什么是磨削工艺和砂轮?

什么是砂轮?

研磨是一种加工方法。与切削不同，磨削使用的是砂轮，它利用刀具上的磨料颗粒在一定的压力下加工工件表面。砂轮的组成包括磨料、粘结剂和孔隙，它们具有不同的功能。磨料是直接切割工件的部分，粘结剂负责抓取磨料，孔隙可以散热，去除切屑。在磨削作用下，机构克服固体物料内部的链力，使被磨物料的尺寸和形状发生变化。

磨削是一种微加工方法。磨削是借助于磨床和磨料使工件的加工表面与磨具之间产生相对运动，并施加一定的压力使工件脱离工件。去除微小的表面凸起层，获得低表面粗糙度和高尺寸精度，几何形状精度等。模内制造，广泛应用于对产品外观质量要求较高的精密压铸模具、塑料模具、汽车盖板模具等。

砂轮有多种类型，它们有各种尺寸和形状。不同的磨料、粘结剂和制造工艺有其适用范围。如果对砂轮评价不当，可能直接影响加工精度、表面粗糙度和生产效率。因此，有必要根据各种条件和情况选择合适的砂轮，最终获得满意的结果。

刷任务的基本原则是什么?

1. 身体动作:
   磨削时，磨具的磨削表面均匀地涂有磨料。如果磨具材料的硬度低于工件的硬度，当磨具和工件在压力作用下相互相对运动时，磨具具有锋利的棱角和高的硬度。颗粒，有的会被压入磨具表面产生切削作用，有的会在磨具与工件表面之间滚动或滑动产生滑动。这些颗粒就像无数的切削刃，对工件表面产生少量的切削作用，从工件表面均匀地切割出一层薄薄的金属。同时，钝化磨料颗粒在磨削压力的作用下，通过挤压被加工表面的峰值点，在被加工表面产生微挤压塑性变形，使工件逐渐获得高尺寸精度和低表面粗糙度。
2. 化学作用:
   当使用氧化铬和硬脂酸等磨料时，在磨削过程中，磨料和工件的加工表面之间会发生化学作用，产生很薄的氧化膜，很容易磨掉。磨削过程是氧化膜不断生成和擦除的过程，多次重复循环，使被加工表面的粗糙度降低。

磨削特点:

在加工软质或易加工材料时，磨削可起到高速加工的作用，并能符合复杂的工件形状。磨削有几个优点，比如磨料比工件硬，所以可以加工较硬的材料。它是可以连续产生的磨料颗粒，钝化后需要更换刀具，但砂轮具有自锐作用，磨削速度快，无数个刀尖同时作用，可以有很高的加工率。

1. 表面粗糙度低:
   磨削属于微进给磨削，切削深度小，有利于降低工件表面粗糙度值。加工后的表面粗糙度可达ra0.01 μm。
2. 尺寸精度高:
   磨削采用极细微粉磨料，机床、磨具、工件均处于弹性浮动工作状态。在低速低压作用下，对加工表面的凸峰进行连续磨削，加工精度可达0。1μm ~ 0.01μm。
3. 形状精度高:
   磨削过程中工件基本处于自由状态，受力均匀，运动稳定，运动精度不影响形状和位置精度。加工圆柱的圆柱度可达0.1 μm。
4. 改善工件表面的机械性能:
   磨削的切削热小，工件变形小，变质层薄，表面不会出现微裂纹。它可以降低表面摩擦系数，提高耐磨性和耐腐蚀性。磨削零件表面存在残余压应力，有利于提高工件表面的疲劳强度。
5. 对磨具的要求不高:
   用于磨削的磨削工具和设备一般简单，不要求极高的精度。磨具的材质一般比工件软，在磨削过程中会出现磨损，应及时维修更换。

磨感应:

传统的磨削方法采用扭力和振动来观察，但由于砂轮与工件接触的特性是由金刚砂和结合剂产生的密集随机结构，磨削过程中的磨削力较为复杂，使得扭力和振动传感比直接力传感更难看到显著的条件。

如何了解磨削状态?

在做研磨的时候，你可能知道研磨不好，会有较大不稳定的研磨力，但是研磨不好有很多因素是无法判断的，比如砂轮脱粒、不圆度、无法修砂等。好的，差的夹具锁紧，跳花，磨削力不均匀，甚至可以直接反映磨削之间的表面粗糙度。在智能刀柄的辅助下，可以清楚地了解磨削情况，避免了加工完成后才发现问题，但工作量大，导致时间和成本较高的问题。

如何选择合适的砂轮?

有许多类型的砂轮，包括各种尺寸和形状。和工具一样，根据不同的材料和性能，有不同的适用范围。如果选择不正确，将直接影响加工精度、表面粗糙度和制造效率。

如何选择磨料?

