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磨具的分类及发展
磨具是用以磨削、研磨和抛光的工具。
磨具是用以磨削、研磨和抛光的工具。大部分的磨具是用磨料加上结合剂制成的人造磨具。
磨具除在机械制造和其他金属加工工业中被广泛采用外,还用于粮食加工、造纸工业和陶瓷、玻璃、石材、塑料、橡胶、木材等非金属材料的加工。
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 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。
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,磨具在磨具中所占比例逐渐减少。
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。
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。
气孔在磨削时对磨屑起容屑和排屑作用,并可容纳冷却液,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,如和石蜡等,以改磨具的使用性能。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、硬度背绒、背胶和结合剂。
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。 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。 磨具粗分为紧密、中等和疏松三类。每类又可再细分数等,用号来区分。
磨具号越大,磨料在磨具中所占的体积百分率越小,磨粒之间的间隙越宽,表示越松。反之号越小表示越紧。较松的磨具使用时不易钝化,在磨削过程中发热少,能减少工件的发热变形。较紧的磨具磨粒不易脱落,有利于保持磨具的几何形状。磨具的只在制造时按磨具配方予以控制,一般不作测定。
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