂轮，粒度号大，表明颗粒较细，即磨粒小，在砂轮工作表面单位面积上的磨粒多，在单位时间内，相应参加磨削的颗粒较多，工件表面所残留的划痕很小，因此加工精度高，表面粗糙度也小。例如精磨和刃磨刀具时一般采用60＜sup＞#＜/sup＞~100＜sup＞#＜/sup＞粒度。

粒度号是表示磨料颗粒大小的数字。表示粒度号的方法有两种，这是由于测定磨料粒度的方法不同。一种是英制，用一平方英寸面积上有多少个孔来表示。例如：46＜sup＞#＜/sup＞粒度是指一平方英寸面积上有46个孔，它能通过每英寸长有46个孔眼的筛网，而不能通过每平方英寸面积有60个孔眼的筛网。另一种是公制法，用筛网孔眼的宽度（微米或毫米）来表示。粒度号与磨料的颗粒大小相反，粒度号小的颗粒大。粒度号大的颗粒小。

尺寸很小的磨料，直接用颗粒尺寸（即微米分号）来表示，如W40表示颗粒大小为40~28μm，W28为28~20μm。粒度号分为29种，见表1和表2。必须说明，以上所述只是就磨料粒度分级而言。至于砂轮。由于分级时要求得到完全同一粒度号的磨料是非常困难的，而使用上也无此必要，所以通常是由邻近几种粒度号的磨料混合组成的。而所谓某一粒度的砂轮，只是指砂轮中该粒度号的磨粒最多，其余少部分则是粒度较细或较粗的磨粒。

见表

表1 颗粒尺寸表

见表

表2 颗粒尺寸表

3． 结合剂 砂轮中结合剂的作用，在于把一颗颗分散的磨粒结合在一起，使之成为具有一定形状和强度的砂轮。砂轮能否经受冲击和高速旋转而不破裂，主要决定于结合的强度。此外，结合剂对磨削表面粗糙度和磨削温度也有一定的影响。

结合剂的种类很多，分为有机粘结和无机粘结两大类，目前常用的有陶瓷结合剂，树脂结合剂和橡胶结合剂三种。

（1） 陶瓷结合剂（代号A），它是一种无机粘合剂。这是应用得最广泛的一种结合剂，目前工厂中80%的砂轮是陶瓷结合剂的，因为它有以下一些优点：

1） 在1300℃高温下烧结砂轮时，改变粘土及长石之含量，能获得各种不同程度等级的砂轮，能制成各种不同粒度、组织、形状和尺寸的砂轮（厚度很薄的薄片砂轮除外）。

2） 性能稳定，不受天气干湿、气候寒暑变化以及贮存时间长短的影响。

3） 耐热性和抗腐蚀性好，不怕水、油及普通酸、碱的侵蚀，因此可用于干磨，也可使用各种冷却液磨削。

4） 砂轮中的气孔多，磨削效率比较高。

5） 磨损小，能较好地保持砂轮的外形轮廓。

6） 价格低廉。

陶瓷结合剂的主要缺点是脆性大、弹性差，不能承受大的侧面扭曲力和冲击力，所以不能用来制造薄片砂轮。一般陶瓷结合剂的砂轮磨削速度不能大于35m/s。

（2） 树脂结合剂（代号S），它是一种有机结合剂，这种结合剂的特点如下：

1） 用它制造的砂轮强度高，有一定弹性，耐冲击，可制造磨削速度高于50m/s的高速砂轮和很薄的砂轮。

2） 由于结合剂和磨粒的结合性较差，磨粒容易脱落，磨削效率高，但砂轮磨损快，不易保持外形轮廓。

3） 磨削时产生热量较少，同时由于树脂结合剂的耐热性差，容易在磨削区域的高温下烧毁，所以有利于防止工件表面的烧伤。

4） 由于具有一定的弹性，磨粒受力过大时，能自动退让（陷入砂轮）一段，可避免砂轮工作表面上特别突出的颗粒在工件表面上刻划出过深的凹痕，同时树脂结合剂还具有弹性抛光作用，因此可获得较小的表面粗糙度。

