磨具是用以磨削、研磨和拋光的工具。大部分的磨具是用磨料加上結(jié)合劑制成的人造磨具，也有用天然礦巖直接加工成的天然磨具。磨具除在機械制造和其他金屬加工工業(yè)中被廣泛采用外，還用于糧食加工、造紙工業(yè)和陶瓷、玻璃、石材、塑料、橡膠、木材等非金屬材料的加工。

　　磨具按其原料來源分，有天然磨具和人造磨具兩類。機械工業(yè)中常用的天然磨具只有油石。人造磨具按基本形狀和結(jié)構(gòu)特征區(qū)分，有砂輪、磨頭、油石，砂瓦(以上統(tǒng)稱固結(jié)磨具)和涂附磨具五類。此外，習(xí)慣上也把研磨劑列為磨具的一類。

　　固結(jié)磨具按所用磨料的不同，可分為普通磨料固結(jié)磨具和超硬磨料固結(jié)磨具。前者用剛玉和碳化硅等普通磨料，后者用金剛石和立方氮化硼等超硬磨料制成。此外，還有一些特殊品種，如燒結(jié)剛玉磨具等。

　　普通磨料固結(jié)磨具是由結(jié)合劑將普通磨料固結(jié)成一定形狀，并具有一定強度的磨具。一般由磨料、結(jié)合劑和氣孔構(gòu)成，這三部分常稱為固結(jié)磨具的三要素。

　　磨料在磨具中起切削作用。結(jié)合劑是把松散的磨料固結(jié)成磨具的材料，有無機的和有機的兩類。無機結(jié)合劑有陶瓷、菱苦土和硅酸鈉等;有機的有樹脂、橡膠和蟲膠等。其中最常用的是陶瓷、樹脂和橡膠結(jié)合劑。

　　氣孔在磨削時對磨屑起容屑和排屑作用，并可容納冷卻液，有助于磨削熱量的散逸。為滿足某些特殊加工要求，氣孔內(nèi)還可以浸漬某些填充劑，如硫黃和石蠟等，以改善磨具的使用性能。這種填充劑，也被稱為磨具的第四要素。

　　表示普通磨料固結(jié)磨具特征的項目有：形狀、尺寸磨料、粒度、硬度、組織和結(jié)合劑。磨具硬度是指磨粒在外力作用下，從磨具表面脫落的難易程度，它反映了結(jié)合劑把持磨粒的強度。

　　磨具粒度

　　粒度是指磨料顆粒的尺寸，其大小用粒度號表示。

　　國標(biāo)規(guī)定了磨料和微粉兩種粒度號。

　　粒度是指磨料顆粒尺寸的大小。粒度分為磨粒和微粉兩類。對于顆粒尺寸大外圓磨砂輪于 40μm的磨料，稱為磨粒。用篩選法分級，粒度號以磨粒通過的篩網(wǎng)上每英寸長度內(nèi)的孔眼數(shù)來表示。如60 # 的磨粒表示其大小剛好能通過每英寸長度上有60孔眼的篩網(wǎng)。對于顆粒尺寸小于40μm的磨料，稱為微粉。用顯微測量法分級，用W和后面的數(shù)字表示粒度號，其W后的數(shù)值代表微粉的實際尺寸。如W20表示微粉的實際尺寸為20μm。各種粒度號的磨粒尺寸見表1 。

　　表1 磨料粒度號及其顆粒尺寸

　　磨 粒磨 粒微 粉

　　粒 度 號顆 粒 尺 寸 ( um )粒度號顆 粒 尺 寸 ( um)粒 度 號顆 粒 尺 寸 (um)

　　14 #1600~125070 #250~200W4040~28

　　16 #1250~100080 #200~160W2828~20

　　20 #1000~800100 #160~125W2020~14

　　24 #800~630120 #125~100W1414~10

　　30 #630~500150 #100~80W1010~7

　　36 #500~400180 #80~63W77~5

　　46 #400~315240 #63~50W55~3.5

　　60 #315~250280 #50~40W3.53.5~2.5

　　不同粒度砂輪的使用范圍

　　注：比 14 # 粗的磨粒及比 W3.5 細的微粉很少使用，表中未列出。磨料粒度的選擇，主要與加工表面粗糙度和生產(chǎn)率有關(guān)。 粗磨時，磨削余量大，要求的表面粗糙度值較大，應(yīng)選用較粗的磨粒。因為磨粒粗、氣孔大，磨削深度可較大，砂輪不易堵塞和發(fā)熱。精磨時，余量較小，要求粗糙度值較低，可選取較細磨粒。一般來說，磨粒愈細，磨削表面粗糙度愈好。

