
砂盘是用于磨削的切削工具,是由许多细小坚硬的磨粒和粘结剂组成的多孔物体。磨粒直接负责切削工作,必须锋利,具有高硬度、耐热性和一定的韧性。常用的磨料有氧化铝(又称刚玉)和碳化硅。氧化铝磨料硬度高,韧性好,适用于磨削钢铁材料。碳化硅磨料具有更高的硬度、更锋利和更好的导热性,但它们易碎,适用于研磨铸铁和硬质合金。
同样磨料的砂盘,由于粗细不同,表面粗糙度和加工效率也不同。粗磨粒用于粗磨,细磨粒适合细磨。磨粒越粗,粒度数越小。
粘合剂充当粘合磨料。常用陶瓷粘结剂,其次是树脂粘结剂。不同的粘结剂材料影响砂盘的耐腐蚀性、强度、耐热性和韧性。
磨粒粘结越硬,越不容易从砂盘上脱落,称为砂盘硬度,即砂盘硬度是指砂盘表面的磨粒在外力作用下脱落的难易程度。容易掉下来的叫软,否则叫硬。砂盘硬度和磨料硬度是两个不同的概念。被磨削工件表面较软,磨粒的切削刃(棱角)不易磨损,因此磨粒可以使用更长时间,也就是说可以选择结合力更强的砂盘(硬度更高的砂盘)。相反,低硬度的砂盘适合磨削高硬度的工件。
砂盘高速运转。为保证安全,安装前应进行检查,不应有裂纹等缺陷;为了使砂盘工作平稳,使用前应进行动平衡试验。
砂盘工作一定时间后,其表面的缝隙会被磨料粉尘堵塞,磨料的锐角变钝,原有的几何形状会发生扭曲。因此,必须对其进行修剪,以恢复切割能力和正确的几何形状。砂盘需要用钻石笔修整。
以砂盘为刀具切削工件的特点;
(1)由于砂盘的磨粒具有较高的硬度和耐热性,磨削可以加工硬度较高的材料,如淬火钢、硬质合金等。
(2)砂盘和磨床的特点决定了磨削工艺系统可以进行均匀的微切削,一般AP=0.001 ~ 0.005mm;研磨速度高,一般达到v=30 ~ 50m/s;磨床刚性好;采用液压传动,可经济地获得高加工精度(IT6~IT5)和小表面粗糙度(ra=0.8 ~ 0.2微米)。磨削是零件精加工的主要方法之一。
(3)由于摩擦严重,磨削区温度很高。这会引起工件的应力和变形,甚至烧伤工件表面。因此,磨削时必须注入大量冷却液,以降低磨削温度。冷却液还可以起到排屑和润滑的作用。
(4)磨削时径向力很大。这会造成机床-砂盘-工件系统的弹性退让,使实际切削深度小于名义切削深度。因此,当研磨即将完成时,应使用刀具进行抛光,以消除误差。
(5)磨粒钝化后,磨削力也增大,导致磨粒破碎或脱落,重新露出锋利的刃口。这种特性叫做“自锐”。自锐使磨削在一定时间内能够正常进行,但在一定工作时间后,应进行手动修整,以避免磨削力的增加而引起振动、噪音和对工件表面质量的损害。