樹(shù)脂磨具的結(jié)構(gòu)與性能

1、樹(shù)脂磨具是利用樹(shù)脂做結(jié)合劑，將磨料粘結(jié)在一起形成具有不同形狀的磨削工具。樹(shù)脂磨具屬于固結(jié)磨具之一。根據(jù)樹(shù)脂磨具的形狀可分砂輪、砂瓦、磨石、磨頭、拋磨塊。一、樹(shù)脂磨具的結(jié)構(gòu)磨具是有磨粒、結(jié)合劑、輔助材料和氣孔四要素所構(gòu)成的。磨粒磨粒是切削刃，同車(chē)刀、銑刀的刀刃一樣，是磨削主導(dǎo)因素。磨具實(shí)際上就是磨粒的合體，能進(jìn)行切除工件表面的切屑，達(dá)到磨削的目的。結(jié)合劑結(jié)合劑將磨粒于輔助材料粘結(jié)在一起，經(jīng)過(guò)固話，成為具有一定形狀和強(qiáng)度的磨具。并且，磨削過(guò)程中，磨粒的切削刃尖端鈍化，磨削力增強(qiáng)。當(dāng)磨削力超過(guò)磨粒的強(qiáng)度或結(jié)合劑的把持力時(shí)，磨粒出現(xiàn)破碎或脫落現(xiàn)象。生成新的切削刃，產(chǎn)生自銳作用。輔助材料為了改善磨具某些

2、性能，如增強(qiáng)強(qiáng)度，提高磨削性等，以適應(yīng)某些特殊磨削加工需要。氣孔氣孔起排泄貨冷卻作用。二、樹(shù)脂磨具的主要性能樹(shù)脂磨具的硬度磨具的硬度是指磨粒在外力作用下從磨具表面脫落的難易程度。一般而言，硬度高的磨具，磨粒難易脫落，自銳性較差；硬度低的磨具，磨粒容易脫落，自銳性好。由于磨具在磨削時(shí)主要是磨粒對(duì)工件產(chǎn)生力的相互作用，當(dāng)磨粒受外力作用后，必然使結(jié)合劑同時(shí)受到一定的外力作用。因此，磨具硬度是磨粒和結(jié)合劑受外力的綜合反映，以結(jié)合劑把持磨粒從表面脫落的難易作判斷。所以，決定磨具硬度主要不是磨粒本身的硬度，而是結(jié)合劑把持磨粒的能力。硬度不高的磨粒，可以制成硬度高的磨具；硬度高的磨粒，也可以制成硬度低的磨具

3、。磨具硬度是衡量磨具質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，在磨具的所有物理機(jī)械性能中，它較能正確地反映磨具磨削的性能。目前，國(guó)內(nèi)外測(cè)定磨具硬度的方法很多，其中，手錐法、機(jī)械錐法、噴砂法和洛氏法是應(yīng)用最廣泛的方法。此外，還有聲頻法、超聲法等測(cè)定方法。根據(jù)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T7992-1995磨具的檢查方法，精度為F36F150樹(shù)脂磨具，用噴砂硬度機(jī)檢驗(yàn)硬度，精度為F180F1200樹(shù)脂磨具，用洛氏硬度計(jì)檢驗(yàn)硬度。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2484-1994規(guī)定，磨具硬度代號(hào)按軟至硬順序分為A、B、C、D、E、F、G、H、JK、L、M、N、P、Q、R、S、T、Y,共19級(jí)。但是，對(duì)于樹(shù)脂磨具來(lái)說(shuō)，由于本身具有較大的彈性，

4、直接影響到硬度測(cè)試的準(zhǔn)確性。特備是對(duì)于彈性較大的樹(shù)脂磨具,現(xiàn)行磨具硬度測(cè)定方法已經(jīng)不能真實(shí)的反映出樹(shù)脂磨具的硬度。樹(shù)脂磨具的組織磨具是有磨粒、結(jié)合劑、輔助材料和氣孔四要素構(gòu)成,而磨粒是磨具對(duì)被加工工件表面起切削作用的主要因素。所謂磨具組織,就是反映在磨具內(nèi)起磨削作用的磨粒分布的樞密程度,也可以說(shuō)是磨粒在磨具中的體積分布,以磨粒占磨具體積分?jǐn)?shù)來(lái)表示,也稱(chēng)為磨粒率。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2484-1994規(guī)定,磨具組織號(hào)按磨粒率從大到小順序?yàn)?14,其磨具組織號(hào)與磨粒率的關(guān)系式如式（1-1）所示：Vg=2X（31-N）（1-1）式中：Vg磨粒率，；允差為土1.55%；N組織號(hào)（從014或更大）。磨具

