磨削是一(yi)種精(jing)密加(jia)工(gong)方法，能獲得很高的加(jia)工(gong)精(jing)度(du)和表面粗(cu)糙度(du)，通常可(ke)(ke)達(da)IT1—IT2級精(jing)度(du)，表面粗(cu)糙度(du)Ra可(ke)(ke)達(da)0.8-0.05微(wei)米(mi)。隨著超精(jing)密磨削的發展與(yu)應(ying)用，加(jia)工(gong)精(jing)度(du)已可(ke)(ke)超過IT1級，表面粗(cu)糙度(du)Ra可(ke)(ke)控(kong)制(zhi)在0.01微(wei)米(mi)以內。

       磨削時所用的磨具是由磨料、結合劑和氣孔組成的，如圖1所示。磨具的各項特性直接影響加工工件的表面質量。軸承行(xing)業是磨(mo)具(ju)使用(yong)量最(zui)多的行(xing)業之一，磨(mo)具(ju)特性的選擇及對磨(mo)削工件表(biao)面(mian)質量的影響有(you)著重要(yao)的意義。

圖1 磨具的組成

       1. 磨料的選擇

       1.1 磨料種類的選擇

       普通磨料分為剛玉磨料和碳化硅磨(mo)(mo)料(liao)，特性(xing)見(jian)圖(tu)2、圖(tu)3。近年來一種新型剛(gang)(gang)玉(yu)(yu)-陶瓷磨(mo)(mo)料(liao)（代號CA）的(de)應用(yong)逐漸增多，它是(shi)(shi)通(tong)過溶膠(jiao)-凝(ning)膠(jiao)法制(zhi)備，晶(jing)粒(li)(li)尺(chi)寸非常細小(xiao)，只(zhi)有100～500nm，僅為普通(tong)剛(gang)(gang)玉(yu)(yu)磨(mo)(mo)粒(li)(li)晶(jing)體尺(chi)寸的(de)幾百分之一。在(zai)磨(mo)(mo)削時(shi)，傳統剛(gang)(gang)玉(yu)(yu)磨(mo)(mo)粒(li)(li)在(zai)工作(zuo)面(mian)被磨(mo)(mo)去后扁平鈍化，在(zai)磨(mo)(mo)削力的(de)作(zuo)用(yong)下磨(mo)(mo)粒(li)(li)容易從磨(mo)(mo)具上脫落，使用(yong)壽命短，而溶膠(jiao)-凝(ning)膠(jiao)法制(zhi)備的(de)陶瓷剛(gang)(gang)玉(yu)(yu)磨(mo)(mo)粒(li)(li)在(zai)整個磨(mo)(mo)損過程也是(shi)(shi)磨(mo)(mo)粒(li)(li)自身的(de)自銳過程，會不斷暴露新的(de)鋒利的(de)微(wei)小(xiao)磨(mo)(mo)削刃，使磨(mo)(mo)粒(li)(li)始終處于鋒利狀態。

       陶(tao)瓷(ci)剛玉磨粒制(zhi)造的磨具具有壽命(ming)長(chang)，磨削(xue)(xue)(xue)效率高(gao)，自銳性好(hao)，耐用(yong)度高(gao)，不易燒(shao)傷工件等特點。適用(yong)于大切(qie)深、大進給的高(gao)效磨削(xue)(xue)(xue)，精密磨削(xue)(xue)(xue)和(he)成(cheng)型磨削(xue)(xue)(xue)。

       磨(mo)料起磨(mo)削(xue)作用，這是由于(yu)磨(mo)料顆粒都具(ju)(ju)有(you)多個堅硬鋒利(li)的棱角，大(da)量磨(mo)料均(jun)勻分布在(zai)磨(mo)具(ju)(ju)內部及表面，相當(dang)于(yu)無數堅硬鋒利(li)的小刀(dao)刃。因而當(dang)它受力(li)與被(bei)(bei)磨(mo)工件相摩擦時，便可(ke)產生切(qie)削(xue)。磨(mo)刃被(bei)(bei)磨(mo)鈍后，磨(mo)削(xue)壓力(li)增大(da)，依靠磨(mo)粒本身所具(ju)(ju)有(you)的一定脆性(xing)，可(ke)以適時產生局部崩(beng)碎(sui)，露出(chu)嶄(zhan)新的鋒利(li)的棱角，重新具(ju)(ju)有(you)切(qie)削(xue)能力(li)。

