【文章內(nèi)容簡介】 尺寸是砂輪的六大特性，對砂輪安全有很大影響。圖 1砂輪的組織結(jié)構(gòu)1磨料 2結(jié)合劑 3孔隙 4被加工件 1．磨料　 磨料指砂輪中磨粒的材料。磨粒構(gòu)成磨具的主體，在加工中起切創(chuàng)作用。 　 磨料需要具有很高的硬度和鋒利度，直接參與切削；需要一定的韌性和耐磨性，來承受劇烈的擠壓和摩擦力作用；需要一定的脆性，以便磨鈍后，及時更新切削鋒刃，實現(xiàn)自項性；還需要有較穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能，使之在高溫和濕度環(huán)境下，不過早地喪失磨削性能?！?磨料分為天然磨料和人造磨料兩大類。天然磨料主要有金剛石、剛玉和鉆石。人造磨 料又可分為氧化物系、碳化物系和高硬磨料系。可根據(jù)磨料的不同特性和適用范圍合理選 用。2．粒度　 粒度是指磨料的顆粒大小和粗細(xì)程度。一般來說，構(gòu)成砂輪磨料的顆粒越細(xì)小，砂輪的抗裂性越好。粒度的確定方法有兩種：　 （ 1）篩分法。顆粒尺寸大于 50μm磨料的粒度是用篩分法確定的，即用磨料通過的篩網(wǎng)在每英寸長度上的網(wǎng)眼數(shù)來表示，稱為磨粒類。其粒度號直接用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，粒度號大小與磨料的顆粒大小相反?！?（ 2）顯微鏡分析法。顆粒尺寸小于 50μm磨料的顆粒大小直接用顯微鏡測量，用顆粒的實際尺寸表示粒度，這樣確定的磨料稱為微粉類。其粒度號用 W和磨料顆粒尺寸數(shù)組合表示。　 一個砂輪的磨料通常是由相鄰幾種粒度號的磨?；旌隙?，砂輪的粒度是由占比例最大的磨粒的粒度號決定。粒度大小對砂輪的強度、加工精度，以及磨削生產(chǎn)率有很大影響。3．結(jié)合劑　 結(jié)合劑（粘合劑）是將磨粒固結(jié)在一起形成磨具的粘結(jié)材料。結(jié)合劑不僅使砂輪成形，而且對磨具的自礪性有很大影響，并直接關(guān)系到砂輪的強度和使用的安全?！?結(jié)合劑應(yīng)具有良好的粘結(jié)性能，保證磨具高速旋轉(zhuǎn)不破裂；有足夠的耐磨性，以承受摩擦和磨削力；有對磨粒適當(dāng)?shù)陌殉至?，使磨粒鋒利時不脫落，磨鈍后及時更新，保持磨具良好的磨削性能；具有較好的物理化學(xué)性能、一定的抗腐蝕能力，以適應(yīng)不同的使用環(huán)境。 類別 緊密 中等 疏松組織號 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14磨料 /% 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 344．砂輪的組織　 砂輪的組織是指組成砂輪的磨料、結(jié)合劑和氣孔三者的比例關(guān)系，表明砂輪結(jié)構(gòu)緊密程度的特性。根據(jù)磨粒在砂輪總體積中所占百分比，組織可劃分為三檔 15個號（見表 1）。砂輪的組織緊，氣孔??；其外形易保持，磨削質(zhì)量相對高。但砂輪易堵塞，磨削熱較高。它一般用于成形磨、精磨、硬脆材料的磨削?！?砂輪的組織松，氣孔多，有利降低磨削熱，避免堵塞砂輪。它一般用于軟韌材料、熱敏性強的材料的磨削，以及粗磨加工。 　 中等組織級砂輪用來磨削淬火鋼或用于刀具刃磨。n 5．硬度　 砂輪的硬度是結(jié)合劑固結(jié)磨料的緊牢程度的參數(shù)，表明在外力作用下，磨料從砂輪表面脫落的難易程度。