金剛石砂輪
以金剛石磨料為原料，分別用金屬粉、樹脂粉、陶瓷和電鍍金屬作結(jié)合劑，制成的中央有通孔的圓形固結(jié)磨具稱作金剛石砂輪(合金砂輪）。
所屬學(xué)科機(jī)械工程（一級(jí)學(xué)科）
金剛石砂輪結(jié)構(gòu)一般由工作層、基體、過渡層三部分組成。
工作層又稱金剛石層，由磨料、結(jié)合劑和填料組成，是砂輪的工作部分。過渡層又稱非金剛石層，由結(jié)合劑、金屬粉和填料組成，是將金剛石層牢固地連接在基體上的部分?；w，用于承接磨料層，并在使用時(shí)用法蘭盤牢固地夾持在磨床主軸上。一般金屬結(jié)合劑制品選用鋼材、合金鋼粉作基體；樹脂結(jié)合劑選用鋁合金、電木作基體。由鋁、鋼或電木加工而成，起支承工作層和裝卡磨具的作用。砂輪成型質(zhì)量的好壞和使用精度的高低都與基體有很大關(guān)系。
一、專業(yè)詞組：
SD：合成人造金剛石
SDC：金屬披覆之合成人造金鋼石
CBN：立方體氮化硼
粗粒度：80#/100#/120#/140#/170#/200#/240#/270#/325#
微粒：400#/500#/600#/800#/1000#/1200#/1500#/2000#/3000#
二.結(jié)合度：是指結(jié)合劑的軟硬程度
三.集中度：是指鉆石重量與鉆石層體積的百分比,其中按IDAS-703規(guī)定,以鉆石層的體積1cm當(dāng)中含4.4CT之磨料稱為集中100%，并以此比率為基準(zhǔn)表示集中度。
四.制造方法和結(jié)合劑區(qū)分：
記號(hào)：B M V E
結(jié)合劑：樹脂結(jié)合劑/金屬結(jié)合劑/瓷質(zhì)結(jié)合劑/電鍍法
因電鍍法是用金屬鎳，通過電鍍形式把鉆石或CBN磨粒固定在基體表面，通常把電鍍法（E）合并成金屬結(jié)合劑形式。
金剛石砂輪的特性包括金剛石磨料的種類、粒度、濃度、結(jié)合劑和形狀尺寸。
由于金剛石磨料所具有的特性（硬度高、抗壓強(qiáng)度高、耐磨性好），使金剛石磨具在磨削加工中成為磨削硬脆材料及硬質(zhì)合金的理想工具，不但效率高、精度高，而且粗糙度好、磨具消耗少、使用壽命長(zhǎng)，同時(shí)還可改善勞動(dòng)條件。因此廣泛用于普通磨具難于加工的低鐵含量的金屬及非金屬硬脆材料，如硬質(zhì)合金、高鋁瓷、光學(xué)玻璃、瑪瑙寶石、半導(dǎo)體材料、石材等。
金剛石砂輪按結(jié)合劑可分為：樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪；陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪；金屬結(jié)合劑金剛石砂輪（青銅結(jié)合劑金剛石砂輪）
金剛石砂輪按生產(chǎn)工藝可分為：燒結(jié)式金剛石砂輪（樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪；陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪；金屬結(jié)合劑金剛石砂輪）；電鍍金剛石砂輪；釬焊金剛石砂輪。
金剛石砂輪按磨削方式可分為：磨鉆石用金剛石砂輪；磨硬質(zhì)合金用金剛石砂輪（金剛石刀磨砂輪）;磨金剛石復(fù)合片用金剛石砂輪；無芯磨床用無心磨金剛石砂輪；磨陶瓷制品用金剛石砂輪；切割用金剛石砂輪（也被稱為金剛石切割片）；金剛石鋸片。
金剛石砂輪按外觀或形狀可分為：平行砂輪；筒形砂輪；杯形砂輪；碗形砂輪；碟形砂輪；磨邊砂輪；磨盤等。
金剛石砂輪用于玻璃、陶瓷、鐵氧體、半導(dǎo)體材料等硬脆性材料和金屬材料的研磨加工、硬質(zhì)合金材料的外形加工、電解磨削加工，以及磨削加工中心用金剛石鉆頭的磨削等重負(fù)荷切割，具有磨削耐磨性好、效率高、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。