       磨粒(li)的選擇(ze)(ze)主要考慮適用(yong)于工件(jian)材(cai)料(liao)的性質（硬度(du)、抗(kang)拉強度(du)、延伸率等），不(bu)同(tong)材(cai)質品種的磨粒(li)對不(bu)同(tong)工件(jian)材(cai)料(liao)加工的適應性有所不(bu)同(tong)，其選擇(ze)(ze)的基本原(yuan)則(ze)為：

       （1）磨抗張強度高的工件材料時，選用韌性大的磨粒。

       （2）磨硬度高的工件材料時，選用硬度更高的磨粒。磨粒硬度與金屬材料硬度比較如圖5所示。

       （3）磨導熱系數低、化學活性大的工件材料時，選用化學穩定性好的磨料。

       （4）磨線膨脹系數大的工件材料時，選用破碎性好的磨料。

       1.2 磨料粒度的選擇

       粒度(du)(du)的(de)選擇主要(yao)考(kao)慮磨(mo)加工表(biao)面粗(cu)糙度(du)(du)和磨(mo)削效(xiao)率。一般來說，用粗(cu)粒度(du)(du)磨(mo)具磨(mo)削時生產效(xiao)率高，但工件表(biao)面質量(liang)差，用細粒度(du)(du)磨(mo)具磨(mo)削時工件表(biao)面質量(liang)較好，但生產效(xiao)率低。磨(mo)料粒度(du)(du)與(yu)表(biao)面粗(cu)糙度(du)(du)的(de)關(guan)系如圖7所示。總之在滿足工件表(biao)面粗(cu)糙度(du)(du)要(yao)求的(de)前提下，應盡量(liang)選用粗(cu)粒度(du)(du)的(de)磨(mo)具，以保證(zheng)較高的(de)磨(mo)削效(xiao)率。

       2.磨具結合劑的選擇

       結合劑是磨粒的粘接材料，本身固化后具有很高的硬度和強度，又與磨粒有良好的粘接力，因此可以使磨具能在高速轉動中及在重載荷條件下對被磨工件進行高效磨削。結合劑本身也有一定的脆性，在磨削過程中能與磨鈍了的磨粒一起適時從磨具表面產生局部崩碎或脫落，使磨具表面重新露出鋒利的磨粒。這種特性稱為磨具的自銳性。

       普通磨具結(jie)(jie)(jie)合劑(ji)(ji)(ji)的種類主(zhu)要(yao)可分(fen)為陶(tao)瓷結(jie)(jie)(jie)合劑(ji)(ji)(ji)、樹(shu)脂(zhi)結(jie)(jie)(jie)合劑(ji)(ji)(ji)、橡膠結(jie)(jie)(jie)合劑(ji)(ji)(ji)。結(jie)(jie)(jie)合劑(ji)(ji)(ji)選擇主(zhu)要(yao)應根據磨削方法、磨具使用速度、工(gong)件表面磨加工(gong)要(yao)求等。

       陶瓷(ci)結合(he)劑：代號V，適用于(yu)內圓(yuan)磨(mo)(mo)(mo)、外圓(yuan)磨(mo)(mo)(mo)、無心磨(mo)(mo)(mo)、平(ping)面(mian)磨(mo)(mo)(mo)、螺紋(wen)磨(mo)(mo)(mo)、成型(xing)磨(mo)(mo)(mo)、刃磨(mo)(mo)(mo)、珩磨(mo)(mo)(mo)、超(chao)精磨(mo)(mo)(mo)及自(zi)由磨(mo)(mo)(mo)等(deng)。適用磨(mo)(mo)(mo)削(xue)普(pu)通(tong)碳鋼(gang)、合(he)金鋼(gang)、不銹鋼(gang)、鑄鐵、硬質合(he)金、有色金屬等(deng)。