　　粒度號顆粒尺寸范圍/μm適用范圍粒度號顆粒尺寸范圍/μm適用范圍

　　12-362000-1600 　500-400粗磨、荒磨、切斷鋼坯、打磨毛刺W40-2040-28 　20-14精磨、超精磨、螺紋磨、珩磨

　　46-80400-315 　200-160粗磨、半精磨、精磨W14-1014-10 　10-7精磨、精細磨、超精磨、鏡面磨

　　100-280165-125 　50-40精磨、成型磨、刀具刃磨、珩磨W7-3.57-5 　3.5-2.5超精磨、鏡面磨、制作研磨劑等

　 　磨具的硬度主要取決于結(jié)合劑加入量的多少和磨具的密度，磨粒容易脫落的表示磨具硬度低;反之，表示硬度高。硬度的等級一般分為超軟、軟、中軟、中、中 硬、硬和超硬七大級，從這些等級中還可再細分出若干小級。測定磨具硬度的方法，較常用的有手錐法、機械錐法、洛氏硬度計測定法和噴砂硬度計測定法。

　　磨具的硬度與其動態(tài)彈性模量具有對應(yīng)關(guān)系，這有利于用音頻法測定磨具的動彈性模量來表示磨具硬度。在磨削加工中，若被磨工件的材質(zhì)硬度高，一般選用硬度低的磨具;反之，則選用硬度高的磨具。

　　根據(jù)加工目的和用量不同，可以進行荒磨、粗磨、半精磨、精磨、細磨和高精度低粗糙度磨削。同時，可根據(jù)加工對象的不同，進行外圓磨削、內(nèi)圓磨削、平面磨削、工具磨削、專用磨削、電焊磨削、珩磨、超精加工、研磨及拋光等。

　　1、粗磨加工應(yīng)用

　　粗磨是指以高效切削大量多余材料為主要特征的磨削方法?；哪t是許多種粗磨加工廣泛使用的俗稱。

　　粗磨加工應(yīng)用領(lǐng)域：

　　(1)用樹脂荒磨砂輪和高速重負(fù)荷樹脂砂輪，粗磨退火或不退火優(yōu)質(zhì)合金鋼或不銹鋼坯的精整加工。用于表面外觀缺陷(焊縫、裂紋、氧化層等)的磨削加工。

　　(2)用樹脂荒磨砂輪對鑄件的澆口、冒口和坯縫進行磨削加工和一般性精整加工。

　　(3)用樹脂荒磨砂輪對模鍛、鍛件的大毛刺或澆口整修后留下來的飛邊，進行徹底的磨除。

　　(4)在焊接操作時，殘留在焊件表面上的焊縫要采用荒磨平整焊縫和倒圓磨削。

　　(5)對大型板材氣割成圓形或其它復(fù)雜形狀時，氣割所產(chǎn)生的熔渣，要采用便攜式荒磨機磨除。如：大型熱軋建筑型鋼和管切的粗切加工等。

　　2、手持磨削加工應(yīng)用

　　手持磨削是磨削方法的綜合概括。它們的共同特征是：無論是工件還是磨削機械的支承使工件與磨具相接觸，制導(dǎo)和移動等均直接依靠手工進行。

　　手持磨削又分為固定式手持磨削和移動式手持磨削。將磨削機械固定，手持加工工件進行磨削的方式，稱為固定式手持磨削。加工時采用的手持砂輪機進行可移動的磨削方式，稱為移動式手持磨削。

　　手持磨削主要應(yīng)用領(lǐng)域：

　　(1)用手提式樹脂荒磨砂輪，加工龐大而笨重難以在磨床上安裝的工件。如：大型鑄件的粗磨。

　　(2)用高速鈸形砂輪或鋼紙磨片，加工已裝配有其它‘零件的工件。如：重型建筑構(gòu)件和船舶構(gòu)件。

　　(3)對小型調(diào)整時需要進行的磨削加工。如：在常見大型部件的有限部位上校正裝配件。

　　(4)用高速鈸形砂輪等，對工件最終成形或?qū)ぜc鄰接部位接合處的倒圓，對已經(jīng)裝配或已經(jīng)焊接的工件進行磨削。如：對汽車車體的加工。

　　(5)用于形狀不規(guī)則表面上的雕塑加工。如：模具的加工。

　　(6)工件光整加工。即要求對工件進行倒圓或光整磨削，使其表面美觀，性能滿意，而對形狀和尺寸無嚴(yán)格要求。如：用可彎曲鈸形砂輪加工不銹鋼制品，用PVA砂輪加工石材等。

