砂輪
是一種通過高速旋轉來磨削工件的工具。 當磨粒的切削刃隨著磨削過程的進行而變鈍時,磨削阻力增加,磨粒從結合劑上脫落隨後出現鋒利的切削刃(自生作用),使砂輪可以連續加工而不會失去其銳度。
砂輪三大要素:由磨粒、結合劑和氣孔組成。
①磨粒
氧化鋁.碳化矽磨粒
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代號 |
用途 |
氧化鋁質 Al2O3 |
A、57A |
用於一般鋼鐵材的手持式磨削、未經熱處理鋼材的精密磨削 |
SHA、68A、ZS、ZF、ZN |
用於手持式磨削 |
Z300 |
用於沃斯田鐵系・不鏽鋼(SUS300系)磨削 |
STA、76A |
用於不鏽鋼材的手持式磨削 |
WA、38A |
用於一般淬火鋼材的精密磨削 |
RA、PW、85A、DA、32A、80A |
用於合金鋼、工具鋼、淬火鋼材等難加工材料的精密磨削 |
16A、19A、23A、35A |
用於特殊精密磨削 |
SG、SGF、TG |
用於精密磨削 |
碳化矽質 SiC |
C、37C |
用於非鐵、非金屬、鑄鐵磨削 |
GC、39C |
用於硬質合金磨削 |
②結合劑(Bond)
普通磨粒的結合劑
結合劑的作用是結合並保持住砂輪中的磨粒。其主要種類如下所示。
☉ V – 陶瓷(Vitrified)玻璃質、瓷器質
☉ B – 樹脂(Resinoid)合成樹脂、環氧樹脂
☉ R – 橡膠(Rubber)合成橡膠、天然橡膠
結合劑的特點
♦ 陶瓷
以黏土、長石、玻璃等為原材料。燒結溫度約1200℃。
磨粒保持力強,廣泛用於碳鋼、合金鋼等工件材質。
主要適用於精密磨削。
♦ 樹脂
以酚醛樹脂等合成樹脂為原材料,固化溫度約200℃。
因具有彈性,可緩和砂輪對工件磨削時的衝擊。主要適用於粗加工、半精加工。
主要用於無心磨削、雙平面研磨、軋輥磨削、重磨削、切割等。
與陶瓷結合劑的適用作業範圍有部分重複。
♦ 橡膠(Rubber)
以橡膠為主體的結合劑,做為無心磨削的導輪使用。
♦ 環氧(塑膠)型
環氧系高流動型的結合劑,特點為具有均一且堅固的保持力。在未經熱處理鋼材的高效能磨削方面,不容易出現磨削燒傷、裂紋,能夠達到極高的加工精度。
③氣孔/組織
指磨粒分佈的疏密程度磨削效果會受到調整磨粒間距(氣孔大小)的影響。
組織/氣孔數字越小,磨粒所佔比例越大,砂輪越緊密,利於保持原形狀;反之,組織氣孔數字越大,磨粒比例越小,砂輪越疏鬆,切削力強,助於排屑及降低研磨熱量能,減少工件燒焦變形。
規格標示
傳統砂輪的規格標示如下:
高效能・高精度–SG系列
【SG、SGF、SGX】 ・合金鋼、工具鋼、淬火材料等難加工材料的所有精密磨削
雙邊平面磨削砂輪
軸承、汽車零件等的雙邊平面磨削
重視表面粗糙度・光澤–BFT3砂輪
鋼鐵系材料的鏡面加工 ・鋁、銅、鈦等其他軟質金屬的鏡面加工
重視表面粗糙度・光澤–PF3砂輪
脆性材料的鏡面加工
深切緩進磨削砂輪
燃氣渦輪發動機等的葉片磨削
高效能・高精度–80系列
【V201結合劑、V208結合劑】 ・合金鋼、工具鋼、淬火材料等難加工材料的所有精密磨削
重視表面粗糙度・光澤–PF2砂輪
軸承滾子的精磨 ・阻尼器的精磨 ・活塞銷的精磨 ・進氣閥的精磨 ・辦公自動化設備的軸件精磨
重負荷磨削砂輪
扁鋼胚、小鋼胚、大鋼胚的鋼坯磨削作業
雙頭平面研磨
係使用一對砂輪,通稱為碟式研磨砂輪。此型砂輪大型者由面輪崁入螺帽的研磨輪及背盤(鐵盤)所組成。
雙頭平面研磨又區分為水平軸、立軸及通過式、迴轉式、往復式及振盪式。廣泛使用於軸承、汽車零配件、彈簧、陶磁元件、半導體晶片、錶玻璃及止水閥等的表面研磨。
通常以樹脂結合法製造,而重研削則使用特殊環氧樹脂結合法製造之砂輪以增加生產效率及防止工件燒焦。
雙頭平面研磨磨床著名廠牌有:Besley, Gardner, Fuji Sanki , Daisho Seiki , Koyo, Nissei,…等。
KGW 傳統液通雙頭平面研磨砂輪:
♦ 特長:
1.防止工件燒焦:
特殊設計的研削液導溝,冷卻效果佳,工件不易燒焦。
2.砂輪壽命增長:
研削液充份而且均一,砂輪不易堵塞,修銳間隔延長,砂輪壽命增長。
3.研磨效率提升:
磨料切削效果完全發揮,效率提高。
4.砂輪使用範圍擴大:
具有彈性的結合劑,降低研磨機床振動的衝擊,防止磨料不正常的脫落,研磨條件穩定,應用範圍更加廣大。
5.生產成本得以降低:
砂輪壽命增長,研磨效率提升,生產成本大幅降低。
♦ 標準製造範圍:
磨 料:全系列 (A系、C系、ZN系)
粒 度:#36~#120
結 合 度:-H ~ J (BK- 5 LW)
E ~ P(BK- 6 LW)
組 織:10, 12多孔質
結 合 劑:BK-5 LW、BK-6 LW
研磨方式:濕式
最高使用周速度:2100 M/min.
