砂輪選擇在磨削中的重要性 磨削加工一般作為工件加工的終工序，
其任務(wù)就是要保證產(chǎn)品零件能達(dá)到圖紙上所要求的精度和表面質(zhì)量。磨削表面粗糙度與零件精度有密切關(guān)系，一定的精度應(yīng)有相應(yīng)的表面粗糙度。一般情況下，對(duì)尺寸要進(jìn)行有效的控制，則粗糙度Ra值應(yīng)不超過尺寸公差的八分之一，磨削表面粗糙度對(duì)零件使用性能的影響是：表面粗糙度值越小，則零件的耐磨性，耐蝕性，耐疲勞性越好。反之則相反。因此，在磨削加工中，必須注意降低表面粗糙度。影響磨削加工表面粗糙度的主要工藝因素中砂輪粒度對(duì)其有顯著影響，砂輪粒度越細(xì)，同時(shí)參與磨削的磨粒就越多，則磨削表面粗糙度就越低。一般磨削時(shí)取46～80號(hào)粒度的砂輪，精磨時(shí)應(yīng)選用150～240號(hào)粒度的砂輪，鏡面磨削時(shí)應(yīng)選用W10～W7粒度的樹脂石墨砂輪，可獲得較好的工件表面粗糙度。
近年來隨著新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，高精度磨削技術(shù)的發(fā)展，使磨削尺寸達(dá)到0.1～0.3μm，表面粗糙度達(dá)到0.2～0.05μm，磨削表面變質(zhì)層和殘留應(yīng)力均甚小，明顯提高的加工質(zhì)量。成形磨削，特別是高精度的成形磨削，經(jīng)常是生活中的關(guān)鍵問題。成形磨削有兩個(gè)難題：一是砂輪質(zhì)量，主要是砂輪必須同時(shí)具有良好的自礪性和形廓保持性，而這二者往往是有矛盾的。二是砂輪修整技術(shù)，即高效、經(jīng)濟(jì)的獲得所要求的砂輪形廓和銳度。因而為了提高磨削的效率和精度，特別是對(duì)于難加工材料的高效精加工，高效和強(qiáng)力磨削采用了CBN砂輪，使得強(qiáng)力磨突破傳統(tǒng)磨削的限制，生產(chǎn)率成倍提高，有些零件的毛坯不需要經(jīng)過粗加工，可直接磨削成為成品，這不僅提高了加工效率，同時(shí)還提高了加工質(zhì)量。如SG磨料。它是一種新穎的陶瓷氧化鋁磨料，以純剛玉為原料，將其在水中與氧化鎂之類媒介結(jié)合，產(chǎn)生塊狀膠凝物，干燥之后形成脆性物體。再將其碾碎至所需粒度，在1300℃到1400℃到溫度下燒結(jié)而成。其硬度大大高于普通氧化鋁，且韌性好，因此可以在較高速度和較大載荷條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，金屬磨除率比普通氧化鋁高三倍以上。它最大的優(yōu)點(diǎn)是磨削區(qū)溫度低，砂輪始終具有鋒利的磨削刃，砂輪形狀保持性好、時(shí)間長(zhǎng)。立方氮化硼磨削。它是一種堅(jiān)硬而耐磨的磨料，并具有高的導(dǎo)熱性和耐化學(xué)侵蝕等優(yōu)異的性質(zhì)。最新一代的磨料是以尖銳、高強(qiáng)和可用于無(wú)支撐切削為特征的，這些特征可降低磨削加工過程中的磨削力，從而減少對(duì)工件的損傷。
實(shí)際上，對(duì)磨料合成條件控制得嚴(yán)格與否將會(huì)直接影響到磨粒的最終晶型和包括強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和斷裂特征在內(nèi)的物理性質(zhì)，從而影響到它的使用性能。如De
Beers公司生產(chǎn)的四種ABN產(chǎn)品，這四種產(chǎn)品每種都具有自己不同的特性。ABN200是脆性的黑色磨料，主要用于陶瓷粘結(jié)磨削工具和金屬包敷樹脂粘結(jié)的磨削工具。ABN300具有與ABN200相似的強(qiáng)度，但顏色為琥珀色，通常應(yīng)用于金屬和環(huán)氧樹脂粘結(jié)的磨削工具。ABN600為黑色，是一種典型的具有特定晶面的高強(qiáng)立方氧化硼磨料，也是應(yīng)用于金屬和環(huán)氧樹脂粘結(jié)的磨具。ABN800則是最新一代的高強(qiáng)單晶立方氧化化硼材料。ABN800具有與ABN600相似的強(qiáng)度，但是，可以看到兩者存在著顯著的不同，前者具有尖銳棱角和高熱穩(wěn)定性。