       樹(shu)脂(zhi)結合劑：代(dai)號B，廣泛用于粗磨(mo)(mo)、荒(huang)磨(mo)(mo)、切斷(duan)和自(zi)由(you)磨(mo)(mo)削(xue)，可制造高速、高表面(mian)質量(liang)、重(zhong)載荷、切斷(duan)以及(ji)各種(zhong)特殊要求的磨(mo)(mo)具(ju)。

       橡膠結合劑：代號R，多用于無心磨、精磨、拋光和切割等。可制造超(chao)薄(bo)型磨(mo)具。

       3.磨具組織的選擇

組(zu)織是(shi)指磨(mo)(mo)(mo)具(ju)內磨(mo)(mo)(mo)料(liao)、結合劑(ji)、氣(qi)孔三者之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)體積比例(li)關系(xi)。磨(mo)(mo)(mo)具(ju)組(zu)織號(hao)是(shi)指磨(mo)(mo)(mo)料(liao)在磨(mo)(mo)(mo)具(ju)中占有的(de)(de)體積百分數。組(zu)織號(hao)數值越(yue)(yue)小(xiao)，磨(mo)(mo)(mo)粒(li)率越(yue)(yue)大，磨(mo)(mo)(mo)具(ju)組(zu)織越(yue)(yue)緊密，組(zu)織號(hao)數值越(yue)(yue)大，磨(mo)(mo)(mo)粒(li)率越(yue)(yue)小(xiao)，磨(mo)(mo)(mo)具(ju)組(zu)織越(yue)(yue)疏(shu)(shu)松。組(zu)織疏(shu)(shu)松的(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)具(ju)，磨(mo)(mo)(mo)粒(li)間(jian)(jian)的(de)(de)氣(qi)孔多(duo)，容屑(xie)較(jiao)多(duo)，排屑(xie)方便(bian)，減少堵塞，加(jia)速(su)冷(leng)卻液循環，降低磨(mo)(mo)(mo)削熱(re)，反之(zhi)，組(zu)織緊密的(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)具(ju)，氣(qi)孔小(xiao)，容屑(xie)較(jiao)少，排屑(xie)困難，氣(qi)孔易堵塞，組(zu)織緊密的(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)具(ju)，能保持較(jiao)好的(de)(de)幾何(he)形狀(zhuang)，有利于(yu)減低表面粗(cu)糙度和提高加(jia)工(gong)精度，如圖8所示，所以磨(mo)(mo)(mo)具(ju)組(zu)織的(de)(de)正確(que)選擇也是(shi)磨(mo)(mo)(mo)具(ju)選擇的(de)(de)主要部(bu)分之(zhi)一。

       （1）在(zai)不(bu)(bu)同壓(ya)力下(xia)磨(mo)(mo)(mo)削(xue)時(shi)，應選(xuan)用不(bu)(bu)同的組(zu)(zu)(zu)織(zhi)，平面磨(mo)(mo)(mo)削(xue)應選(xuan)擇松組(zu)(zu)(zu)織(zhi)磨(mo)(mo)(mo)具(ju)，無(wu)心磨(mo)(mo)(mo)、工具(ju)磨(mo)(mo)(mo)、外圓(yuan)(yuan)磨(mo)(mo)(mo)、內圓(yuan)(yuan)磨(mo)(mo)(mo)等一般工件的磨(mo)(mo)(mo)削(xue)，選(xuan)用中等組(zu)(zu)(zu)織(zhi)磨(mo)(mo)(mo)具(ju)，在(zai)重壓(ya)力下(xia)磨(mo)(mo)(mo)削(xue)時(shi)，選(xuan)用緊密組(zu)(zu)(zu)織(zhi)磨(mo)(mo)(mo)具(ju)。

       （2）成型磨(mo)(mo)削和精密磨(mo)(mo)削時(shi)，為保持磨(mo)(mo)具的幾何形(xing)狀和得到較(jiao)低(di)的粗(cu)糙度(du)值，選用緊密組織磨(mo)(mo)具。

