砂輪是由很多細小的帶有突緣或棱角的礦物結(jié)晶體的顆粒用結(jié)合劑膠結(jié)在一起而形成的。砂輪的顆粒要比被磨刃具具有更高的硬度,還要有足夠的強度和韌性,能夠抵抗沖擊力。這些顆粒是由磨料壓碎得到的。磨料分天然磨料和人造磨料兩種,常用的天然磨料有剛玉、金鋼砂。人造磨料有普通氧化鋁、白色氧化鋁、黑色碳化硅、綠色碳化硅等。磨料顆粒的大小稱為砂輪的粒度。
砂輪表面的顆粒在工作中由于和刃具的相互摩擦,會逐漸磨損變鈍,當磨削阻力超出了顆粒和結(jié)合劑之間的粘結(jié)力時,顆粒就開始脫落,而被新的銳利的顆粒所代替。所以砂輪具有自動磨銳的性能。但結(jié)合劑的粘結(jié)力也不宜過于牢固,如過于牢固顆粒變鈍后還附著在砂輪表面,砂輪就失去了磨削作用。另外,由于砂輪與被磨削工件的摩擦會產(chǎn)生很大的熱量,結(jié)合劑容易被軟化。被磨削的金屬料末與結(jié)合劑粘合充塞在砂粒之間的縫隙里,將砂輪塞實。如果用這種塞實的砂輪繼續(xù)工作,不僅工效相當?shù)停荒ハ鞯娜芯咭矔兯{造成退火。另一方面如果結(jié)合劑不能牢固的粘結(jié)顆粒,則在顆粒尚未變純之間磨削也就會使其脫落,這樣的砂傳輸線磨損快、易變形,需要經(jīng)常修整。
常用的砂輪結(jié)合劑有三種:陶瓷結(jié)合劑(粘土結(jié)合劑)、橡膠結(jié)合劑、樹脂結(jié)合劑。
結(jié)合劑粘結(jié)顆粒的能力叫做砂輪的硬度。如果結(jié)合劑把顆粒粘結(jié)的很緊,那就是硬砂輪,結(jié)合劑把顆粒粘結(jié)不太緊的就是軟砂輪。測定砂輪的硬度可用一定的儀器設(shè)備進行。但按砂傳輸線發(fā)出的聲音也能大致確定。當我們用金屬棒輕輕敲擊時,聲音越清脆,硬度越高。
每一個砂輪上都巾有標簽,注明制造廠牌號、磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、規(guī)格尺寸、工作速度、制造年月等。在一般情況下,只注明制造廠牌號、粒度、硬度和工作速度。我們可以根據(jù)砂輪的性能,結(jié)合需要進行選擇。
砂輪在進行工作時,應(yīng)對工件進行冷卻,特別是磨削刨刀、銑刀、鉆頭等,以防止刃具退火。我國目前生產(chǎn)的生動磨刀機,都帶有自動控制的冷卻液體泵。在磨礪鋸片、鋸條時一般不必冷卻。沒有冷卻設(shè)備的磨刀機、砂輪機應(yīng)備水桶或水池。
刃磨時每一次行程被磨去的厚度,隨著材料的不同,磨削量也不同,對于碳素鋼約為0.012~0.015毫米,對于合金鋼約為0.01~0.02毫米。
磨削量的厚薄與被磨削面的大小和砂輪的圓周速度有關(guān)。在一定的進給速度下,磨削面愈小,可磨削的厚度愈大;磨削面愈大,可磨削厚度就越小。質(zhì)量和大小都相同的砂輪,圓周速度越快磨削量就越大,相反,如果圓周速度慢,則磨削厚度就越小。
當砂輪轉(zhuǎn)速一樣時,直徑大的砂輪在一定的時間內(nèi),磨削行程長,則磨削的厚度就大。直么小的砂輪,磨削行程短,則磨削的厚度就小。例如在使用縱向自動送刀裝置的磨刀機時,對于新將的砂輪片,由于可磨的厚度大,因此橫向進刀量可以適當大些,反復(fù)行程可以少些,以后砂輪逐漸磨損縮小,可磨削量少,因而橫向進刀量要適當小些,反復(fù)行程要適當多些。
選擇砂輪的時候,應(yīng)根據(jù)被加工件的材料性質(zhì)而定,一般來說,抗拉強度小,脆性大的材料如鑄鐵、青銅等,諒應(yīng)該用碳化硅磨料的砂輪;抗拉強度大、韌性大的材料,如碳素鋼、合金鋼、高速鋼等,應(yīng)該用氧化鋁磨料的砂輪。因為碳化硅磨料脆性大,如果用它來磨抗拉強度大的材料,磨料就容易繼碎脫落。氧化鋁磨料脆性比較小,但沒有碳化硅那樣鋒利,硬度也比較低,如果用它來磨抗拉強度小脆性大的材料也是不合適的。