砂輪硬度不僅影響生產(chǎn)質(zhì)量，而且與使用安全衛(wèi)生關(guān)系很大。磨具的硬 度與磨料本身的硬度是兩個不同的概念，磨料的硬度是由組成磨料的材料自身特性決定的。 磨具的硬度與下列因素有關(guān)：一是結(jié)合劑的粘合能力（與結(jié)合劑的種類有關(guān)）；二是結(jié)合劑在磨具中的比例；三是磨具的制造工藝等。在同樣條件下對同一種結(jié)合劑而言，所占比例越 大，磨粒越不易脫落，磨具硬度越高；反之則硬度越低。在砂輪組成中，結(jié)合劑比例每增加 %，砂輪硬度則增高一級。磨具的硬度分七大級、十四小級（見表 2）。 大級 超軟 軟 中軟 中 中硬 硬 超硬小級 軟 軟 軟 代號 DEF G H J K L M N P Q R S T Y砂輪硬度低，自礪性好，而損耗快，幾何形狀不易保持，加工精度和質(zhì)量較差。在干式磨削和砂輪修整時，其粉塵污染較大。但因其切削力小，產(chǎn)生磨削熱少，工件表面燒傷的可能性小。　 砂輪硬度高，磨料不易脫落，工件表面質(zhì)量較高。但若砂輪硬度太高，自礪性很差，磨粒磨鈍后仍不會脫落，與工件表面摩擦、擠壓，使磨具表面堵塞，產(chǎn)生很高的磨削熱，進(jìn)而使磨具的磨削性能下降。這樣，不僅工件磨削質(zhì)量低，同時還嚴(yán)重影響結(jié)合劑強度，并且發(fā)出很大噪聲，甚至引起機(jī)床振動。 表 2砂輪的硬度等級 6．形狀和尺寸　 我國磨具的基本形狀有 40多種，正確地選擇砂輪的形狀和尺寸，是保證磨削加工質(zhì)量和安全的重要方面。一般應(yīng)根據(jù)磨床條件、工件形狀和加工需要，參考磨削手冊選擇。　 砂輪的非均勻組織結(jié)構(gòu)，決定了它的機(jī)械性能大大低于同一均勻金屬材料構(gòu)成的其他切削刀具，再加上使用不當(dāng)，這是造成砂輪事故多的重要原因。砂輪的磨料、粒度、結(jié)合劑、組織、硬度、形狀和尺寸等各特性要素，對砂輪的機(jī)械強度有不同的影響（見表 3）。安全使用砂輪要統(tǒng)籌考慮各因素的綜合作用效果。砂輪 結(jié)合劑 磨料 粒度 硬度 尺寸 (內(nèi)徑 /外徑 )特性 V B S 剛玉類 碳化硅類 細(xì) 粗 硬 軟 比值大 比值小強度 差 好 好 好 差 好 差 好 差 差 好表 3砂輪特性對砂輪強度的影響 砂輪的標(biāo)記 砂輪的名稱及特性以標(biāo)記的形式標(biāo)注，作為砂輪的正確使用和管理提供依據(jù)。按照 GB2484的規(guī)定，標(biāo)記以漢語拼音和數(shù)字為代號，按照一定的順序交叉表示：砂輪形狀 尺寸 磨料 粒度 硬度 組織 結(jié)合劑 安全線速度；尺寸標(biāo)記順序為：外徑 X厚度 X內(nèi)徑。現(xiàn)舉例說明如下：　 在使用砂輪前，一定要核準(zhǔn)砂輪的特性指標(biāo)。砂輪上的標(biāo)記不得隨意撕毀或破壞，否則，可能會因為使用混亂而導(dǎo)致事故發(fā)生。 砂輪的安全速度 離心力作用下砂輪的應(yīng)力分析 砂輪作高速旋轉(zhuǎn)時，組成砂輪的各質(zhì)點都受到與線速度平方成正比的離心力作用，其公式表達(dá)為：式中 :p離心力， N或 kN；　 　 m砂輪上某質(zhì)點的質(zhì)量， kg；　 　 v該質(zhì)點的圓周線速度， m/s；　 　 r該質(zhì)點的旋轉(zhuǎn)半徑， m。n 從圖中可見：　 ① 在砂輪的任意點上切向正應(yīng)力總是大于徑向正應(yīng)力，所以，由離心力引起的砂輪破壞，切向正應(yīng)力起主要作用，分析砂輪的破壞主要考慮切