在磨削過程中，塊狀或圓的磨粒可考慮采用與工件呈較大的負(fù)前角進(jìn)行磨削。而對(duì)尖銳的多角狀的粒子在多數(shù)情況下采用較大的正前角進(jìn)行磨削。因此，在磨削碳化物含量較高的鋼（如某些高速鋼）時(shí)，最好選擇具有負(fù)前角的磨料粒子。當(dāng)加工更硬的強(qiáng)韌材料（如某些高速鋼和表面硬化鋼）時(shí)，具有較大的正前角的尖銳多角狀磨粒具有潛在的優(yōu)勢(shì)。
緩進(jìn)給磨削中磨料特征的影響。在磨削過程中加在單個(gè)磨料粒子上載荷的種類與大小都將影響到磨粒的切削性能，進(jìn)而影響到最佳磨料的選擇。為說明這點(diǎn)，進(jìn)行了臺(tái)下的試驗(yàn)：使用端頭半徑為0.5mmr90°V型陶瓷粘結(jié)砂輪磨削M2高速鋼，對(duì)兩種ABN600和ABN800磨料進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)法向磨削力、功率和砂輪的磨損進(jìn)行監(jiān)測(cè)?？梢钥吹剑珹BN800法向磨削力較低。當(dāng)進(jìn)給量提高時(shí)，切削率增加，磨削力也同時(shí)提高。但對(duì)于ABN800砂輪，磨削力的提高相對(duì)較小。而磨削功率隨進(jìn)給量的增加而提高的趨勢(shì)與ABN600基本相同。盡管對(duì)于ABN800磨料制成的砂輪測(cè)出的磨削力和能量較低但曲率為0.5mm砂輪端面的磨損也同時(shí)減小。當(dāng)進(jìn)給量從而200mm/min提高到300mm/min時(shí)，三個(gè)參數(shù)增中的相對(duì)百分比，即切削功率提高50%。隨著磨削條件的惡劣程度加劇，具有尖角狀特征的磨粒的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)得更為突出。
鎳鉻鋼是一種較難磨削的材料。針對(duì)有尖銳棱角的磨料去屑率高的特點(diǎn)，用陶瓷粘結(jié)的砂輪對(duì)牌號(hào)為718的鎳鉻鋼進(jìn)行磨削試驗(yàn)。對(duì)兩種高強(qiáng)磨料，ABN600和ABN800進(jìn)行了如前的試驗(yàn)?？梢钥吹剑cABN600相比，在工作臺(tái)速度為150mm/min和200mm/min時(shí)，ABN800仍保持它的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)工作臺(tái)速度進(jìn)一步提高到300mm/min時(shí)，兩種砂輪都表現(xiàn)出高的砂輪磨損速率。然而，試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)使用尖銳磨料制成的砂輪磨削同樣的材料時(shí)，在150mm/min和200mm/min的兩種速度下，都可以得到合理的砂輪壽命。
使用樹脂粘結(jié)的砂輪進(jìn)行M2高速鋼平面磨削試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，用ABN600和ABN800兩種磨料制成的小砂輪的尺寸為125mm×6mm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用尖銳的磨料的砂輪壽命長(zhǎng)，而磨削功率低。