       （3）粗磨和磨削韌性大而硬度(du)不(bu)高的材料(liao)時，磨具易堵塞(sai)，應選(xuan)用疏松組織的磨具。

       （4）磨(mo)削機床導軌和硬質(zhi)合金工具時，為減少工件熱變形，避免(mian)燒傷裂紋，宜(yi)采用疏松組織磨(mo)具。

       （5）磨(mo)削薄壁、細長(chang)工件或磨(mo)具與工件接觸面積較大時，應(ying)選(xuan)用(yong)疏松組織(zhi)磨(mo)具。

       （6）磨削熱敏性(xing)大的材料(liao)（如(ru)磁鋼、鎢銀合(he)金等(deng)），有色(se)金屬(shu)（如(ru)鋁、銅(tong)等(deng)），非(fei)金屬(shu)材料(liao)（如(ru)塑(su)料(liao)、橡(xiang)皮等(deng)），宜采用大于12號組(zu)織的磨具。

       4.磨具硬度的選擇

       磨(mo)具(ju)硬(ying)(ying)度是(shi)指磨(mo)具(ju)表(biao)面的磨(mo)粒在外(wai)力的作用下脫落的難易程度，即磨(mo)具(ju)結合劑把持磨(mo)粒的牢固程度。若磨(mo)粒易脫落，磨(mo)具(ju)硬(ying)(ying)度就低，反之硬(ying)(ying)度就高。

磨具硬度的選擇主要考慮磨削效率和加工表面質量，磨具選得過硬，磨鈍的磨粒不易脫落，砂輪易(yi)堵塞，磨(mo)削(xue)熱增(zeng)加(jia)，工(gong)(gong)件易(yi)燒(shao)傷，影響(xiang)工(gong)(gong)件表面質量(liang)，磨(mo)削(xue)效率低，磨(mo)具(ju)若選得(de)過軟，磨(mo)粒還在鋒利時就脫落，增(zeng)加(jia)了(le)磨(mo)具(ju)損耗，同時易(yi)失去正(zheng)確的磨(mo)具(ju)幾何(he)形(xing)狀，影響(xiang)工(gong)(gong)件加(jia)工(gong)(gong)精度，所(suo)以磨(mo)具(ju)硬度選擇要(yao)適中。磨(mo)具(ju)硬度與(yu)表面粗(cu)糙度的關系如圖(tu)9所(suo)示。

       磨具硬度選擇原則(ze)：

       （1）磨硬材料時，選較軟的磨具，磨軟的材料時，選較硬的磨具。

       （2）磨削軟而韌性大的有色金屬材料時，硬度應選得軟一些。

       （3）磨削導熱性差的材料（合金鋼、硬質合金等），應選較軟的磨具。

       不同磨削方式下磨具硬度的選擇

       切入磨削外圓比縱向進給磨削外圓所選用磨具硬度軟些，切入法磨削小邊角、圓弧或直角和母線等幾何形狀要求高的工件，其磨具硬度要高1-2小級。

       （1）成型磨削和磨削斷續表面時，磨具硬度要選高些。

       （2）平面磨削時磨具硬度應選軟些，端面磨比圓周磨削時，磨具硬度應選軟些。

       （3）內圓磨削較外圓、平面磨削所選磨具硬度要高些。

       （4）刃磨刀具時，選用硬度較軟的磨具。

       （5）高速磨削的磨具硬度要比普通磨削磨具硬度低1-2小級。

       5.磨具的平衡

       磨具靜不平衡是指磨具的實際旋轉軸線與其通過質量中心的旋轉軸線偏離的狀態。其不平衡的原因：

       （1）磨具的組織不均勻。

       （2）磨具幾何形狀不準確，如兩個端面不平行、孔徑與外圓有不同軸度。

       （3）安裝時有偏心現象等。

       磨(mo)具在(zai)使用(yong)(yong)前都需(xu)要按照國(guo)標GB/T2492—2017《固結磨(mo)具 交付砂輪允許的(de)不平衡量(liang)測量(liang)》進行檢(jian)測，如果使用(yong)(yong)超(chao)過(guo)國(guo)標的(de)不平衡磨(mo)具，在(zai)磨(mo)削使用(yong)(yong)中，高速(su)旋轉時會產生偏(pian)離軸心(xin)的(de)離心(xin)力，使工件表面質量(liang)差，出現棱角(jiao)、震痕或(huo)燒傷，或(huo)使磨(mo)具主軸與軸承迅速(su)磨(mo)損(sun)，甚至造(zao)成磨(mo)具破裂事故。