在磨料的选择上，可根据工件和热处理方法进行选择。如果工件抗拉强度高，可选用韧性高的磨料。对于硬度低、伸长率高的工件，可选用脆性磨料。

• 棕刚玉砂轮:这种砂轮具有高硬度和高韧性。适用于磨削抗拉强度高的金属工件(碳钢、合金钢等)。这种磨料磨削性能好，适应性广。它价格便宜，广泛用于去除大余量的粗磨。
• 白刚玉砂轮:硬度高于棕刚玉，韧性较低。研磨时，磨粒容易破碎。因此产生的热量小，适用于高碳钢、高速钢或薄壁零件等的精磨，但成本较棕刚玉高。
• 黑碳化硅砂轮:这种砂轮脆而锋利，其硬度高于白刚玉。适用于磨削机械强度较低的工件，如铸铁、铝或耐火材料。
• 绿色碳化硅砂轮:这种砂轮比黑色碳化硅脆，磨粒锋利，导热性好。适用于硬质合金、光学玻璃等硬脆材料的磨削。
• 铬钢玉石砂轮:适用于磨削刀具、量具、仪表等对表面加工质量要求较高的工件。
• 微晶刚玉砂轮:适用于不锈钢、轴承钢等的磨削，适用于成形磨削、切入磨削、镜面磨削。
• 锆钢玉石砂轮:适用于磨削奥氏体不锈钢、钛合金、耐热合金等，并倾向于重型磨削。

粒度:

粒度是指磨料的粒度，粒度通常用粒度数来表示。粒度越粗，生产效率越高，但工件表面越粗糙，粒度越细，工件表面粗糙度越好，但生产率越低。如果满足粗糙度要求，可以选择粗粒度的砂轮，以保持较高的生产效率。

硬度:

硬度是指砂轮磨料颗粒在外力作用下脱落的难易程度。根据不同工件的加工要求，将砂轮划分为不同的硬度等级。如果选择的砂轮太硬，则钝的磨料颗粒不易脱落，造成堵塞和磨削热量增加，使工件容易烧坏，降低效率，最终影响工件的表面质量。如果选择太软的砂轮，在磨粒还锋利的时候就会脱落，增加砂轮的磨损，影响工件的精度，失去正确的形状。因此，在选择砂轮的硬度时，必须对砂轮与工件的接触面积、工件的形状、磨削方法、冷却方法或砂轮的粘结剂类型等进行评价。

粘结剂的选择:

最常用的粘结剂是陶瓷粘结剂和树脂粘结剂。前者是一种无机粘结剂，化学性能稳定，耐热性好，耐腐蚀性好。采用该结合剂的砂轮磨削效率高，磨损小，能保持砂轮的完好。几何形状，应用范围广泛。然而，玻璃化结合剂砂轮的缺点是易碎，不能接受剧烈的振动。树脂粘结剂是一种有机粘结剂，具有强度高、有一定弹性、耐热性低、自锐性好、生产简单、工艺周期短等特点，其应用范围仅次于陶瓷粘结剂。

组织选择:

组织是指砂轮中磨料颗粒占砂轮体积的百分比。砂轮越紧，工件表面的磨削效果越好，砂轮越松，间隙越大，可以保证容纳磨料碎屑，避免砂轮堵塞。结构可根据工件的材质选择。磨削软金属时，容易堵塞，可选用结构松散的砂轮。当进行更精密的磨削时，为了保证更好的粗糙度，可以选择结构紧密的砂轮。

研磨有哪些分类?

• 根据研磨过程的自动化程度:
• 手动磨削:工件与磨具的相对运动由人工操作。加工质量取决于操作人员的技能水平，劳动强度大，效率低。适用于金属和非金属工件的各种表面加工。模具成型件上的局部窄缝、槽、深孔、盲孔、死角等零件仍以手工磨削为主。
• 半机械磨削:工件和搭接件一种采用简单的机械运动，另一种采用人工操作。加工质量仍与操作人员技能有关，劳动强度降低。用于磨削工件的内、外圆柱面、平面、锥面。常用于模具零件磨削时。
• 机械磨削:工件和磨具的运动采用机械运动。加工质量由机械设备保证，工作效率相对较高。但它只能适用于表面形状不太复杂的零件的磨削。
• 根据磨料使用条件:
• 湿式磨削:在磨削过程中，磨料被涂抹在磨具表面，磨料在磨具和工件之间滚动或滑动，在工件表面形成切削作用。加工效率高，但加工表面的几何形状和尺寸精度及光泽度不如干式磨削，多用于粗磨和半精加工平面及内外圆柱面。
• 干式磨削:在磨削前，将磨料颗粒均匀地压入磨具的工作表面，达到一定的深度，称为埋砂。在磨削过程中，磨具与工件保持一定的压力并相对于一定的轨迹运动，实现微切削，从而获得高尺寸精度和低表面粗糙度。干磨时，不使用或仅使用少量润滑磨料。一般用于精磨平面，生产效率不高。
• 半干式研磨:采用膏状研磨膏，类似湿式研磨。磨削时，根据工件加工精度和表面粗糙度的要求，及时涂抹磨料膏。适用于各种工件的粗磨和精磨。

总之

在选择砂轮之前，应根据磨料、粒度、硬度、结合剂、结构等各种条件，加上不同的工件材料、磨削方法、冷却方法等进行评价。虽然需要考虑的因素很多，但是在打磨前要做好充分的准备，甚至在打磨时借助智能刀柄进行质量检测，确保最终的质量达到要求。