树脂结合剂的缺点是抗腐蚀性差，性能不够稳定，容易受碱的侵蚀。所以湿磨时必须注意冷却液中的含碱量不能超过1.5%。此外，过于潮湿的环境也会使树脂结合剂的砂轮强度受影响，因此要注意对这种砂轮的保管，存放时间以一年为限。

（3） 橡胶结合剂（代号X），它是一种有机结合剂。它的弹性比树脂结合剂更大些，强度也高，可以制造很薄的砂轮。

橡胶结合剂砂轮在磨削区域的高温作用下，砂轮表面的结合剂逐渐老化变脆，磨钝的磨粒容易脱落，使砂轮工作表面上经常保持有锋利的磨粒，因而可以减少工件烧伤的可能性。同时这种砂轮具有很强的抛光性能，所以可获得较小的表面粗糙度。但橡胶结合剂砂轮的组织紧密、气孔小，不能磨去很多的加工余量，因此不适用于一般性的粗加工。

橡胶砂轮耐油性差，不能用油作为冷却液。

4． 硬度 砂轮的硬度是指结合剂粘结磨粒的牢固程度。即砂轮工作表面的磨粒在外力作用下脱落的难易程度。

砂轮的硬度与磨料本身的硬度是两回事。

砂轮的硬度随着结合剂的种类和多少不同而具有不同的硬度。同一种磨料，可以做出各种不同硬度的砂轮。结合剂多，粘结能力强，磨粒不易脱落，砂轮的硬度就高；反之，结合剂少，磨粒容易脱落，砂轮的硬度就软。因此砂轮的硬度主要取决于结合剂的性质、数量以及它的制造工艺。

为了适应不同工件材料的磨削质量要求，砂轮具有软、中、硬各种不同硬度等级，硬度等级中还有大级和小级之分，并分别用不同的拼音字母表示，表3为砂轮的硬度等级。

见表

表3 砂轮的硬度等级

注：1．橡胶结合剂只分大级；

2．表中硬度的1、2、3、表示硬度增高顺序。

砂轮硬度按以下情况选择：

（1） 磨削软材料时，要选择较硬的砂轮；磨削硬材料时，则要选择软砂轮。因为软材料容易磨削，磨粒不易磨钝，为了不使砂轮工作表面的磨粒在未磨钝前脱落，砂轮硬度要选高些。工件材料硬时，磨粒容易磨钝，为了保持砂轮的锋利，即“自锐性”，砂轮的硬度要选软一些。例如，磨削淬火的合金钢、高速钢，可选R＜sub＞2＜/sub＞~ZR的硬度；磨削未淬火的钢，硬度常用ZR＜sub＞2＜/sub＞~Z＜sub＞2＜/sub＞的砂轮。

但对有色金属特别软而韧的材料例外，由于磨屑容易堵塞砂轮，所以不宜选用硬的砂轮，而要选用软的。

（2） 精磨比粗磨所选的砂轮硬度高1~2级。

（3） 磨削外圆时，砂轮与工件接触面大，工件容易发热，磨屑不易排出，所选用的砂轮硬度应软些。当内圆孔表面粗糙度要求小或因圆孔直径小时，砂轮硬度又要选得高些。

（4） 平面磨削时，砂轮与工件的接触面积比外圆磨削大，因此平面磨削所选用的砂轮硬度应软些。

（5） 砂轮硬度的选择与磨削工作条件及磨削用量有关，例如：干磨比湿磨的砂轮硬度软1~2小级；
自动进级比手动进级的砂轮硬度软些；砂轮的圆角速度高时，砂轮的硬度要软1~2小级。

5． 组织 砂轮的总体积是由磨粒、结合剂和气孔构成的，通常用磨粒所占砂轮体积的比例来表示砂轮组织的松紧程度。磨粒所占百分比大，就称砂轮组织紧密；反之，则为组织松。砂轮的组织概括地可分为三类：紧密的、中等的和疏松的。具体地可用13个组号表示，每个组号都按磨料所占全部体积的百分比来表示。见表4。

