磨具種類及基特性介紹
磨具是用以磨削聂弓、研磨和拋光的工具。大部分的磨具是用磨料加上結(jié)合劑制成的人造磨具舍辐,也有用天然礦巖直接加工成的天然磨具拔若。磨具除在機械制造和其他金屬加工工業(yè)中被廣泛采用外,還用于糧食加工茬燃、造紙工業(yè)和陶瓷驳楞、玻璃、石材兵罢、塑料献烦、橡膠、木材等非金屬材料的加工卖词。磨具在使用過程中仿荆,當磨粒磨鈍時,由于磨粒自身部分碎裂或結(jié)合劑斷裂坏平,磨粒從磨具上局部或完全脫落拢操,而磨具工作面上的磨料不斷出現(xiàn)新的切削刃口,或不斷露出新的鋒利磨粒舶替,使磨具在一定時間內(nèi)能保持切削性能令境。磨具的這種自銳性,是磨具與一般刀具相比突出的特點顾瞪。早在新石器時代舔庶,人類就已經(jīng)開始應(yīng)用天然的磨石來加工石刀、石斧陈醒、骨器惕橙、角器和牙器等工具了瞧甩;1872年,在美國出現(xiàn)了用天然磨料與粘土相結(jié)合燒成的陶瓷砂輪告岸;1900年前后湖弱,人造磨料問世,采用人造磨料制造的各種磨具相繼產(chǎn)生指模,為磨削和磨床的快速發(fā)展創(chuàng)造了條件祖修。此后,天然磨具在磨具中所占比例逐漸減少枝玩。
磨具按其原料來源分炊健,有天然磨具和人造磨具兩類。機械工業(yè)中常用的天然磨具只有油石覆厦。人造磨具按基本形狀和結(jié)構(gòu)特征區(qū)分凰茫,有砂輪、磨頭们袜、油石迫赞,砂瓦(以上統(tǒng)稱固結(jié)磨具)和涂附磨具五類。此外册血,習(xí)慣上也把研磨劑列為磨具的一類。固結(jié)磨具按所用磨料的不同撤奸,可分為普通磨料固結(jié)磨具和超硬磨料固結(jié)磨具吠昭。前者用剛玉和碳化硅等普通磨料,后者用金剛石和立方氮化硼等超硬磨料制成胧瓜。此外矢棚,還有一些特殊品種,如燒結(jié)剛玉磨具等府喳。普通磨料固結(jié)磨具是由結(jié)合劑將普通磨料固結(jié)成一定形狀蒲肋,并具有一定強度的磨具。一般由磨料钝满、結(jié)合劑和氣孔構(gòu)成兜粘,這三部分常稱為固結(jié)磨具的三要素。磨料在磨具中起切削作用弯蚜。結(jié)合劑是把松散的磨料固結(jié)成磨具的材料孔轴,有無機的和有機的兩類。無機結(jié)合劑有陶瓷碎捺、菱苦土和硅酸鈉等路鹰;有機的有樹脂、橡膠和蟲膠等掖猬。其中最常用的是陶瓷议幻、樹脂和橡膠結(jié)合劑诀次。氣孔在磨削時對磨屑起容屑和排屑作用,并可容納冷卻液薯荷,有助于磨削熱量的散逸凳慈。為滿足某些特殊加工要求,氣孔內(nèi)還可以浸漬某些填充劑投圣,如硫黃和石蠟等檬舀,以改善磨具的使用性能。這種填充劑脓脸,也被稱為磨具的第四要素腹痹。表示普通磨料固結(jié)磨具特征的項目有:形狀、尺寸磨料辐椎、粒度下伙、硬度、組織和結(jié)合劑恰岳。磨具硬度是指磨粒在外力作用下吗浩,從磨具表面脫落的難易程度,它反映了結(jié)合劑把持磨粒的強度没隘。磨具的硬度主要取決于結(jié)合劑加入量的多少和磨具的密度懂扼,磨粒容易脫落的表示磨具硬度低;反之右蒲,表示硬度高阀湿。硬度的等級一般分為超軟、軟瑰妄、中軟陷嘴、中、中硬间坐、硬和超硬七大級灾挨,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竹宋,較常用的有手錐法劳澄、機械錐法、洛氏硬度計測定法和噴砂硬度計測定法蜈七。