眾所周知，磨削過程中，在磨料和工件磨削面之間會(huì)產(chǎn)生瞬間界面高溫。試驗(yàn)證明，與常用磨料相比，立方氧化硼產(chǎn)生的界面磨削溫度更低。其中關(guān)鍵原因是立方氧化硼砂輪的比磨削能要比常用磨料的砂輪低。通過試驗(yàn)，可以看到，隨著切削深度的提高，立方氧化硼砂輪之所以具有低的磨削能，主要得益于立方氧化硼具有高的熱導(dǎo)率。
綜上所述，在不同材料和工藝條件的磨削中，合理選用砂輪，可降低磨削加工表面精度，提高磨削加工表面質(zhì)量，能使磨削效率有成倍的提高，取得低成本加工的效果，并且砂輪壽命長(zhǎng)，修整頻率低，金屬磨除率高，磨削力小冷卻效果佳。
諾頓砂輪介紹
一、磨具磨料：
人類從新石器時(shí)代開始，就采用天然磨石打磨用具。伴隨著蒸汽機(jī)的發(fā)明，磨具磨料開始進(jìn)入機(jī)械制造領(lǐng)域，并成為不可替代的工藝方法越來越大量使用，是獲得高精度產(chǎn)品的重要手段。締屬于圣戈班集團(tuán)的NORTON（諾頓）品牌，創(chuàng)建于一八八五年，是世界最早從事磨具磨料研究、生產(chǎn)的專業(yè)工廠，一百多年來傾心為用戶提供保證磨削質(zhì)量，提高磨削效率、降低制造成本的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，是全球最大的磨具磨料制造商。在中國(guó)五十年代出版的工具書中都可以見到該品牌的介紹，從圣戈班NORTON在國(guó)內(nèi)設(shè)廠生產(chǎn)后，是目前在中國(guó)大陸能買到的最佳性價(jià)比的國(guó)外品牌。
NORTON陶瓷結(jié)合劑產(chǎn)品介紹：
1、磨料種類
（1）剛玉類磨料：
A棕剛玉砂輪：適用于硬度較低的碳素鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵工件的普通磨削，如外圓磨、平面磨和無(wú)心磨,也可用于切斷、打磨等場(chǎng)合。
WA（38A）―白剛玉砂輪: 用于硬度較高的合金鋼、高速鋼、淬火工件的普通磨削，也多用于齒輪磨、螺紋磨、成型磨場(chǎng)合。
AWA（19A）―棕、白剛玉混合磨料：適用于硬度中等的碳素鋼、合金鋼工件的普通磨削。既可保證工件的表面粗糙度，又具有一定有磨削效率。
SA（32A）―單晶剛玉：適用于高速鋼、奧氏體不銹鋼、鈦合金等高硬度、高強(qiáng)度金屬材料的磨削。
ASA（23A）―單晶剛玉和棕剛玉的混合磨料：適用于球墨鑄鐵、冷激鑄鐵類材料的高效磨削，也用于軸承鋼的普通磨削。
PA（25A）―鉻剛玉，用于工具鋼、不銹鋼、淬火工件的內(nèi)圓磨、工具磨、仿型磨及高光潔度磨削。
（2）碳化硅類磨料：
GC（39C）―綠色碳化硅
C （37C）―黑色碳化硅
碳化硅適用于鑄鐵、硬質(zhì)合金、有色金屬的磨削, 也可用于玻璃、石材等非金屬材料的磨削。
（3）SG磨料
SG磨料是圣戈班開發(fā)的經(jīng)特殊引晶凝膠系統(tǒng)燒結(jié)而成，帶有革命性的新一代氧化鋁磨料，具有硬度高，韌性好，鋒利度強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。與普通剛玉磨料相比，SG具有磨耗比高，保形性強(qiáng)，工件表面加工質(zhì)量好，砂輪修整量小，磨削效率高等優(yōu)越性。SG砂輪特別適用于航空航天用合金、工具鋼、淬火工件、硬鉻、硬鑄鐵等
的磨削。因SG磨料價(jià)格較貴，通常SG可以根據(jù)不同場(chǎng)合的磨削要求，以一定比例同白剛玉（或其它剛玉磨料）進(jìn)行混合制成砂輪，以達(dá)到磨削效果和砂輪成本的最佳組合。
2、磨料粒度
粒度是用來表示磨料顆粒幾何尺寸的大小。其選擇 依據(jù)主要是加工工件所需的表面粗糙度，同時(shí)也需要考慮其他一些因素（如磨削效率、村料特性等）。以外圓磨為例，常用粒度與表面粗糙度有下面的大致關(guān)系：
粒度 36－46 54－60 70－80 90－100
粗糙度 Ra1.6 Ra0.8 Ra0.4 Ra0.2