见表

表4 砂轮的组织种类和分级

由表可知，砂轮组织级数越高，砂轮组织越疏松，单位体积内磨粒的含量少，磨粒在砂轮工作表面上的排列距离远，磨粒之间的容屑空间大，排除磨屑方便，砂轮不易被堵塞，因而可以提高磨削效率。此外，砂轮中的气孔还可以将冷却液或空气带入磨削区域，可降低磨削区域的温度，减少工件发热变形和烧伤。反之，砂轮组织紧，磨粒之间容屑空间小，排屑比较困难，砂轮容易被堵塞，但单位面积上磨粒数目多，砂轮的轮廓形状易于保持不变，所以可提高加工表面精度和减小表面粗糙度。

砂轮组织的选择则如下：

（1） 在不同压力下磨削时，选用的砂轮组织也不同，如平面磨削应选用疏松组织（9~12号）砂轮；无心磨削，工具磨削和一般工件的磨削应选用中等组织（5~8）号砂轮；在重压力磨削，应选用紧密组织（1~4号）砂轮。

（2） 成型磨削和精密磨削，砂轮的组织要紧密，以利于保持砂轮的成型面和获得较小的表面粗糙度。

（3） 粗磨和磨韧性大而硬度低的工件时，应选用组织疏松的砂轮，当然这样会增加砂轮的消耗，但是砂轮线不易磨钝，排屑容易，散热性能好。

（4） 大气孔砂轮，组织在12号以上，用于高速磨削。

6． 尺寸和形状 砂轮形状和尺寸的选择，主要与被加工工件的形状、尺寸以及磨床型号有关（常用砂轮的形状和代号见表5。在可能的条件下，砂轮的外径应尽量选大些，但是不能超过安全圆周速度。从而获得较高的生产率和较小的表面粗糙度。在有纵向进级的磨床上，选用宽度较大的砂轮，而可获得同样的效果。

见表

表5 常用砂轮的形状和代号

总之，在选择砂轮时，要考虑到经济效果，但是必须注意安全生产。

三、 砂轮的安全圆周速度

砂轮外圆表面上任意一点，在单位时间内所经过的路程，叫做砂轮圆周线速度或砂轮线速度，以υ表示，其单位为m/s。根据砂轮的直径和转速，可以用下列公式算出砂轮的线速度：

式中 υ——砂轮圆周速度（m/s）；

D——砂轮直径（mm）；

n——砂轮转速（r/min）。

砂轮的安全圆周速度，就是砂轮的最大工作线速度，它表示砂轮在离心力的作用下不致破坏的程度。也就是说，砂轮在等于或小于安全圆周速度下工作时，砂轮不会破裂，如果超过安全圆周速度，离心力会超过结合剂的粘结能力，砂轮就会发生破碎。所以，砂轮最大的工件线速度不应超过表6和表7的规定。

见表

表6 高速砂轮线速度表

见表

表7 普通砂轮最大工作线速度表

注：其中粒度为36＜sup＞#＜/sup＞及更粗，而硬度为R＜sub＞3＜/sub＞及更软的砂轮，最大工作线速度应低于表中规定的20%。

在磨削工作中，砂轮的安全圆周速度已给定，从上述公式可知，根据砂轮直径，可求出砂轮的转速。

四、 砂轮的储藏运输和试验

（一） 砂轮的储藏运输

违反砂轮的储藏运输规则，是引起砂轮在工作时碎裂的原因之一。有时仅轻微地碰击砂轮，砂轮也有可能发生裂痕。在某些情况下，这种裂痕往往很难检查出来，因此在工作中就会发生碎裂。

砂轮储藏的地方必须宽敞、光亮。室内温度不得低于5℃，相对湿度不得大于65%。砂轮受潮湿会失去它应有的强度，必须保藏在干燥的地方。储藏室内要备有一定高并且要装有铺板和抽屉的搁架。砂轮排列在搁架上。

搬运砂轮要注意防止振动。当用手搬运而距离相当远时，最好用拎包和手提箱，砂轮不允许和金属放在一起搬运。

（二） 砂轮的检验

砂轮入库前应进行检验，以便能及时发现外表方面的裂痕、缺裂等。将砂轮的包装拆除，使砂轮干燥清洁，并将砂轮套在木棒或铁棒上，由有经验的人员用木锤敲击其端面，根据其声音来辩别砂轮外部的裂痕和内部的缺陷。有裂缝的发破碎声，完好的发清脆声，不论是砂轮外部的裂痕，还是内部的缺陷，都不能使用。