金剛石砂輪是磨削硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷、寶石等高硬脆材料特效工具。近幾年來，隨著高速磨削超精密磨削技術(shù)迅速發(fā)展，對(duì)砂輪提出了更高要求，陶瓷樹脂結(jié)合劑砂輪已不能滿足生產(chǎn)需要，金屬結(jié)合劑砂輪因其結(jié)合強(qiáng)度高、成型性好、使用壽命長(zhǎng)等顯著特性而生產(chǎn)得到了廣泛應(yīng)用。 金屬結(jié)合劑金剛石砂輪按制造方式不同主要有有燒結(jié)、電鍍兩種類型。為了充分發(fā)揮超硬磨料作用，國(guó)外從20世紀(jì)90年代初開始用高溫釬焊工藝開發(fā)一種新型砂輪，即單層高溫釬焊超硬磨料砂輪，目前國(guó)內(nèi)這種砂 輪還處于研制開發(fā)階段。
陶瓷金剛石砂輪 陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪具有金剛石和陶瓷結(jié)合劑的共同特點(diǎn)，與普通剛玉、碳化硅砂輪相比，它的磨削力強(qiáng)，磨削時(shí)溫度比較低，砂輪磨損比較小;可以適應(yīng)各種冷卻液的作用;磨削時(shí)砂輪的形狀保持性好，磨出工件的精度高;砂輪內(nèi)有較多的氣孔，磨削時(shí)有利于排屑和散熱，不易堵塞、不易燒傷工件;砂輪的自銳性比較好，修整間隔的時(shí)間長(zhǎng)，修整比較容易。因此陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪在國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家的使用日益增多。
燒結(jié)型金剛石砂輪 燒結(jié)型金屬結(jié)合劑砂輪多以青銅等金屬作為結(jié)合劑，用高溫?zé)Y(jié)法制造，其結(jié)合強(qiáng)度高，成型性好，耐高溫，導(dǎo)熱性耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，可承受較大負(fù)荷。因砂輪燒結(jié)過程不可避免地存著收縮及變形，所以使用前必須對(duì)砂輪進(jìn)行整形，但砂輪修整比較困難?，F(xiàn)生產(chǎn)常用砂輪對(duì)滾整形方法不僅修整時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且修整過程金剛石顆粒脫落較多，修整砂輪本身消耗很大，整形精度較低。
近幾年來各國(guó)學(xué)者相繼開展了應(yīng)用特種加工方法修整金屬結(jié)合劑金剛石砂輪研究工作，主要有電解修整法、電火花修整法復(fù)合修整法等。電解修整法速度快，但整形精度不高；電火花修整法整形精度高，既可整形又可修銳，但整形速度較慢；復(fù)合修整法有電解電火花復(fù)合修整法、機(jī)械化學(xué)復(fù)合修整法等，修整效果較好，但系統(tǒng)較復(fù)雜，因此燒結(jié)型金剛石砂輪修整問題仍然沒有得到很好解決。
此外，由于砂輪制造工藝決定了其表面形貌隨機(jī)，各磨粒幾何形狀、分布及切削刃所處高度不一致，因此磨削時(shí)只有少數(shù)較高切削刃切到工件，限制了磨削質(zhì)量磨削效率進(jìn)一步提高。
電鍍金剛石砂輪優(yōu)點(diǎn)：
①電鍍工藝簡(jiǎn)單，投資少，制造方便；
②無需修整，使用方便；
③單層結(jié)構(gòu)決定了它可以達(dá)到很高工作速度，現(xiàn)國(guó)外已高達(dá)250～300m/s；
④雖然只有單層金剛石，但仍有足夠壽命；
⑤對(duì)于精度要求較高滾輪砂輪，電鍍唯一制造方法。