粗粒度的磨料適用于磨削:
1)材質(zhì)較軟,延伸率大以及類似軟鐵和有色金屬等材料。
2)進(jìn)給量大，磨削效率要求高的場(chǎng)合。
3)表面粗糙度要求不高的場(chǎng)合。
4)磨削接觸面大的場(chǎng)合。
細(xì)粒度的磨料適用于磨削：
1)硬度較高以及類似高碳工具鋼，硬質(zhì)合金一類的金屬材料和玻璃等脆性材料。
2)表面粗糙度及精度要求高的場(chǎng)合。
3)磨削接觸面小的場(chǎng)合。
4)工件半徑或孤度小的場(chǎng)合。
3、硬度
E F G H I J K L M N O P Q R
軟……………………………………………硬
砂輪的硬度是指磨料之間的結(jié)合度，砂輪中結(jié)合劑量的多少?zèng)Q定了砂輪的硬度高低。用戶需要根據(jù)具體的磨削（如進(jìn)刀量、粗糙度、材質(zhì)）要求來靈活選擇砂輪的硬度。
一般砂輪硬度選擇的原則是：
較軟的硬度
1）進(jìn)刀量大的粗磨。
2）磨削接觸面大的場(chǎng)合。
3）材質(zhì)較硬的工件，如高硬度工具鋼和硬質(zhì)合金等。
4）工件抗熱性能差，嚴(yán)防表面燒傷。
較硬的硬度
1）進(jìn)刀量小的精磨。
2）延長(zhǎng)砂輪壽命。
3）材質(zhì)較軟的工件。
4）磨削接觸面小或窄的場(chǎng)合。
4、組織號(hào)：
5 6 7 8 9 10 11 12 13
密…………………………………疏
組織號(hào)用以表示砂輪內(nèi)相鄰的磨料顆粒之間的距離，也就是間隙的大小
。砂輪中磨料顆粒所占的體積百分比，也就是其濃度的大小，決定砂輪的組織號(hào)，陶瓷砂輪組織號(hào)變化范圍一般是從5到13，數(shù)字越小表示砂輪組織越密，數(shù)字越大表示砂輪組織越疏松。組織號(hào)11，12和13通常是指氣孔砂輪。
5、結(jié)合劑：
結(jié)合劑是砂輪的關(guān)鍵組成之一，其功能是將磨料顆粒接固成一體形成砂輪，以幫助其實(shí)現(xiàn)磨削功能。陶瓷結(jié)合劑一般是呈玻璃態(tài)的無(wú)機(jī)材料。結(jié)合劑的選擇主要取決于砂輪的工作速度，工件的加工方式及加工精度的要求。圣戈班公司作為全球磨料磨具工業(yè)的先驅(qū)和領(lǐng)導(dǎo)者，積一百多年的砂輪制造、應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，研制開發(fā)了近百種不同性能的結(jié)合劑。
6、可供砂輪直徑尺寸：30―1200mm
7、可供線速度：35m/s―63m/s
9、產(chǎn)品訂購(gòu)要素：
訂購(gòu)表述：磨料;粒度＆;硬度;組織號(hào);結(jié)合劑;線速度;形狀;外徑;厚度;孔徑;數(shù)量
例：WA 46 K 11 VBE 45m/s P 350 40 127 5片
常用形狀代號(hào)：P(平形)、PDA(單面凹)、PSX(雙斜邊)、PDX(單斜邊)、B(杯形)、PSA(雙面凹)
美國(guó)NORTON 諾頓砂輪規(guī)格參數(shù)及其使用用途
砂輪粒度選擇
20 22 24 30 36 40 46 54 60 70 80 90 100 120 150 180 220 280 320 400
磨料依次由粗到細(xì)
砂輪粒度的選擇是根據(jù)用戶所需的光潔度而定的，一般粒度選擇的原則是：
粗粒度砂輪適用于：
1） 材質(zhì)較軟，延伸率大以及類似軟鐵和有色金屬等韌性材料。
2） 進(jìn)刀量大的場(chǎng)合
3） 表面粗糙度要求不高的場(chǎng)合
4） 磨削接觸面大的場(chǎng)合
細(xì)粒度砂輪適用于：
1） 材質(zhì)較硬，脆性較大的材料，如硬質(zhì)工具鋼、玻璃等
2） 表面粗糙度要求高的場(chǎng)合
3） 磨削接觸面小的場(chǎng)合
4） 工件半徑或孤度小的場(chǎng)合，如螺紋工具磨削