（三） 砂轮的试验

砂轮强度试验的目的是鉴定砂轮在搬运、拆包和安放时可能被惯坏的情况。凡砂轮的直径等于及大于150mm，工作圆周速度在15m/s以上的，一定要进行砂轮的强度试验。将砂轮放在试验机上进行空转，试验速度是该砂轮的圆周速度的1.5倍。

有标准的砂轮，进行砂轮强度试验时，必须按照下面规定的时间：

砂轮外径120~275mm 5min

砂轮外径300~475mm 7min

砂轮外径≥500mm 10min

直径大于、等于150mm的砂轮和对在标记中没有标明允行工作圆周速度和浇灌合金缩小轴孔的砂轮，试验圆周速度要将该砂轮的工作圆周速度提高60%，时间为10min。

试验机必须装有测速表，以检查砂轮在试验过程中的转数。此外还应有限时继电器，在砂轮到试验时间即能自行停车。试验机要有缓慢刹车装置，以免引起砂轮的内应力而发生裂痕。

有缺陷的砂轮在试验时一定会碎裂，故试验机的试箱应做得十分牢固。试箱不同铸铁，应用钢板焊成，里面要铺装木板，以减轻砂轮碎裂时的冲击力。

砂轮夹装在试验机心轴上的方法，要与砂轮夹装在磨床心轴上的方法相一致。

五、 砂轮的平衡和修正

（一） 砂轮的安装

砂轮工作时转速很高，而砂轮性质较脆，如果安装得不正确，就有可能碎裂飞出。

安装砂轮前必须认真、仔细检查砂轮。首先检查是否符合所选的性能、形状和尺寸，然后检查砂轮是否完整，因为运输和保管期间可能有损坏。

砂轮由于形状、尺寸不同而有不同的安装方法。这里只作一般性的介绍。安装砂轮要求砂轮孔与法兰盘之间的间隙均匀，砂轮不松不紧地套在法兰盘轴上。若轴大孔小时，硬向上压会使砂轮碎裂，必须进行修刮，若孔大轴小，则应在间隙内套上适当尺寸的纸套筒，以免砂轮高速旋转时失去平衡而引起振动。但要注意当孔小得多时不能进行修刮，而要将孔车大，不得用钳工的工具刮大砂轮孔，因为这样可能会损坏砂轮的完整。

砂轮孔径要大于心轴孔径，其偏差范围如下：

砂轮孔径≤100mm 偏差0.1~1.0mm；

砂轮孔径≤250mm 偏差0.2~1.2mm；

砂轮孔径＞250mm 偏差0.3~1.5mm。

砂轮两边的法兰盘选得适当，法兰盘的直径为砂轮直径的一半为宜，两个法兰盘形状大小要一样，内侧必须带有凹形。形状大小不同或扭曲不平的法兰盘。当用螺母拧紧时，砂轮会因受力不均匀而变形发生碎裂。法兰盘外缘平面应和砂轮平面贴紧。法兰盘还应用键或其它方法紧固在砂轮主轴上。在砂轮和法兰盘之间一般都垫上1~2mm的弹片纸板，皮革或耐油橡胶垫片，其垫片直径稍大于法兰盘直径，这样在紧固时，使压力均匀分布。

（二） 砂轮的平衡

砂轮的重心如果与它的回转轴线不重合，砂轮就不平衡。引起砂轮不平衡的原因很多，例如，几何形状不对称，两端面不平行、外圆与内孔不同心、各部分密度不均匀以及安装时有偏心等等。总之，由于重力不平衡所产生的离心力可能超过砂轮结合剂的强度，而使砂轮碎裂。此外不平衡回转体工作时，很快将轴承磨损，并可能使心轴弯曲，加工质量降低。

为了能使砂轮平稳地工作，一般直径大于125mm的砂轮都必须经过平衡。

所谓平衡砂轮，就是根据砂轮不平衡的情况，在砂轮法兰盘的环形槽内装上若干个平衡块，并适当地调整其位置，使砂轮的重心与它的回转轴线重合。

砂轮的平衡一般是指静平衡性，静平衡处理在平衡试验架上进行，平衡架导轨系刀口式，接触面小，反应灵敏。静平衡