5、組織松緊與磨粒粒度有關(guān)。粗粒度磨具,由于磨粒顆粒尺寸大,所占體積分?jǐn)?shù)也大,即磨粒率高,所以一般粗粒度磨具組織比較緊密,組織號(hào)在05范圍內(nèi)。反之,細(xì)粒度磨具，其顆粒尺寸小，表面積大，同樣硬度時(shí)，所用結(jié)合劑量要比粗磨粒磨具多，單位體積內(nèi)磨粒所占體積少，故組織比較疏松，組織號(hào)較大。樹(shù)脂磨具組織號(hào)的測(cè)定方法見(jiàn)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T8339-1996。砂輪的不平衡砂輪在旋轉(zhuǎn)或運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于本身的質(zhì)量中心和它的旋轉(zhuǎn)軸中心不相重合，而引起震動(dòng)，稱(chēng)為砂輪不平衡。振動(dòng)力的大小，以b（克）來(lái)表示，稱(chēng)為不平衡值。砂輪的不平衡分為靜不平衡、動(dòng)不平衡和綜合不平衡三類(lèi)。靜不平衡：是指砂輪的重心與旋轉(zhuǎn)中心線在同一平面上，但位于

6、該中心線的一側(cè)。因此，作靜平衡檢查時(shí)，中的一邊停留中心軸線的下面。動(dòng)不平衡：是指砂輪重心與旋轉(zhuǎn)中心線在同一平面上，其總重心位于旋轉(zhuǎn)中心線上，因而，砂輪處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)是平衡的，但是由于砂輪內(nèi)部質(zhì)量的分布不均勻，旋轉(zhuǎn)時(shí)即會(huì)產(chǎn)生力偶，這種力偶在砂輪旋轉(zhuǎn)時(shí)才會(huì)發(fā)生，使砂輪出現(xiàn)動(dòng)不平衡。綜合不平衡：是指砂輪同事存在靜不平衡和動(dòng)不平衡。砂輪不平衡大多數(shù)屬于這種情況。砂輪的平衡度反映了砂輪內(nèi)部質(zhì)量的分布狀況，也反映了它在平衡過(guò)程中重心位置的變化。凡是具有正確的幾何形狀，內(nèi)部質(zhì)量分不均勻的砂輪，其平衡度也一定是好的；反之，由于砂輪內(nèi)部質(zhì)量分布不大均勻，會(huì)出現(xiàn)大小不同的不平衡值，這種不平衡值的大小直接影響著砂輪

7、的回轉(zhuǎn)強(qiáng)度。因此對(duì)于砂輪的不平衡值應(yīng)該嚴(yán)格控制。對(duì)砂輪靜平衡檢查根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2492-1984進(jìn)行。砂輪精不平衡值，通常以放置在砂輪周邊某一選擇位置為使其平衡而補(bǔ)償?shù)馁|(zhì)量來(lái)表示。允許的最大靜不平衡數(shù)值ma,按式（1-2）計(jì)算：Ma=KvM（1-2）式中：ma砂輪允許極限不平衡值；M砂輪的質(zhì)量；K與砂輪特性和使用條件有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。K值列于表1-1表1-1砂輪特征經(jīng)驗(yàn)系數(shù)K值磨削方法機(jī)床砂輪名稱(chēng)DK值mmg4040Vg6363vg100平形砂輪手提砂輪機(jī)斜邊砂輪0.400.320.25粗鈸形砂輪磨雙頭砂輪機(jī)平形砂輪0.630.500.40擺動(dòng)式砂輪機(jī)重負(fù)荷樹(shù)脂重負(fù)荷磨床荒磨砂輪0.800

