1.2.1 磨具

磨具分为砂轮、油石、磨头、砂瓦、砂布、砂纸、砂带、研磨膏8类。

砂轮是一种特殊的刀具，又称磨具，其制造过程也较复杂。它是由一种黏合剂把磨粒黏结起来，经压坯、干燥、焙烧及修整而成的，具有很多气孔，用磨粒进行切削的固结磨具。磨粒以其露在表面部分的尖角作为切削刃。

（1）砂轮的特性。

砂轮的特性主要由磨料、粒度、黏合剂、硬度、组织及形状与尺寸等因素决定。

① 磨料：磨料是制造磨具的主要原料，直接担负着切削工作。目前常用的磨料有棕刚玉（A）、白刚玉（WA）、黑碳化硅（C）和绿碳化硅（GC）等。

棕刚玉：用于加工硬度较低的塑性材料，如中、低碳钢和低合金钢等。

白刚玉：用于加工硬度较高的塑性材料，如高碳钢、高速钢和淬硬钢等。

黑碳化硅：用于加工硬度较低的脆性材料，如铸铁、铸铜等。

绿碳化硅：用于加工高硬度的脆性材料，如硬质合金、宝石、陶瓷和玻璃等。

② 粒度：粒度是指磨料颗粒的尺寸，其大小用粒度号表示。

国标上规定了磨料和微粉两种粒度号。

一般来说，粗磨选用较粗的磨料（粒度号较小），精磨选用较细的磨料（粒度号较大）；微粉多用于研磨等精密加工和超精密加工。

③ 黏合剂：黏合剂的作用是将磨料黏合成具有一定强度和形状的砂轮。砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀能力主要取决于黏合剂的性能。

常用的黏合剂有陶瓷黏合剂（V）、树脂黏合剂（B）、橡胶黏合剂（R）和金属黏合剂（M）等。

陶瓷黏合剂：应用最广，适用于外圆、内圆、平面、无心磨抛和成型磨抛的砂轮等。

树脂黏合剂：适用于切断和开槽的薄片砂轮及高速磨抛砂轮。

橡胶黏合剂：适用于无心磨抛导轮、抛光砂轮。

金属黏合剂：适用于金刚石砂轮等。

④ 硬度。

磨具的硬度是指磨具在外力作用下磨粒脱落的难易程度（又称黏合度）。

磨具的硬度反映了黏合剂固结磨粒的牢固程度，磨粒难脱落的叫硬度高，反之叫硬度低。

国标上对磨具硬度规定了16个级别：D，E，F（超软）；G，H，J（软）；K，L（中软）；M，N （中）；P，Q，R（中硬）；S，T（硬）；Y（超硬）。普通磨抛常用G～N级硬度的砂轮。

⑤ 组织。

磨具的组织指磨具中磨粒、黏合剂、气孔三者体积的比例关系，以磨粒率（磨粒占磨具体积的百分率）表示磨具的组织号。磨料所占的体积比例越大，砂轮的组织越紧密；反之，组织越疏松。

国标上规定了15个组织号：0，1，2，…，13，14。0号组织最紧密，磨粒率最高；14号组织最疏松，磨粒率最低。普通磨抛常用4～7号组织的砂轮。

⑥ 形状与尺寸。

⑦ 最高工作速度。

砂轮高速旋转时，砂轮上任意一部分都受到很大的离心力的作用，如果砂轮没有足够的回转强度，就会使砂轮因爆裂而引起严重事故。砂轮上的离心力与砂轮的线速度的平方成正比，所以当砂轮的线速度增大到一定数值时，离心力就会超过砂轮回转速度范围，可能会引起砂轮爆裂。砂轮的最大工作线速度必须标注在砂轮上，以防止使用时发生事故。

（2）砂轮的代号。

根据普通磨具标准 GB/T2485—1994 规定，砂轮（普通磨具）各特性参数以代号形式表示，依次是砂轮形状、尺寸、磨料、粒度、硬度、组织、黏合剂、最高工作速度。

（3）砂轮的选择。

① 磨料的选择。

按工件材料及其热处理的方法选择，磨料本身的硬度与工件材料的硬度相对应。一般的选择原则是：工件材料为一般钢材，可选用棕刚玉；工件材料为淬火钢、高速工具钢，可选用白刚玉或铬刚玉；工件材料为硬质合金，可选用人造金刚石或绿碳化硅；工件材料为铸铁、黄铜，可选用黑碳化硅。

② 粒度的选择。

按工件表面粗糙度和加工精度选择。细粒度的砂轮可磨出细的表面；粗粒度则相反，但由于其颗粒粗大，砂轮的磨抛效率高。一般常用的粒度是F46～F80，粗磨时选用粗粒度砂轮，精磨时选用精粒度砂轮。

③ 砂轮硬度的选择。

砂轮硬度是衡量砂轮“自锐性”指标。在磨抛过程中，磨粒逐渐由锐变钝。磨抛硬材料时，砂轮容易钝化，应选用软砂轮，以使砂轮锐利；磨抛软材料时，砂轮不易钝化，应选用硬砂轮，以避免磨粒过早脱落损耗；磨抛特别软而韧的材料时，砂轮易堵塞，可使用较软的砂轮。

④ 砂轮的检查、平衡和修整。

a）砂轮的检查。

砂轮安装前一般要进行裂纹检查，严禁使用有裂纹的砂轮。通过外观检查确认无表面裂纹的砂轮，一般还要用木头锤子轻轻敲击，声音清脆的为没有裂纹的好砂轮。

b）砂轮的平衡。

由于砂轮各部分密度不均匀、几何形状不对称及安装偏心等各种原因，往往造成砂轮重心与其旋转中心不重合，即产生不平衡现象。不平衡的砂轮在高速旋转时会发生振动，影响磨抛质量和机床精度，严重时还会导致机床损坏和砂轮碎裂。因此在安装砂轮前都要进行平衡。砂轮的平衡有静平衡和动平衡两种。一般情况下，只进行静平衡，但在高速磨抛（线速度大于50m/s）和高精度磨抛时，必须进行动平衡。

c）砂轮的修整。

砂轮工作一定时间后，出现磨粒钝化、表面空隙被磨屑堵塞、外形失真等现象时，必须去除表层的磨料，并重新修磨出新的刃口，以恢复砂轮的切削能力和外形精度。砂轮修整一般使用金刚石工具，采用车削法、滚压法或磨抛法进行。