磨具的硬度與其動態(tài)彈性模量具有對應(yīng)關(guān)系浴骂,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。在磨削加工中愚矗,若被磨工件的材質(zhì)硬度高能航,一般選用硬度低的磨具;反之椭药,則選用硬度高的磨具挚蟹。磨具組織粗分為緊密峡徽、中等和疏松三類。每類又可再細分數(shù)等木影,用組織號來區(qū)分绣首。磨具組織號越大,磨料在磨具中所占的體積百分率越小璃淤,磨粒之間的間隙越寬施旱,表示組織越松。反之伙斯,組織號越小表示組織越緊乌迎。較松組織的磨具使用時不易鈍化,在磨削過程中發(fā)熱少笛坦,能減少工件的發(fā)熱變形和燒傷区转。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版扩。磨具的組織只在制造時按磨具配方予以控制废离,一般不作測定。超硬磨料固結(jié)磨具主要是由金剛石礁芦、立方氮化硼等與結(jié)合劑固結(jié)成的磨具蜻韭。由于金剛石、立方氮化硼的價格高柿扣、具有很好的耐磨性能肖方,用它們制造的固結(jié)磨具與普通磨料固結(jié)磨具不同,除超硬磨料層外窄刘,還有過渡層和基體。
超硬磨料層是起切削作用的部分舷胜,由超硬磨料和結(jié)合劑組成娩践。基體是在磨削中起支托作用的烹骨,由金屬翻伺、電木或陶瓷等材料組成。過渡層用于連接基體和超硬磨料層陵阁,由結(jié)合劑構(gòu)成第六,有時也可省去。常用的結(jié)合劑有樹脂锹鹉、金屬乙遵、電鍍金屬和陶瓷等。
固結(jié)磨具的制造工序有:分配料塑满、混料轮庵、成型韩记、熱處理、加工和檢查等沦靖。隨結(jié)合劑不同喂交,制造工藝也不盡一樣。陶瓷結(jié)合劑磨具主要采用壓型法防偿,將磨料和結(jié)合劑按配方的重量比例稱量后察夕,置于混料機內(nèi)混合均勻,投入金屬模具內(nèi)窗悯,在壓力機上成型出磨具毛坯区匣。毛坯經(jīng)干燥再裝入窯內(nèi)焙燒,燒成溫度一般為1300℃左右蟀瞧。當采用低熔點燒熔結(jié)合劑時沉颂,燒成溫度低于1000℃。再按規(guī)定尺寸形狀精確加工悦污,最后檢查產(chǎn)品铸屉。樹脂結(jié)合劑磨具一般是在室溫條件下在壓力機上成型,也有采用在加熱條件下邊加熱邊加壓的熱壓工藝切端。成型后在硬化爐內(nèi)硬化彻坛。以酚醛樹脂為結(jié)合劑時,硬化溫度為180~200℃踏枣。橡膠結(jié)合劑磨具主要采用對輥機混料昌屉,并滾壓成薄片,然后用沖刀沖裁成型茵瀑;也有的用松散料间驮,投入金屬模具內(nèi)在壓力機上成型。成型后在硫化罐內(nèi)硫化煤蔚,溫度為165~180℃试填。金屬結(jié)合劑磨具的制造工藝有粉末冶金法和電鍍法兩種,主要用于超硬磨料固結(jié)磨具谦枢。粉末冶金法以青銅等為結(jié)合劑三麦,混料后采用熱壓或在室溫條件下加壓成型,然后燒結(jié)加工怕茉。電鍍法以鎳或鎳鈷合金等為電鍍金屬屈宿,按電鍍工藝將磨料固結(jié)在基體上,制成磨具榨豹。特殊品種的磨具有燒結(jié)剛玉磨具和纖維磨具等脸嗜。燒結(jié)剛玉磨具是用氧化鋁微粉和適量的氧化鉻混合、成型樱搪,在1800℃左右燒結(jié)制成矮蘑。這種磨具結(jié)構(gòu)緊密废奖,有較高強度,主要用于加工鐘表置塘、儀表等零件内地。纖維磨具是用含有或粘附有磨料的纖維絲(如尼龍絲)作原料制成的,它的彈性好赋除,主要用于金屬材料及其制品的拋光阱缓。
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