（一）、概况
砂轮是磨削加工中主要的一类磨具.砂轮是在磨料中加入结合剂,经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体.由于磨料、结合剂及制造工艺不同,砂轮的特性差别很大,因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响.砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定.
（二）、砂轮的分类
砂轮种类繁多,按所用磨料可分为普通磨料（刚玉（Al2O3）和碳化硅等）砂轮和超硬磨料（金刚石和立方氮化硼）砂轮；按砂轮形状可分为平形砂轮、斜边砂轮、筒形砂轮、杯形砂轮、碟形砂轮等；按结合剂可分为陶瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮、金属砂轮等.
（三）、砂轮的属性
砂轮是用磨料和结合剂等制成的中央有通孔的圆形固结磨具.
砂轮的特性由磨料、粒度、硬度、结合剂、形状及尺寸等因素来决定,现分别介绍如下.
1、磨料及其选择
磨料是制造砂轮的主要原料,它担负着切削工作.因此,磨料必须锋利,并具备高的硬度、良好的耐热性和一定的韧性.常用磨料的名称、代号、特性和用途.
氧化物系
棕刚玉 A(GZ)
含 91~96% 氧化铝.棕色,硬度高,韧性好,价格便宜 磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等
白刚玉 WA(GB)
含 97~99% 的氧化铝.白色,比棕刚玉硬度高、韧性低,自锐性好,磨削时发热少. 精磨淬火钢、高碳钢、高速钢及薄壁零件
碳化物系
黑色碳化硅 C(TH)
含 95% 以上的碳化硅.呈黑色或深蓝色,有光泽.硬度比白刚玉高,性脆而锋利,导热性和导电性良好 ,磨削铸铁.黄铜、铝、耐火材料及非金属材料
绿色碳化硅 GC(TL)
含 97% 以上的碳化硅.呈绿色,硬度和脆性比 TH 更高,导热性和导电性好 磨削硬质合金、光学玻璃、宝石、玉石、陶瓷、珩磨发动机气缸套等
超硬磨料系
人造金刚石 D(JR)
无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色.硬度高,比天然金刚石性脆.价格比其它磨料贵好多倍 磨削硬质合金、宝石等高硬度材料
立方氮化硼 CBN (JLD)
立方型晶体结构,硬度略低于金刚石,强度较高,导热性能好 磨削、研磨、珩磨各种既硬又韧的淬火钢和高钼、高矾、高钴钢、不锈钢
2、粒度及其选择
粒度指磨料颗粒的大小.粒度分磨粒与微粉两组.磨粒用筛选法分类,它的粒度号以筛网上一英寸长度内的孔眼数来表示.例如 60 # 粒度的的磨粒,说明能通过每英寸长有 60 个孔眼的筛网,而不能通过每英寸 70 个孔眼的筛网.120# 粒度说明能通过每英寸长有120 个孔眼的筛网.
对于颗粒尺寸小于40μm（微米,1毫米=1000微米）的磨料,称为微粉.微粉用显微测量法分类,它的粒度号以磨料的实际尺寸来表示（ W ）.各种粒度号的磨粒尺寸见表2 .
粒 度 号 颗 粒 尺 寸 （ um ） 粒度号 颗 粒 尺 寸 （ um） 粒 度 号 颗 粒 尺 寸 （um）
14 # 1600~1250 70 # 250~200 W40 40~28
16 # 1250~1000 80 # 200~160 W28 28~20
20 # 1000~800 100 # 160~125 W20 20~14
24 # 800~630 120 # 125~100 W14 14~10
30 # 630~500 150 # 100~80 W10 10~7
36 # 500~400 180 # 80~63 W7 7~5
46 # 400~315 240 # 63~50 W5 5~3.5
60 # 315~250 280 # 50~40 W3.5 3.5~2.5
磨料粒度的选择,主要与加工表面粗糙度和生产率有关.粗磨时,磨削余量大,要求的表面粗糙度值较大,应选用较粗的磨粒.因为磨粒粗、气孔大,磨削深度较大,砂轮不易堵塞和发热.精磨时,余量较小,要求粗糙度值较低,可选取较细磨粒.一般来说,磨粒越细,磨削表面粗糙度越好.
不同粒度砂轮的使用范围:
粒度号 颗粒尺寸范围/μm 适用范围 粒度号 颗粒尺寸范围/μm 适用范围
12-36 2000-1600
500-400 粗磨、荒磨、切断钢坯、打磨毛刺 W40-20 40-28
20-14 精磨、超精磨、螺纹磨、珩磨
46-80 400-315
200-160 粗磨、半精磨、精磨 W14-10 14-10
10-7 精磨、精细磨、超精磨、镜面磨
100-280 165-125
50-40 精磨、成型磨、刀具刃磨、珩磨 W7-3.5 7-5
3.5-2.5 超精磨、镜面磨、制作研磨剂等
3、结合剂及其选择
结合剂的作用是将磨粒粘合在一起,使砂轮具有必要的形状和强度.
（1）、陶瓷结合剂（V）：化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉,占90%,但性脆,不宜制成薄片,不宜高速,线速度一般为35m/s.
（2）、树脂结合剂（B）：强度高弹性好,耐冲击,适于高速磨或切槽切断等工作,但耐腐蚀耐热性差 (300℃),自锐性好.
关于自锐性：砂轮的磨削作用主要靠磨粒外露的锋利的棱角,在磨削过程中,锋利的棱角会慢慢会磨掉而变钝,削弱砂轮的磨削能力.这时表面的磨粒会脱落或断裂,从而形成新的磨削刃,以达到锋利的磨削效果,这就是自锐性.
（3）、橡胶结合剂（R）：强度高弹性好,耐冲击,适于抛光轮、导轮及薄片砂轮,但耐腐蚀耐热性差(200℃),自锐性好.
（4）、金属结合剂（M）：青铜、镍等,强度韧性高,成形性好,但自锐性差,适于金刚石、立方氮化硼砂轮.
4、硬度及其选择
砂轮的硬度是指砂轮表面上的磨粒在磨削力作用下脱落的难易程度.砂轮的硬度软,表示砂轮的磨粒容易脱落,砂轮的硬度硬,表示磨粒较难脱落.
砂轮的硬度和磨料的硬度是两个不同的概念.同一种磨料可以做成不同硬度的砂轮,它主要决定于结合剂的性能、数量以及砂轮制造的工艺.磨削与切削的显著差别是砂轮具有“自锐性”,选择砂轮的硬度,实际上就是选择砂轮的自锐性,希望还锋利的磨粒不要太早脱落,也不要磨钝了还不脱落.
选择砂轮硬度的一般原则是：加工软金属时,为了使磨料不致过早脱落,则选用硬砂轮.加工硬金属时,为了能及时的使磨钝的磨粒脱落,从而露出具有尖锐棱角的新磨粒（即自锐性）,选用软砂轮.前者是因为在磨削软材料时,砂轮的工作磨粒磨损很慢,不需要太早的脱离；后者是因为在磨削硬材料时,砂轮的工作磨粒磨损较快,需要较快的更新.
精磨时,为了保证磨削精度和粗糙度,应选用稍硬的砂轮.工件材料的导热性差,易产生烧伤和裂纹时（如磨硬质合金等）,选用的砂轮应软一些.
