砂轮磨具作为磨削加工中不可或缺的设备，其选择是否得当，直接关系到磨削的品质和成本。我司制造了多种平面磨床，针对不同工件的需求，必须配备相应的砂轮。为了便于用户以及我司的设计和工艺人员作出决策，本文对平面磨床适用的砂轮选择进行了详细梳理，并针对不同工件材料的砂轮选择进行了归纳总结，供大家参考使用（详见附表）。

砂轮种类繁多，形态各异，尺寸不一。其磨料、结合剂和制造工艺的差异，导致了砂轮性能的多样。每种砂轮都具备独特的特性，并对应着特定的应用领域。在磨削加工过程中，需根据工件的材料特性、热处理技术、形状、尺寸、加工方式及技术要求等因素，精心挑选适宜的砂轮。若砂轮选用不当，将直接对加工的精度、表面的光洁度以及生产效率产生不良影响。为此，特此列举砂轮选择的基本准则，以供大家参考。

一、 普通砂轮的选择

1. 磨料的选择 磨料选择主要取决于工件材料及热处理方法。

a. 磨抗张强度高的材料时，选用韧性大的磨料。

b. 磨硬度低，延伸率大的材料时，选用较脆的磨料。

c. 磨硬度高的材料时，选用硬度更高的磨料。

d. 选用不易被加工材料发生化学反应的磨料。

棕刚玉和白色刚玉是最常使用的磨料，紧随其后的是黑色碳化硅和绿色碳化硅，此外，铬刚玉、单晶刚玉、微晶刚玉以及锆刚玉也是常用的磨料种类。

棕刚玉砂轮以其高硬度和良好的韧性著称，非常适合用于磨削那些抗拉强度较高的金属，诸如碳钢、合金钢、可锻铸铁以及硬青铜等。该磨料在磨削性能上表现出色，应用范围广泛，常被用于去除大量余料的粗磨作业。此外，它价格低廉，便于推广和应用。

白刚玉砂轮的硬度略胜于棕刚玉，但其韧性却略逊一筹。在使用过程中，磨粒更容易发生碎裂。因此，这类砂轮在磨削时产生的热量较少，非常适合用于精磨淬火钢、高碳钢、高速钢的加工，以及薄壁零件的磨削。不过，相较于棕刚玉砂轮，它的成本也相对较高。

黑碳化硅砂轮具有脆性且切削性能出色，其硬度超过了白刚玉，特别适用于对机械强度要求不高的材料进行磨削，包括铸铁、黄铜、铝以及耐火材料等。

绿碳化硅砂轮具有更高的硬度和脆性，相较于黑碳化硅而言；其磨粒更为锋利；导热性能优越；因此，它非常适合用于磨削硬质合金、光学玻璃、陶瓷等硬脆材料。

铬刚玉砂轮适用于刀具、量具、仪表等表面加工质量要求较高的工件，特别适合进行磨削操作。

单晶刚玉砂轮适用于磨削不锈钢、高钒高速钢等具有较大韧性和较高硬度的材料，同时也能有效加工易变形和易烧伤的工件。

微晶刚玉砂轮适用于磨削不锈钢、轴承钢以及特种球墨铸铁等多种材料，主要应用于成型磨削、切入磨削以及镜面磨削等工艺。

锆刚玉砂轮适用于对奥氏体不锈钢、钛合金以及耐热合金进行磨削作业，尤其是在重负荷条件下的磨削工作表现尤为出色。

粒度的挑选关键在于被加工零件的表面平整度和磨削作业的效率。

粒度是指磨料的颗粒尺寸，其大小则用粒度号表示（见表1）。

在采用粗粒度砂轮进行磨削作业时，能够显著提升生产速度，然而磨削出的工件表面相对较为粗糙；而若使用细粒度砂轮进行磨削，工件表面的粗糙度可以得到有效改善，但生产效率则会相应降低。在确保达到所需的表面粗糙度标准的情况下，为了追求更高的磨削效率，宜优先选择粗粒度砂轮。通常情况下，粗磨阶段宜采用粗粒度砂轮，而在精磨阶段则应选用细粒度砂轮。

在砂轮与工件接触面积较大的情况下，宜选择粒度较粗的砂轮。比如，在磨削相同平面时，若采用砂轮的端面进行磨削，相较于使用砂轮的周边进行磨削，所选择的粒度应更为粗大。

不同粒度的砂轮其适用范围（见表2）。

硬度的选取关键在于所加工工件的材料性质、磨削作业的效率以及最终加工表面的品质。

砂轮的硬度反映了其在受到外力影响时，磨粒脱落的难易程度。鉴于不同工件材料在磨削加工中对硬度有不同的需求，因此在制造砂轮时，会将其划分为不同的硬度级别（详见表3）。