♦ 標準砂輪尺寸:
585Dx(65, 75, 90)Tx13H
760Dx(65, 75, 80, 90)Tx19H
依客戶之研磨機 其他尺寸也可訂製。
研磨實例:
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超級YS無心研磨砂輪
超級YS砂輪,係以專利申請中的含水微泡改良技術之結合劑製作,具有對微粉磨料的高抓握力,常保有效的研磨效果。因此研磨精度及真圓度佳,修銳( Dressing )間隔長,砂輪壽命得以延長,降低生產成本。
♦ 適用範圍
1.研磨應用範圍:中度精密研磨至鏡面研磨。
2.研磨對象之材質:管材、心軸、鋼材、熱處理鋼材、表面鍍鉻處理、不銹鋼(SUS)、 鋁合金、鈦合金等。
3.砂輪使用週速度:30M/S~50M/S。
4.砂輪粒度: F320~F4000。
5.研削冷卻液:水溶性(化學水溶性液)研削冷卻液的濃度,建議以平常研磨液的兩倍濃 度最為適當,並請使用足夠的研削冷卻液量。
♦ 特長
1.具有微弱的彈性效果,研磨效率特優。
2.特殊的砂輪結合劑,能降低研磨熱之發生。
3.適當的剛性保持力,研磨進刀容易控制。
4.與水性研削液良好的親合性,可避免砂輪鈍化、工件刮傷之現象。
5.不管軟質、硬質亦或難研磨的材料,均有適合的YS砂輪可供選用。
♦ 研磨量
以避震器為例子
砂輪:610Dx205Tx304.8mmH
進刀速度:2M/min
進刀量 :
♦ 使用實例
1.避震器 (S20C生材) 18mmψ~25 mmψx 250~300mmL
2活塞梢 (Piston Pin, SUJ2 , 10ψx 100mmL)
3.事務機械輥輪 ( OA Rolls, 鋁合金5050, 11ψx17mmL)
4.活塞桿 ( Piston Rod, S45C硬化材, 20ψx350mmL)
♦ 與傳統砂輪的性能比較
- 砂輪:4H, WA500 J, 圓筒
工作:S20C生材, 22ψx200mmL, 定壓進刀
2.砂輪:510Dx205Tx304.8H, WA220/500-I/J
工件:S20C 生材, 12.5ψx200mmL , 總研磨量 40μm
3.砂輪:455Dx205Tx228.68H, GC/WA500 J
工件:SUS 304, 25ψx 160mmL ,
♦ 使用注意事項
1.YS無心研磨砂輪最高使用週(線)速度為50米/秒,請勿超速使用。
2.砂輪使用前,請檢查外觀,如有任何異狀(ex:裂痕),請勿使用。
3.砂輪裝上法蘭時,確記要將所附上棉紙墊片裝上。
4.砂輪適當的轉矩(Torque)值,由下公式計算之:
0.2 x d x P x Af
轉矩值 (Kg.cm)=n
d=砂輪外徑 Af =法蘭接觸面積 (cm2)
n=螺栓數量 P =砂輪與法蘭接觸面之壓力 ≒ 50 kg/cm2
5.避免將法蘭不平均的拴緊或過度的拴緊。
6.研磨作業開始前,讓砂輪至少空轉3分鐘。
7.研磨作業完畢,必須再空轉2分鐘,將研削液甩乾。
♦陶瓷結合劑砂輪
在軋輥磨削方面,能夠達到高效能、高精度的砂輪。透過高硬度、高強度的結合劑,可改善工件表面刮傷問題,並在指定的磨削動力下達到較大的磨削量和較高的尺寸精度。
♦樹脂結合劑砂輪
此款砂輪重視磨削效率與砂輪壽命間的平衡,操作順手。磨粒與結合劑的保持力好,磨削性能穩定。透過富有彈性的結合劑,提高了振動吸收能力,因此可彈性地適應磨削條件的各種變化。
高速連續數控式齒輪研磨床用砂輪(75米/秒)–High Speed Gear Grinding Wheel for CNC Continuous Generating Gear Grinder(MOS:75 M/S)
