磨具

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磨具在使用过程中，当磨粒磨钝时，由于磨粒自身部分碎裂或结合剂断裂，磨粒从磨具上局部或完全脱落，而磨具工作面上的磨料不断出现新的切削刃口，或不断露出新的锋利磨粒，使磨具在一定时间内能保持切削性能。磨具的这种自锐性，是磨具与一般刀具相比突出的特点。早在新石器时代，人类就已经开始应用天然的磨石来加工石刀、石斧、骨器、角器和牙器等工具了；在19世纪美国出现了用天然磨料与粘土相结合烧成的陶瓷砂轮；1900年前后，人造磨料问世，采用人造磨料制造的各种磨具相继产生，为磨削和磨床的快速发展创造了条件。此后，天然磨具在磨具中所占比例逐渐减少。磨具按其原料来源分，有天然磨具和人造磨具两类。机械工业中常用的天然磨具只有油石。人造磨具按基本形状和结构特征区分，有砂轮、磨头、油石，砂瓦以上统称固结磨具和涂附磨具五类。此外，习惯上也把研磨剂列为磨具的一类。

固结磨具按所用磨料的不同，可分为普通磨料固结磨具和超硬磨料固结磨具。前者用刚玉和碳化硅等普通磨料，后者用金刚石和立方氮化硼等超硬磨料制成。此外，还有一些特殊品种，如烧结刚玉磨具等。普通磨料固结磨具是由结合剂将普通磨料固结成一定形状，并具有一定强度的磨具。一般由磨料、结合剂和气孔构成，这三部分常称为固结磨具的三要素。磨料在磨具中起切削作用。结合剂是把松散的磨料固结成磨具的材料，有无机的和有机的两类。无机结合剂有陶瓷、菱苦土和硅酸钠等；有机的有树脂、橡胶和虫胶等。其中最常用的是陶瓷、树脂和橡胶结合剂。气孔在磨削时对磨屑起容屑和排屑作用，并可容纳冷却液，有助于磨削热量的散逸。为满足某些特殊加工要求，气孔内还可以浸渍某些填充剂，如硫黄和石蜡等，以改善磨具的使用性能。这种填充剂，也被称为磨具的第四要素。表示普通磨料固结磨具特征的项目有：形状、尺寸磨料、粒度、硬度、组织和结合剂。磨具硬度是指磨粒在外力作用下，从磨具表面脱落的难易程度，它反映了结合剂把持磨粒的强度。
粒度是指磨料颗粒的尺寸，其大小用粒度号表示。国标规定了磨料和微粉两种粒度号。粒度是指磨料颗粒尺寸的大小。粒度分为磨粒和微粉两类。对于颗粒尺寸大外圆磨砂轮于 40μm的磨料，称为磨粒。用筛选法分级，粒度号以磨粒通过的筛网上每英寸长度内的孔眼数来表示。如60 # 的磨粒表示其大小刚好能通过每英寸长度上有60孔眼的筛网。对于颗粒尺寸小于40μm的磨料，称为微粉。用显微测量法分级，用W和后面的数字表示粒度号，其W后的数值代表微粉的实际尺寸。如W20表示微粉的实际尺寸为20μm。各种粒度号的磨粒尺寸见表1 。表1 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 #1600~125070 #250~200W4040~2816 #1250~100080 #200~160W2828~2020 #1000~800100 #160~125W2020~1424 #800~630120 #125~100W1414~1030 #630~500150 #100~80W1010~736 #500~400180 #80~63W77~546 #400~315240 #63~50W55~3.560 #315~250280 #50~40W3.53.5~2.5不同粒度砂轮的使用范围注：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。粒度号颗粒尺寸范围/μm适用范围粒度号颗粒尺寸范围/μm适用范围12-362000-1600 　500-400粗磨、荒磨、切断钢坯、打磨毛刺W40-2040-28 　20-14精磨、超精磨、螺纹磨、珩磨46-80400-315 　200-160粗磨、半精磨、精磨W14-1014-10 　10-7精磨、精细磨、超精磨、镜面磨100-280165-125 　50-40精磨、成型磨、刀具刃磨、珩磨W7-3.57-5 　3.5-2.5超精磨、镜面磨、制作研磨剂等

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