砂轮选用过紧，导致磨钝的磨粒难以掉落，砂轮容易发生堵塞，磨削过程中产生的热量增多，工件容易受到烧伤，磨削的效率随之降低，进而影响了工件表面的质量；而砂轮选用过松，磨粒在保持锋利状态时便开始脱落九游娱乐app官方入口，这不仅增加了砂轮的损耗，还可能导致砂轮失去正确的几何形状，进而影响了工件的精度。因此，砂轮的硬度需谨慎挑选，同时还需全面考量砂轮与工件接触面积的大小、工件的具体形状、磨削的具体方法、冷却手段以及砂轮所用的结合剂类型等多个方面。

下列砂轮硬度选择原则供参考：

磨削柔软物料时宜采用硬度较高的磨具，而面对坚硬物料，则应选择较为柔软的磨具。

b. 磨削软而韧性大的有色金属时，硬度应选得软一些；

c. 磨削导热性差的材料应选较软的砂轮；

d. 端面磨比圆周磨削时，砂轮硬度应选软些；

在相同的磨削环境中，采用树脂粘结剂的砂轮硬度通常比陶瓷粘结剂的砂轮高出1至2个硬度等级。

f. 砂轮旋转速度高时，砂轮的硬度可选软1~2小级；

g. 用冷却液磨削要比干磨时的砂轮硬度高1~2小级。

在挑选结合剂时，需综合考虑磨削技术、磨削速率以及表面处理的需求等因素。

最常用的砂轮结合剂有陶瓷结合剂（V）和树脂结合剂（B）。

陶瓷结合剂作为一种无机材料，其化学性质稳定，具备优异的耐热性和抗腐蚀能力，同时气孔率较高。由其制成的砂轮在磨削过程中效率显著，磨损程度低，并且能有效维持砂轮的几何形态，因此应用领域极为广泛。这种砂轮适用于磨削包括普通碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁、硬质合金以及有色金属在内的多种材料。然而，陶瓷结合剂砂轮的脆性较高，对剧烈振动较为敏感。通常情况下，其使用速度不宜超过35米/秒。

树脂结合剂作为一种有机的粘合材料，其制成的砂轮不仅强度卓越，而且具备一定的弹性，同时具有较低的耐热性能和良好的自锐性，制作过程简单，且生产周期较短。该材料能够生产出工作速度超过50米/秒的砂轮以及极薄的砂轮。在应用领域上，树脂结合剂仅次于陶瓷结合剂，广泛应用于粗磨、粗加工、切割以及自由磨削等工序，例如用于磨削钢锭、去除铸件毛刺等。能够生产出高速运转、表面光洁度极高的砂轮，适用于重负荷作业、切割操作以及满足各种特定需求的砂轮。

在挑选组织时，我们主要会考虑到工件承受的压力大小、采用的磨削技术以及工件的材质特性等因素。

组织即砂轮中磨粒体积占砂轮总体积的比例。砂轮的组织等级划分标准是以磨粒体积达到62%时定为“0”号组织，随后每降低2%的磨粒体积，组织等级便上升一个级别，如此类推，总共划分为15个等级。等级数值越高，砂轮的组织结构越疏松。（详见表4。）

紧密排列的砂轮能够加工出光滑的工件表面，而结构较为松散的砂轮，由于较大的空隙，有助于在磨削时容纳磨屑，从而有效防止砂轮发生堵塞现象。在处理较软金属进行粗磨或磨削作业时，砂轮容易发生堵塞现象，此时宜选择具有疏松结构的砂轮；而在进行成型磨削或精密磨削时，为了维持砂轮的几何形态并获得理想的表面粗糙度，应选用组织较为紧密的砂轮；至于磨削机床导轨和硬质合金工具，为了降低工件的热变形，防止烧伤和裂纹的产生，建议使用松组织砂轮；而对于磨削热敏感度较高的材料、有色金属以及非金属材料，则应选用大于12号组织的砂轮。

6. 形状和尺寸的选择 应根据磨床条件和工件形状来选择。

砂轮的常见形状包括平行砂轮、单面凹砂轮、双面凹砂轮、薄片砂轮、筒形砂轮、碗形砂轮以及碟形一号砂轮等多种类型。

磨床适用的砂轮型号及尺寸存在特定限制。在确保可行的情况下，应尽量选择较大外径的砂轮，这样做可以提升砂轮的线速度，进而提高生产效率和工件表面的质量。此外，增加砂轮的宽度同样可以达到这一目的。