正由于這些優(yōu)勢(shì)，電鍍砂輪高速、超高速磨削占據(jù)著無可爭(zhēng)議主導(dǎo)地位。電鍍金剛石砂輪存缺陷：鍍層金屬與基體及磨料結(jié)合面上并不存牢固化學(xué)冶金結(jié)合，磨料實(shí)際上只被機(jī)械包埋鑲嵌鍍層金屬，因而把持力小，金剛石顆粒負(fù)荷較重高效磨削易脫落(或鍍層成片剝落)而導(dǎo)致整體失效；為增加把持力就必須增加鍍層厚度，其結(jié)果磨粒裸露高度容屑空間減小，砂輪容易發(fā)生堵塞，散熱效果差，工件表面容易發(fā)生燒傷。目前國(guó)內(nèi)電鍍砂輪制造尚未實(shí)現(xiàn)按加工條件要求而優(yōu)化設(shè)計(jì)出砂輪最佳地貌，單層電鍍金剛石砂輪這些固有弊端必然會(huì)大大限制它高效磨削應(yīng)用。
金剛石砂輪更換過程中的注意事項(xiàng)
磨損問題
任何砂輪都有它的一定的使用磨損要求，磨損情況達(dá)到一定的程度就必須重新更換新的砂輪。不能為了節(jié)約材料，就超磨損要求使用，這是一種極不安全的違章行為。一般規(guī)定，當(dāng)砂輪磨損到直徑比卡盤直徑大10mm時(shí)就應(yīng)更換新砂輪。
有效期問題
從庫(kù)房領(lǐng)出的新砂輪不一定是合格的砂輪，甚至從廠家買進(jìn)的新砂輪也不一定是合格的砂輪。任何砂輪都有它一定的有效期限，在有效期限內(nèi)使用，它是合格砂輪；超過有效期使用，就不一定是合格的砂輪。規(guī)程規(guī)定“砂輪應(yīng)在有效期內(nèi)使用，樹脂和橡膠結(jié)合劑砂輪存貯一年后必須經(jīng)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)，合格者方可使用”。
質(zhì)地問題
在使用過程中，如果發(fā)現(xiàn)砂輪局部出現(xiàn)裂紋，應(yīng)立即停止使用，重新更換新的砂輪，以免造成砂輪破碎傷人事故。
金剛石砂輪使用過程中的注意事項(xiàng)
側(cè)面磨削問題
在砂輪機(jī)的日常使用中，我們常?？梢园l(fā)現(xiàn)有的操作者不分砂輪機(jī)的種類、不分砂輪的種類，隨意地就使用砂輪的側(cè)面進(jìn)行磨削，這是嚴(yán)重違反安全操作規(guī)程的違章操作行為。按規(guī)程用圓周表面做工作面的砂輪不宜使用側(cè)面進(jìn)行磨削，這種砂輪的徑向強(qiáng)度較大，軸向強(qiáng)度很小，操作者用力過大時(shí)會(huì)造成砂輪破碎，甚至傷人，在實(shí)際的使用過程中應(yīng)禁止這種行為。
正面操作問題
在日常的使用中，許多操作者總習(xí)慣正對(duì)著砂輪進(jìn)行操作，原因是這個(gè)方向上能用上勁，其實(shí)這種行為是砂輪機(jī)操作中應(yīng)特別禁止的行為。按操作規(guī)程，使用砂輪機(jī)磨削工件時(shí)，操作者應(yīng)站在砂輪的側(cè)面，不得在砂輪的正面進(jìn)行操作，以免砂輪出故障時(shí)，砂輪飛出或砂輪破碎飛出傷人。
用力操作問題
在砂輪機(jī)的使用時(shí)，有些操作者，尤其是年青的操作者，為求磨削的速度快，用力過大過猛，這是一種極不安全的操作行為。任何砂輪的平身都有一定的強(qiáng)度，這樣做很可能會(huì)造成砂輪的破碎，甚至是飛出傷人，也是一種應(yīng)禁止的行為。
共同操作問題
在實(shí)際的日常操作中，也有這樣的情況發(fā)生，有人為趕生產(chǎn)任務(wù)、搶工作時(shí)間，兩人共用一臺(tái)砂輪機(jī)同時(shí)操作，這是一種嚴(yán)重的違章操作行為，應(yīng)嚴(yán)格禁止。一臺(tái)砂輪機(jī)不夠用的時(shí)候，可以采用添加砂輪機(jī)的辦法解決，絕對(duì)不允許同時(shí)共用一臺(tái)砂輪機(jī)。
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