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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(jī)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。磨具在使用過程中,當(dāng)磨粒磨鈍時(shí),由于磨粒自身部分碎裂或結(jié)合劑斷裂,磨粒從磨具上局部或完全脫落,而磨具工作面上的磨料不斷出現(xiàn)新的切削刃口,或不斷露出新的鋒利磨粒,使磨具在一定時(shí)間內(nèi)能保持切削性能。磨具的這種自銳性,是磨具與一般刀具相比突出的特點(diǎn)。
早在新石器時(shí)代,人類就已經(jīng)開始應(yīng)用天然的磨石來加工石刀、石斧、骨器、角器和牙器等工具了;1872年,在美國(guó)出現(xiàn)了用天然磨料與粘土相結(jié)合燒成的陶瓷砂輪;1900年前后,人造磨料問世,采用人造磨料制造的各種磨具相繼產(chǎn)生,為磨削和磨床的快速發(fā)展創(chuàng)造了條件。此后,天然磨具在磨具中所占比例逐漸減少。磨具按其原料來源分,有天然磨具和人造磨具兩類。機(jī)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。
超硬磨料固結(jié)磨具主要是由金剛石、立方氮化硼等與結(jié)合劑固結(jié)成的磨具。由于金剛石、立方氮化硼的價(jià)格高、具有很好的耐磨性能,用它們制造的固結(jié)磨具與普通磨料固結(jié)磨具不同,除超硬磨料層外,還有過渡層和基體。超硬磨料層是起切削作用的部分,由超硬磨料和結(jié)合劑組成;w是在磨削中起支托作用的,由金屬、電木或陶瓷等材料組成。過渡層用于連接基體和超硬磨料層,由結(jié)合劑構(gòu)成,有時(shí)也可省去。常用的結(jié)合劑有樹脂、金屬、電鍍金屬和陶瓷等。
固結(jié)磨具的制造工序有:分配料、混料、成型、熱處理、加工和檢查等。隨結(jié)合劑不同,制造工藝也不盡一樣。陶瓷結(jié)合劑磨具主要采用壓型法,將磨料和結(jié)合劑按配方的重量比例稱量后,置于混料機(jī)內(nèi)混合均勻,投入金屬模具內(nèi),在壓力機(jī)上成型出磨具毛坯。毛坯經(jīng)干燥再裝入窯內(nèi)焙燒,燒成溫度一般為1300℃左右。當(dāng)采用低熔點(diǎn)燒熔結(jié)合劑時(shí),燒成溫度低于1000℃。再按規(guī)定尺寸形狀精確加工,最后檢查產(chǎn)品。
樹脂結(jié)合劑磨具一般是在室溫條件下在壓力機(jī)上成型,也有采用在加熱條件下邊加熱邊加壓的熱壓工藝。成型后在硬化爐內(nèi)硬化。以酚醛樹脂為結(jié)合劑時(shí),硬化溫度為180~200℃。橡膠結(jié)合劑磨具主要采用對(duì)輥機(jī)混料,并滾壓成薄片,然后用沖刀沖裁成型;也有的用松散料,投入金屬模具內(nèi)在壓力機(jī)上成型。成型后在硫化罐內(nèi)硫化,溫度為165~180℃。
特殊品種的磨具有燒結(jié)剛玉磨具和纖維磨具等。燒結(jié)剛玉磨具是用氧化鋁微粉和適量的氧化鉻混合、成型,在1800℃左右燒結(jié)制成。這種磨具結(jié)構(gòu)緊密,有較高強(qiáng)度,主要用于加工鐘表、儀表等零件。纖維磨具是用含有或粘附有磨料的纖維絲(如尼龍絲)作原料制成的,它的彈性好,主要用于金屬材料及其制品的拋光。
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