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超硬磨具是指以超硬材料為切磨原料,借助于結合劑或其他輔助材料制成的具有一定形狀、性能和用途的制成品。以下7個表格,從微粉粒度、結合劑、磨具使用范圍、砂輪修整和磨具使用常見問題等幾個方面讓你看懂有關超硬磨具的基礎知識。
表一 中國與主要國家超硬磨料磨粒及微粉的粒度對照表
中國 |
日本 |
西德 |
||||
粒度 |
舊標號 |
尺寸μm |
粒度 |
尺寸μm |
粒度 |
尺寸μm |
16/18 |
20 |
1000/1180 |
16/18 |
1000/1180 |
D1180 |
1000/1180 |
18/20 |
22 |
850/1000 |
18/20 |
1000/850 |
D1001 |
850/1000 |
20/25 |
24 |
710/850 |
20/30 |
600/850 |
D851 |
710/850 |
25/30 |
30 |
600/710 |
D711 |
600/710 |
||
30/35 |
36 |
500/600 |
30/40 |
425/600 |
D601 |
500/600 |
35/40 |
40 |
425/500 |
D501 |
425/500 |
||
40/45 |
46 |
355/425 |
40/50 |
300/425 |
D426 |
355/425 |
45/50 |
54 |
300/355 |
D356 |
300/355 |
||
50/60 |
60 |
250/300 |
50/60 |
250/300 |
D301 |
250/300 |
60/70 |
70 |
212/250 |
60/80 |
180/250 |
D251 |
212/250 |
70/80 |
80 |
180/212 |
D213 |
180/212 |
||
80/100 |
90 |
150/180 |
80/100 |
150/180 |
D181 |
150/180 |
100/120 |
100 |
125/150 |
100/120 |
125/150 |
D151 |
125/150 |
120/140 |
120 |
106/125 |
120/140 |
106/125 |
D126 |
106/125 |
140/170 |
150 |
90/106 |
140/170 |
90/106 |
D107 |
90/106 |
170/200 |
75/90 |
170/200 |
75/90 |
D91 |
75/90 |
|
200/230 |
180 |
63/75 |
200/230 |
63/75 |
D76 |
63/75 |
230/270 |
240 |
53/63 |
230/270 |
53/63 |
D64 |
53/63 |
270/325 |
280 |
45/53 |
270/325 |
45/53 |
D54 |
45/53 |
325/400 |
320 |
38/45 |
325/400 |
38/45 |
D46 |
38/45 |
M36/54 |
W40 |
36/54 |
400 |
34/38 |
D45 |
40/50 |
M22/36 |
22/36 |
500 |
28/34 |
D35 |
32/40 |
|
M20/30 |
W28 |
20/30 |
600 |
24/28 |
D25 |
25/32 |
M12/22 |
12/22 |
700 |
20/24 |
D20 |
25/40 |
|
M10/20 |
W20 |
10/20 |
800 |
16/20 |
D20A |
25/30 |
M8/16 |
8/16 |
1000 |
13/16 |
D20B |
30/40 |
|
M8/12 |
8/12 |
|||||
M6/12 |
W14 |
6/12 |
1200 |
10/13 |
D15 |
15/25 |
M5/10 |
W10 |
5/10 |
1500 |
8/10 |
D15A |
10/15 |
M4/8 |
W7 |
4/8 |
2000 |
6/8 |
D15B |
15/20 |
M3/6 |
3/6 |
2500 |
5/6 |
D15C |
20/25 |
|
M2.5/5 |
W5 |
2.5/5 |
3000 |
4/5 |
D7 |
5/10 |
M2/4 |
2/4 |
4000 |
3/4 |
D3 |
2/5 |
|
M1.5/3 |
W3 |
1.5/3 |
5000 |
2/3 |
D1 |
1/2 |
M1/2 |
W1.5 |
1/2 |
8000 |
1/2 |
D0.7 |
0.5/1 |
M0/2 |
0/2 |
|||||
M0.5/1.5 |
W1 |
0.5/1.5 |
15000 |
0/1 |
D0.25 |
0.5 |
M0.5/1.0 |
0.5/1 |
|
|
|
|
|
M0/1.0 |
|
0/1.0 |
|
|
|
|
M0/0.5 |
|
0/0.5 |
|
|
|
|
表二 超硬磨料磨粒與微粉的粒度標記及尺寸范圍
磨粒 GB/T 6406-1996 |
微粉 JB/T7990-1998 |
||||
磨粒標記 |
舊標號 |
工程尺寸 μm |
磨粒標記 |
舊標號 |
工程尺寸 μm |
16/18 |
20# |
1180/1000 |
M36/54 |
W40 |
36/54 |
18/20 |