       6.磨具轉(zhuan)速的(de)選擇

磨具(ju)(ju)的(de)轉速是(shi)指(zhi)磨具(ju)(ju)每分鐘轉多少轉，單位是(shi)r/min，磨具(ju)(ju)的(de)線速度是(shi)指(zhi)磨具(ju)(ju)外(wai)圓任意一點(dian)每秒鐘走過的(de)路程，單位是(shi)m/s，磨具(ju)(ju)的(de)速度檢(jian)測(ce)是(shi)國家(jia)強制(zhi)標(biao)準GB/T2493—2013《砂輪的(de)回轉試驗方法》，凡是(shi)外(wai)徑為(wei)150毫(hao)米及更大的(de)陶瓷(ci)、樹脂、橡膠結合劑磨具(ju)(ju)，除個(ge)別特殊磨具(ju)(ju)外(wai)，均(jun)需要按照國標(biao)進行(xing)檢(jian)測(ce)。

       磨(mo)具(ju)的(de)速度(du)(du)(du)越(yue)高，單位時(shi)間內通過(guo)被磨(mo)表(biao)面(mian)(mian)的(de)磨(mo)粒(li)數就(jiu)越(yue)多，因而(er)工(gong)件(jian)表(biao)面(mian)(mian)的(de)粗糙度(du)(du)(du)就(jiu)越(yue)小，同時(shi)，磨(mo)具(ju)速度(du)(du)(du)越(yue)高，就(jiu)有可能使表(biao)面(mian)(mian)金(jin)屬塑性變形(xing)的(de)傳播速度(du)(du)(du)大(da)于(yu)切(qie)削速度(du)(du)(du)，工(gong)件(jian)材(cai)料來不及變形(xing)，致使表(biao)層金(jin)屬的(de)塑性變形(xing)減(jian)小，磨(mo)削表(biao)面(mian)(mian)粗糙度(du)(du)(du)值(zhi)也將減(jian)小。磨(mo)具(ju)速度(du)(du)(du)與(yu)表(biao)面(mian)(mian)粗糙度(du)(du)(du)的(de)關系，如(ru)圖11所示。

       7.磨具的修整

       磨具在磨削過程中逐漸磨鈍，切削能力顯著下降，此時須進行磨具修整，以恢復磨削能力。

       7.1 磨具磨鈍的特征

       （1）第一次使用，磨削需要修型或修銳。

       （2）磨具無法切削，磨具表面被堵塞或磨粒磨鈍。

       （3）磨具形狀失真。

       7.2 磨具修整的原則

       （1）工件表面精度要求高，磨具要修整得平細，反之可修得粗糙些。

       （2）材料硬，接觸面積大，修整得要粗糙些。

       （3）粗磨比精磨修整得要粗糙，以利提高生產效率。

       （4）橫向、縱向進給量小時，修整得要平細，反之可以粗糙些。

       7.3 磨具修整的主要方法

       磨具修整有手動和設備在線修整，磨具分為金剛石筆、碳化硅(gui)磨具和超硬修整滾(gun)輪。

        8.磨削液的選擇

       磨(mo)削液有(you)三(san)重任(ren)務：排屑(xie)、冷卻、潤滑。磨(mo)削液對磨(mo)削力、磨(mo)削溫(wen)度(du)及磨(mo)具(ju)磨(mo)損等方面的影(ying)響，最終(zhong)會影(ying)響工(gong)件(jian)表(biao)面粗糙(cao)度(du)。切削液良好(hao)的潤滑清洗作用，有(you)利于減(jian)小(xiao)表(biao)面粗糙(cao)度(du)值。

       通過以上分析，磨(mo)具的(de)各種特(te)性與磨(mo)削出的(de)工(gong)件表面質量有重要關(guan)系與影響，需要認真選(xuan)擇，才(cai)能通過磨(mo)削過程，生產出符(fu)合精度要求的(de)軸承產品。