齒輪研磨現要求在高速(75米/秒)進行高精密度及高金屬磨除量下完成,KGW使用陶磁磨料再加上80A磨料混製而成的砂輪,最適用於齒輪高速研磨作業。
♦ 特性: 高速齒輪研磨 使用80A磨料陶磁磨料加80A單晶磨料製成讓研磨成本降低變為可能
♦ 用途:各種齒輪研磨
♦ 製造範圍: 尺寸:外徑>>275mmD , 300mmD, 厚度>>125mmT, 孔徑>>160mmΦH 規格:磨料>>SG, 80A 粒度>>#80~#120 結合度>>I, J, K 結合劑>>VSG-1,V201
用在於鋼鐵行業軋製前磨削板胚或鋼胚,又稱作scarfing wheel,具有高強度、高耐熱性,高速使用時的安全性極佳,使用壽命長,擁有卓越的磨削性。
內孔研磨砂輪
內孔研磨通常指研磨缸徑或孔徑,此類研磨屬於比較困難研磨之工作項目之一。 內徑研磨需要快速磨除金屬且需要與其他研磨方式較小直徑又高精密的同心圓砂輪為之。
內徑研磨砂輪與工件的接觸面積遠大於平面或圖筒研磨,研削屑易於集中在砂輪週圍,並且冷卻液也比較不容易到達研磨接觸面,作適確的冷卻及除屑。故砂輪品質在內孔研磨至為重要。
KGW磁質燒結法 “VCK22” 內孔研磨砂輪,係KGW最新的製造技術製成的內孔研磨砂輪,與傳統結合法比較,具有低研削抵抗及延長砂輪壽命之優勢。
♦ 特徵
維持低的研削抵抗並增長砂輪壽命,最適合內孔研磨操作。
藉KGW先進的製程開發出均勻的磨料間隔,帶來非常穩定的研磨結果。
♦ 用途
汽車零件 (例如 萬向接頭等) 。
軸承內、外輪。
空壓機零件。
線性滑軌滑塊。
其它各種內孔研磨。
♦ 可製造之範圍
尺寸:外徑~60MM
規格:磨料 CBN
粒度 #80 至 #325
結合度 E 至 H
集中度 135至 175
♦ 內部研磨實驗結果 (In-house test results):
研削條件
研磨方式:內孔研磨
砂輪尺寸:25Dx15Tx18H
規格:B120-150VCK22
B120-150V – 普通組織品
B120-150V –Porous 多氣孔品
工件材質: SUJ-2 (HRC 60°)
砂輪周速度:45 M/S
研磨冷卻液:KURE-CUT NS201 (水溶性液)
研削能率(Z):MRR: 3mm3/mm.sec
♦ 結果
研磨初期之研削抵抗比普通品及多氣孔品為低,然而研磨面之粗糙度卻與普通品相當
切斷砂輪片
Cut Off Wheel
(精密鑄造鑄件切斷專用)
鱷魚牌切斷砂輪片,係以精選氧化鋁、碳化矽磨料,加上特製酚樹脂、安全玻璃纖維網及德國製造的特殊添加劑,歷經30年研發改良配方,一貫作業的自動成型機製造而成,品質穩定。
優點
☆ 最高安全操作速度達4,800米/分鐘,安全性高。
☆ 適用性廣泛,不銹鋼,鈦合金,特殊鋼,一般鋼鐵,鑄鐵等。
☆ 研削比特高,故砂輪壽命長。
☆ 砂輪之堅韌度佳,使用時不致偏軟而扭曲。
☆ 精選最佳磨料製造,故砂輪銳利度特優,使用輕鬆,不易疲勞。
☆ 特殊配方,切斷面平整,不易起毛頭。
規格
12” 305Dx3.0Tx25.4mmH XA30-RBP
14” 355Dx3.0Tx25.4mmH XA36-RBP
16” 405Dx3.0Tx25.4mmH XA24-RBP
16” 405Dx3.0Tx25.4mmH XA30-SBP
16” 405Dx3.0Tx25.4mmH XA36-RBP
16” 405Dx3.7Tx25.4mmH XA30-SBP