8、.630.50平面磨床平形砂輪精外圓磨床斜邊砂輪3050.250.200.16齒輪磨床平形帶錐砂輪V3056100.320.250.20磨螺紋磨床碟形砂輪V61011000.400.320.25工具磨床單、雙面凹砂輪V11000.500.400.32無(wú)心外圓磨床平形砂輪切斷或手提式砂輪機(jī)鈸型砂輪0.400.320.25固定式砂輪機(jī)平形砂輪3050.500.400.32開(kāi)槽擺動(dòng)式砂輪機(jī)鈸型砂輪V3050.630.500.40注：v砂輪的最高工作速度，m/s4磨具的強(qiáng)度磨具強(qiáng)度包括抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度。磨具抗拉強(qiáng)度反映磨具在最大張力下的強(qiáng)度。它是磨具制造、使用上的一個(gè)重要指標(biāo)，

9、直接與磨具在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)可能產(chǎn)生破裂的程度有關(guān)。磨具抗折強(qiáng)度反映磨具的最大彎曲應(yīng)力或彎曲極限。它與磨具磨削中成型磨削性能有關(guān)，例如螺紋磨削、曲軸磨削及各類(lèi)型的切入磨削等，都要求磨具有較好的抗折強(qiáng)度。磨具抗壓強(qiáng)度反映在壓力作用下磨具的強(qiáng)度極限，磨具在增大徑向負(fù)荷磨削時(shí)磨粒磨鈍斷裂及磨具發(fā)生破裂程度與抗壓強(qiáng)度有關(guān)。磨具抗沖擊強(qiáng)度反映磨具在動(dòng)負(fù)荷下抵抗沖擊力的性能。磨具強(qiáng)度取決于磨具制造工藝，結(jié)合劑性能和磨具規(guī)格。影響磨具強(qiáng)度的因素有：磨料的種類(lèi)、粒度，結(jié)合劑種類(lèi)及性能，磨具的硬度、組織、密度、混料及固化工藝條件，磨具形狀，砂輪外徑與孔徑之比等。其中，在磨具特性及規(guī)格給定之后，結(jié)合劑性能及固化工藝條件

10、最重要。磨具抗拉強(qiáng)度小雨抗折強(qiáng)度，而它又是反映磨具在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的抗破裂能力，為保證磨具的使用安全，磨具抗拉強(qiáng)度將是磨具十分重要的性能。砂輪的回轉(zhuǎn)強(qiáng)度時(shí)指砂輪旋轉(zhuǎn)時(shí)在離心力作用下抵抗破裂的能力，反映了砂輪抗張應(yīng)力的大小和回轉(zhuǎn)速度的高低?？估瓘?qiáng)度時(shí)通過(guò)拉力試驗(yàn)機(jī)把“8”字塊試樣拉斷測(cè)定的，砂輪的破裂速度則是在砂輪回轉(zhuǎn)過(guò)程中造成砂輪破裂時(shí)的速度。根據(jù)平均應(yīng)力學(xué)說(shuō)其關(guān)系式如式（1-3）：1pv2P=3（屆餉宀辰（1-3）式中：p最大抗拉強(qiáng)度值，MPa;R砂輪半徑，cm;r砂輪內(nèi)孔半徑，cm;p砂輪密度，g/cm3；v砂輪破裂速度，m/s;g重力加速度，9.8m/s2。一般，在同樣條件下，砂輪的抗拉強(qiáng)度

11、值越高，其破裂速度也越高。因此，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)室“8”字塊試樣測(cè)出的抗拉強(qiáng)度，近似計(jì)算出砂輪回轉(zhuǎn)破裂速度。有利于砂輪制備工藝配方設(shè)計(jì)。砂輪的回轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)方法按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2493-1995進(jìn)行。要求最高工作速度小于等于50m/s的砂輪，其回轉(zhuǎn)試驗(yàn)速度應(yīng)是最高工作速度的1.6倍。最高工作速度大于50m/s的砂輪，其回轉(zhuǎn)試驗(yàn)速度應(yīng)是最高工作速度的1.5倍；由此可知：砂輪的回轉(zhuǎn)破裂速度、回轉(zhuǎn)檢驗(yàn)速度和最高工作速度，這三者之間的關(guān)系如下：V破裂V回轉(zhuǎn)V最高工作三、樹(shù)脂磨具的特征及其標(biāo)記根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2484-1995和GB/T2485-1997及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO525:1986固結(jié)磨具總則名稱(chēng)、牌號(hào)和標(biāo)記、外徑尺寸范圍和公差，對(duì)普通磨具形狀、磨料粒度、硬度、組織、結(jié)合劑的代號(hào)和產(chǎn)品標(biāo)記進(jìn)行了規(guī)定。從而直接反映了磨具的基本性能