我国国家标准规定的砂轮标注顺序包括：砂轮编号、具体尺寸（即外径、厚度与孔径的乘积）、磨料种类、粒度级别、硬度等级、组织结构、粘结剂类型以及最大工作速度。

例示：P 400×150×203 A60 L 5 B 35

二、 金刚石砂轮的选择

金刚石砂轮的刃角更为锐利，相较于碳化硼、碳化硅、刚玉等磨粒制成的砂轮，其磨耗更低，使用寿命更长，生产效率更高，加工出来的产品质量更佳。然而，这种砂轮的价格相对较高，因此特别适合用于精磨硬质合金、陶瓷、半导体等硬度高且易碎的难加工材料。

金刚石砂轮的显著特点涵盖了磨料的类型、颗粒大小、硬度等级、填充密度、粘结材料以及砂轮的几何形状和具体尺寸。

磨料种类繁多，其中人造金刚石（JR）被广泛应用。这种磨料依据其结晶形态和颗粒强度，被划分为不同的型号。在选择型号时，需根据其特定的使用需求进行挑选。

在确定粒度时，需全面考虑工件表面的粗糙度、磨削作业的效率以及金刚石材料的消耗情况。

金刚石砂轮之所以具备“硬度”这一特性，是因为其使用了树脂结合剂。通常情况下，所选用的级别为S（Y1）级或更高级别。

常用的结合剂种类包括四种，按结合能力和耐磨性排序，依次为树脂、陶瓷、青铜和电镀金属，强度逐渐增强。采用树脂结合剂的金刚石砂轮在磨削过程中效率显著，加工后的工件表面粗糙度优良，适用范围广泛，具备良好的自锐性，不易发生堵塞，发热量较低，且易于修复，主要应用于精磨工序。而陶瓷结合剂的金刚石砂轮则适用于磨削各种非金属硬脆材料、硬质合金以及超硬材料等。

选择砂轮浓度需考虑砂轮的粒度大小、结合剂的特性、形状设计、加工工艺、生产效率和砂轮使用寿命等多方面因素。金刚石砂轮在高浓度下，其保持形状的能力更为显著；而在低浓度下使用时，金刚石的磨损通常较少。因此，需根据具体需求合理选择浓度。

形状和尺寸：按工件的形状、尺寸和机床条件选用。

三、 立方氮化硼（CBN）砂轮的选择

立方氮化硼砂轮的表面仅有一层极薄的立方氮化硼颗粒，这些颗粒的韧性、硬度和耐用性远超刚玉砂轮，达到后者的100倍。因此，这种砂轮特别适合用于加工那些硬度高、粘性大、高温下强度高且热传导率低的难磨钢材，以及进行高速或超高速磨削。其应用领域与人造金刚石形成互补。金刚石砂轮在处理硬质合金及非金属材料方面表现出卓越性能，然而，在钢料，尤其是特种钢的磨削过程中，其效果并不明显。立方氮化硼砂轮在钢件磨削上的效率远超刚玉砂轮，高出近百倍，甚至比金刚石砂轮高出五倍之多，但在磨削脆性材料方面，其表现则不如金刚石砂轮。

选择立方氮化硼砂轮与金刚石砂轮的考量相似。不过，在结合剂的挑选上，树脂结合剂占据主导地位，其次是电镀结合剂和金属结合剂。陶瓷结合剂的CBN砂轮特别适用于对钛合金、高速钢、可锻铸铁等难以加工的黑色金属进行磨削，而树脂结合剂的CBN砂轮则适合于铁磁性材料的磨削，是加工钢材的优选。CBN砂轮的浓度通常在100%到150%之间为最佳选择，这种砂轮不适合使用普通的切削液，而必须采用特定的切削液。

四、 大气孔砂轮的选择

大气孔砂轮在磨削作业中表现出不易堵塞的特性，耐用性极高，并且切削能力显著。它非常适合用于软金属、塑料、橡皮以及皮革等非金属材料的粗磨和精磨。此外，该砂轮具备快速散热的特性，因此在磨削对温度敏感的材料、薄壁工件以及干磨工序中，如刃磨硬质合金刀具和机床导轨等，均能展现出优异的性能。

大气孔砂轮与常规陶瓷结合剂砂轮的制造流程大体相同。区别主要在于，在原料中加入适量的增孔材料，该材料在砂轮烧结过程中会完全蒸发或燃烧殆尽，进而形成大量的气孔结构。

大气孔砂轮的生产涵盖了以下范围：磨料多选用碳化物和刚玉等材料，其中常见的包括黑碳化硅（C）、绿碳化硅（GC）以及白刚玉（WA）等，这些磨料以高硬度、易脆裂且锋利著称，同时具备优良的导热和导电特性；磨料的粒度范围在36#至180#之间；使用的结合剂为陶瓷结合剂；硬度等级从G级到M级不等；形状多样，包括平面、杯形、碗形以及碟形等；气孔的尺寸大约在0.7至1.4毫米之间。