磨具（加工工具）-趣爱秀

使用情况

磨具在使用过程中，当磨粒磨钝时，由于磨粒自身部分碎裂或结合剂断裂，磨粒从磨具上局部或完全脱落，而磨具工作面上的磨料不断出现新的切削刃口，或不断露出新的锋利磨粒，使磨具在一定时间内能保持切削性能。磨具的这种自锐性，是磨具与一般刀具相比突出的特点。

早在新石器时代，人类就已经开始应用天然的磨石来加工石刀、石斧、骨器、角器和牙器等工具了；在19世纪美国出现了用天然磨料与粘土相结合烧成的陶瓷砂轮；1900年前后，人造磨料问世，采用人造磨料制造的各种磨具相继产生，为磨削和磨床的快速发展创造了条件。此后，天然磨具在磨具中所占比例逐渐减少。

磨具按其原料来源分，有天然磨具和人造磨具两类。机械工业中常用的天然磨具只有油石。人造磨具按基本形状和结构特征区分，有砂轮、磨头、油石，砂瓦以上统称固结磨具和涂附磨具五类。此外，习惯上也把研磨剂列为磨具的一类。

分类发展

固结磨具按所用磨料的不同，可分为普通磨料固结磨具和超硬磨料固结磨具。前者用刚玉和碳化硅等普通磨料，后者用金刚石和立方氮化硼等超硬磨料制成。此外，还有一些特殊品种，如烧结刚玉磨具等。

普通磨料固结磨具是由结合剂将普通磨料固结成一定形状，并具有一定强度的磨具。一般由磨料、结合剂和气孔构成，这三部分常称为固结磨具的三要素。

磨料在磨具中起切削作用。结合剂是把松散的磨料固结成磨具的材料，有无机的和有机的两类。无机结合剂有陶瓷、菱苦土和硅酸钠等；有机的有树脂、橡胶和虫胶等。其中最常用的是陶瓷、树脂和橡胶结合剂。

气孔在磨削时对磨屑起容屑和排屑作用，并可容纳冷却液，有助于磨削热量的散逸。为满足某些特殊加工要求，气孔内还可以浸渍某些填充剂，如硫黄和石蜡等，以改善磨具的使用性能。这种填充剂，也被称为磨具的第四要素。

表示普通磨料固结磨具特征的项目有：形状、尺寸磨料、粒度、硬度、组织和结合剂。磨具硬度是指磨粒在外力作用下，从磨具表面脱落的难易程度，它反映了结合剂把持磨粒的强度。

硬度

磨具的硬度主要取决于结合剂加入量的多少和磨具的密度，磨粒容易脱落的表示磨具硬度低；反之，表示硬度高。硬度的等级一般分为超软、软、中软、中、中硬、硬和超硬七大级，从这些等级中还可再细分出若干小级。测定磨具硬度的方法，较常用的有手锥法、机械锥法、洛氏硬度计测定法和喷砂硬度计测定法。

磨具的硬度与其动态弹性模量具有对应关系，这有利于用音频法测定磨具的动弹性模量来表示磨具硬度。在磨削加工中，若被磨工件的材质硬度高，一般选用硬度低的磨具；反之，则选用硬度高的磨具。

有机特性

有机磨具的特征是使用范围广，具有一定的弹性和较高的结合强度，并具有良好抛光性能。在粗、精、细、抛等磨削工艺中均得到应用，其树脂磨具具有下列特点：

1、结合强度高

与陶瓷结合剂相比，树脂结合剂结合强度高，其树脂砂轮磨削线速度达80~120m/s，并可承受较大的磨削压力。重负荷砂轮磨削压力高达10×104～40×104N，广泛应用于钢铁工业，如各种钢锭、钢坯等荒磨工序。高速重负荷专用砂轮等粗磨加工具有操作安全，适合高速磨削和大进给磨削，磨削效率高。

2、具有一定的弹性

相对陶瓷磨具树脂磨具具有良好的韧性，有一定的可塑性和延展性。其弹性模量（E）比陶瓷低几十倍。所以，树脂磨具适宜于制备各种规格的薄片砂轮和高速切割砂轮。同时，由于有一定的弹性变形，可以缓冲磨削力的作用。因而磨削效果好，有抛光效果，能提高加工表面的粗糙度。

3、能制成各种复杂形状和特殊要求的磨具

由于树脂结合剂磨具硬化温度低，可常温硬化，收缩率较小，可制成各种复杂形状和特殊要求的磨具。如：采用玻璃纤维增强的树脂砂轮，易排屑、散热性好的多孔树脂砂轮和沟槽砂轮；改善磨削工艺条件的螺栓紧固砂轮、电解磨削砂轮、抛光砂轮；以及筒形、碗形、蝶形等异形砂轮。

4、适用范围广

由于新型树脂结合剂品种多，可以制成各种强度和性能的树脂磨具。因而，可广泛用于荒磨、粗磨、切割、半精磨、精磨、抛光等工序。树脂磨具结合强度高，使用速度高，耐冲击，适于粗磨和荒磨加工；树脂磨具具有良好的韧性，适用于切割加工工序；树脂磨具弹性好，有一定的抛光性，可用于精磨和抛光加工。树脂磨具耐热性较低，易磨损，适用于平面磨和精磨加工。

5、有利于防止被磨削工件产生烧伤

树脂结合剂耐热性较低，可减少或避免烧伤工件现象。工件在磨削过程中产生的热量，首先使树脂炭化，促使钝化了的磨料自动脱落，露出新的锋利的磨粒，降低了磨削区域的热量，避免了工件烧伤。