22# |
1000/850 |
M22/36 |
22/36 |
|
20/25 |
24# |
850/710 |
M20/30 |
W28 |
20/30 |
25/30 |
30# |
710/600 |
M12/22 |
12/22 |
|
30/35 |
36# |
600/500 |
M10/20 |
W20 |
10/20 |
35/40 |
40# |
500/425 |
M8/16 |
8/16 |
|
40/45 |
46# |
425/355 |
M8/12 |
8/12 |
|
45/50 |
54# |
355/300 |
M6/12 |
W14 |
6/12 |
50/60 |
60# |
300/250 |
M5/10 |
W10 |
5/10 |
60/70 |
70# |
250/212 |
M4/8 |
W7 |
4/8 |
70/80 |
80# |
212/180 |
M3/6 |
3/6 |
|
80/100 |
90# |
180/150 |
M2.5/5 |
W5 |
2.5/5 |
100/120 |
100# |
150/125 |
M2/4 |
2/4 |
|
120/140 |
120# |
125/106 |
M1.5/3 |
W3 |
1.3/3 |
140/170 |
150# |
106/90 |
M1/2 |
W1.5 |
1/2 |
170/200 |
150# |
90/75 |
M0/2 |
0/2 |
|
200/230 |
180# |
75/63 |
M0.5/1.5 |
W1 |
0.5/1.5 |
230/270 |
240# |
63/53 |
M0.5/1 |
0.5/1 |
|
270/325 |
280# |
53/45 |
M0/1 |
|
0/1 |
325/400 |
320# |
45/38 |
M0/0.5 |
|
0/0.5 |
表三 超硬磨料磨具的應用范圍
磨料種類 |
適 于 加 工 的 材 料 |
金 剛 石 |
硬而脆的材料:硬質合金 金剛石或立方氮化硼的復合材料 陶瓷 光學玻璃 寶石 半導體材料及石材 有色金屬: 鋁 銅及合金 磁鋼:各種鐵氧體 鑄造永磁合金 熱噴涂材料: 熱噴涂鈷基 鎳基合金 |
立 方 氮 化 硼 |
工具鋼: 特別是高釩高速鋼 不銹鋼: 耐熱鋼 模具鋼 鑄鐵:冷硬鑄鐵 鎳、鉻冷硬鑄鐵 各種合金鑄鐵及粉末冶金鑄鐵 鎳、鉻、鈦合金等 |
表四 結合劑的特性與適用范圍
品種 |
結合劑特性 |
磨具特性 |
適用范圍 |
樹 脂 結 和 劑 |
彈性好 有拋光性能 熱作用下把持磨粒性能較差 |
磨具自銳性好,不易堵塞,一次修整后很少修整,磨削效率高,磨削溫度低,磨削粗糙度較低 |
金剛石磨具:硬質合金,鋼結硬質合金,PCD和PCBN刀具,金剛石和CBN復合片。 CBN磨具:高釩高速鋼及各種淬火鋼、合金鋼。 |
陶 瓷 結 和 劑 |
對磨粒的把持性好,耐熱性好。 |
磨具壽命比樹脂結合劑好,切削鋒利,效率高。磨削不易發熱和堵塞,易控制加工精度,易修整。 |
金剛石磨具:近年來,在PCD和PCBN刀具刃磨上有很好的應用。 CBN磨具:除加工各種高硬、高強性鋼材外,特別適合高速磨削,效率高。 |
金屬 結合劑 |
剛性好 磨粒把持性好 |
磨具強度高,耐磨性好,壽命長。能承受較大負荷。自銳性差,易堵塞,難修整 |
金剛石磨具:主要用于玻璃、陶瓷、石材 |
電鍍結合劑 |
磨料層薄,磨粒密度高磨削鋒利。不用修整,壽命短 |
適用于幾何形狀復雜的磨具 |
表五 超硬磨料磨具粒度和加工表面粗糙度的關系
磨具粒度號 |
加工表面粗糙度Ra/μm |
|
樹脂、陶瓷結合劑 |
金屬結合劑 |
|
80/100~100/120 100/120~170/200 170/200~270/325 325/400~W10/20 W8/12~W4/8 W4/8~W1.5/3 |
— 0.16~0.63 0.08~0.32 0.04~0.16 0.02~0.08 0.01~0.04 |
0.32~2.5 0.16~1.25 0.16~0.63 — — — |
表六 修整砂輪的磨料選擇
超硬磨料磨具 |
修整砂輪 |
||||
磨料 |
粒度 |
磨料 |
粒度 |
硬度 |
結合劑 |
金剛石 |
100/120~200/230 230/270以細 |
GC WA GC WA |
60~100 100~240 |
L~M K~L |
V V |
CBN |
100/120~200/230 230/270以細 |
WA GC WA GC |
60~100 100~240 |
L~M K~L |
V V |
表七 超硬磨料磨具在使用過程中,常見的問題有以下幾種:
現象 |
原因 |
措施 |
加工產品表面粗糙度達不到要求 |
1、磨具粒度選擇不合適 2、砂輪硬度太低或組織太松 磨粒脫落太快 |
1、選粒度細的砂輪 2、調整砂輪配方,提高砂輪硬度 |
工件表面有燒傷或振紋 |
1、機床剛性不好,主軸剛性不好 2、砂輪開刃不徹底 3、砂輪組織太緊,沒有容屑空間磨削阻力太大 4、磨削時進刀量太大 |
1、檢查機床個部件的性能和配合的松緊是否合適,增強主軸剛性。 2、砂輪要充分開刃,使磨粒露出結合劑。 3、選擇合適結合劑的砂輪。調整砂輪硬度。 4、調整磨削參數 |
砂輪堵塞 |
1、磨削時進刀量太大 2、冷卻不充分 3、磨削液選擇不當 4、砂輪組織太緊 |
1、調整磨削參數 2、增加冷卻量 3、樹脂結合劑類砂輪,不要用乳化油類磨削液 4、選擇組織密度較松的砂輪 |