　　(7)在工件表面的有限面積上做少量磨削，以便形成一種特殊的形狀，例如：各種刀具的銳磨等。

　　3、切割加工應(yīng)用

　 　樹脂薄片砂輪主要用于冶金工業(yè)的鋼棒、鋼管、扁鋼、角鐵、槽鋼、鋼軌、鋼板等金屬材料的切割加工;半導(dǎo)體工業(yè)的硅、鍺、藍寶石、鐵素體、石墨、陶瓷、石 英等金屬和非金屬材料的精密超薄切片加工;似及建筑材料工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、航空航天工業(yè)、機械工業(yè)、汽車工業(yè)、船舶工業(yè)的金屬材料和非金屬材料的切割加工。

　　在金屬材料切割加工中，采用樹脂薄片砂輪切割，具有以下優(yōu)點：

　　(1)切割速度快。在切割金屬材料時，切割砂輪的切割速度是其它切削方法(如鋸、車切)的10倍。

　　(2)切割尺寸精度高。采用砂輪切割，其切口寬度和切割面的平整度，一般來說比金工鋸切要好。

　　(3)切割表面平滑。砂輪切割后其表面經(jīng)常不須進行精加工，而鋸切后的切斷面很明顯。

　　(4)可用于硬質(zhì)材料的切割加工。如淬硬鋼和金屬碳化物以及硬脆非金屬材料的切割加工。

　　(5)磨具使用過程中，自銳性好，不需要修整。

　　(6)成本低。使用砂輪切割所需成本明顯低于其它切割方法。

　　(7)其它方面的應(yīng)用。如窄槽切口，或者淬硬鋼或超硬非金屬加工件的切縫等。

　　樹脂磨具切割加工所具有的這些特性，使其在許多金屬加工業(yè)和非金屬加工業(yè)，以及在工業(yè)生產(chǎn)的其它領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

　　4、常規(guī)磨削加工應(yīng)用

　　(1)用樹脂砂輪在外圓磨床或萬能磨床上對軸類、套筒以及其他類型零件的圓柱面、圓錐面和肩端面進行磨削加工。

　　(2)用樹脂砂輪外圓周面或砂輪的端面，如螺栓緊固砂輪、大氣孔砂輪、開槽砂輪、多孔砂輪和多孔帶溝槽砂輪，以及多用杯形砂輪、筒形砂輪的端面等，對機械零件的各種平直為滿足平直度、表面粗糙度和平面之間相互位置精度等要求而進行平面磨削加工。

　　(3)用樹脂砂輪的外圓面或樹脂磨頭，在內(nèi)圓磨床、萬能磨床或?qū)Ｓ媚ゴ采?，對表面質(zhì)量要求較高的通孔、盲孔、臺階孔、錐孔和軸承內(nèi)溝道等部件進行內(nèi)圓磨削加工。

　　(4)用樹脂砂輪、樹脂和橡膠導(dǎo)輪，在無心磨床上，采用柔性定位的方式，使用砂輪的外圓周面，對旋轉(zhuǎn)對稱的內(nèi)圓或外圓表面進行無心磨削加工。

　　(5)用專用樹脂砂輪磨螺紋砂輪。在螺紋磨床上，對高精度及表面粗糙度的傳動螺紋，測量機件的螺紋，工量具螺紋和淬硬處理的螺紋部分進行螺紋加工。如螺紋、蝸桿、絲錐、滾刀、量規(guī)等帶錐螺紋、多頭螺紋、平行螺紋等磨削加工。

　　(6)用環(huán)氧樹脂珩磨輪以及雙錐面、蝶型、雙蝶型、蝸桿式砂輪等，在齒輪磨床上，對經(jīng)淬硬處理的齒輪進行齒輪磨削加工。

　　(7)用樹脂強力磨砂輪，在工具磨削上，對具有較高的硬度熱硬性，耐磨性與足夠的強度和韌性的切削工具材料，如碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金等，進行工具磨削加工，以達到理想的精度，表面粗糙度和正確的幾何形狀，使切削刃具具有較高的鋒利性和耐用度?！　?/span>