用磨料和結合劑樹脂等制成的中央有通孔的圓形固結磨具。砂輪是磨具中用量最大、使用面最廣的一種，使用時高速旋轉，可對金屬或非金屬工件的外圓、內圓、平面和各種型面等進行粗磨、半精磨和精磨以及開槽和切斷等
砂輪是磨削加工中最主要的一類磨具。砂輪是在磨料中加入結合劑，經壓坯、干燥和焙燒而制成的多孔體。由于磨料、結合劑及制造工藝不同，砂輪的特性差別很大，因此對磨削的加工質量、生產率和經濟性有著重要影響。砂輪的特性主要是由磨料、粒度、結合劑、硬度、組織、形狀和尺寸等因素決定。
砂輪種類繁多。
按所用磨料可分為普通磨料（剛玉和碳化硅等）砂輪和天然磨料超硬磨料和（金剛石和立方
砂輪
氮化硼等）砂輪；
按形狀可分為平形砂輪、斜邊砂輪、筒形砂輪、杯形砂輪、碟形砂輪等；按結合劑可分為陶瓷砂輪、樹脂砂輪、橡膠砂輪、金屬砂輪等。砂輪的特性參數主要有磨料、粘度、硬度、結合劑、形狀、尺寸等。
由于砂輪通常在高速下工作，因而使用前應進行回轉試驗（保證砂輪在最高工作轉速下，不會破裂）和靜平衡試驗（防止工作時引起機床振動）。砂輪在工作一段時間后，應進行修整以恢復磨削性能和正確的幾何形狀。
砂輪是用磨料和結合劑等制成的中央有通孔的圓形固結磨具。
砂輪的特性由磨料、粒度、硬度、結合劑、形狀及尺寸等因素來決定，
砂輪
現分別介紹如下
（1）磨料及其選擇
磨料是制造砂輪的主要原料，它擔負著切削工作。因此，磨料必須鋒利，并具備高的硬度、良好的耐熱性和一定的韌性。常用磨料的名稱、代號、特性和用途見表1。
| 系別 |
名稱 |
代號 |
主要成分 |
顯微硬度(HV) |
顏色 |
特性 |
適用范圍 |
| 氧化物系 |
棕剛玉 |
A |
AL2O3 91-96% |
2200-2288 |
棕褐色 |
硬度高，韌性好，價格便宜 |
磨削碳鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵、硬青銅 |
| |
白鋼玉 |
WA |
AL2O397-99% |
2200-2300 |
白色 |
磨削淬硬的碳鋼、高速鋼 |
| 碳化物系 |
黑碳化硅 |
SiC |
SiC>95% |
2840-3320 |
黑色帶光澤 |
硬度高于鋼玉，性脆而鋒利，有良好的導熱性和導電性 |
磨削鑄鐵、黃銅、鋁及非金屬 |
| 綠碳化硅 |
綠碳化硅 |
GC |
3280-3400 |
|
綠色 |
優良的導電性 |
| 高硬磨料 |
立方氮化硼 |
CBN |
立方氮化硼 |
8000-9000 |
黑色 |
硬度僅次于金剛石，耐磨性和導電性好，發熱量小 |
磨削硬質合金、不銹鋼、高合金鋼等難加工材料 |
| |
人造金剛石 |
MBD |
碳結晶體 |
10000 |
乳白色 |
硬度極高，韌性很差，價格昂貴 |
表1 常用磨料
注：括號內的代號是舊標準代號。
（2）粒度及其選擇
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上每英寸長度內的孔眼數來表示。如60 # 的磨粒表示其大小剛好能通過每英寸長
超硬磨具
度上有60孔眼的篩網。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和后面的數字表示粒度號，其W后的數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2。
| 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 # |
1600~1250 |
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 |
表2 磨料粒度號及其顆粒尺寸
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率有關。
粗磨時，磨削余量大，要求的表面粗糙度值較大，應選用較粗的磨粒。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。
不同粒度砂輪的使用范圍
| 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 |
| 12-36 |
2000-1600
500-400 |
粗磨、荒磨、切斷鋼坯、打磨毛刺 |
W40-20 |
40-28
20-14 |
精磨、超精磨、螺紋磨、珩磨 |
| 46-80 |
400-315
200-160 |
粗磨、半精磨、精磨 |
W14-10 |
14-10
10-7 |
精磨、精細磨、超精磨、鏡面磨 |
| 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、鏡面磨、制作研磨劑等 |
（3）結合劑及其選擇
砂輪中用以粘結磨料的物質稱結合劑。砂輪的強度、抗沖擊性、耐熱性及抗腐蝕能力主要決定于結合劑的性能。常用的結合劑種類、性能及用途見表4。
| 種類 |
代號 |
性能 |
用途 |
| 陶瓷 |
V |
耐熱性、耐腐蝕性好、氣孔率大、易保持輪廓、彈性差 |
應用廣泛，適用于 v<35m/s的各種成形磨削、磨齒輪、磨螺紋等 |
| 樹脂 |
B |
強度高、彈性大、耐沖擊、堅固性和耐熱性差、氣孔率小 |
適用于 v>50m/s的高速磨削，可制成薄片砂輪，用于磨槽、切割等 |
| 橡膠 |
R |
強度和彈性更高、氣孔率小、耐熱性差、磨粒易脫落 |
適用于無心磨的砂輪和導輪、開槽和切割的薄片砂輪、拋光砂輪等 |
| 金屬 |
M |
韌性和成形性好、強度大、但自銳性差 |
可制造各種金剛石磨具 |
表4 常用結合劑
（4）硬度及其選擇
砂輪的硬度是指砂輪表面上的磨粒在磨削力作用下脫落的難易程度。砂輪的硬度軟，表示砂輪的磨粒容易脫落，砂輪的硬度硬，表示磨粒較難脫落。砂輪的硬度和磨料的硬度是兩個不同的概念。同一種磨料可以做成不同硬度的砂輪，它主要決定于結合劑的性能、數量以及砂輪制造的工藝。磨削與切削的顯著差別是砂輪具有“自銳性”，選擇砂輪的硬度，實際上就是選擇砂輪的自銳性，希望還鋒利的磨粒不要太早脫落，也不要磨鈍了還不脫落。
根據規定，常用砂輪的硬度等級見表5。
| 硬度等級 |
大級 |
超軟 |
軟 |
中軟 |
中 |
中硬 |
硬 |
超硬 |
| |
小級 |
超軟 |
軟1 |
軟2 |
軟3 |
中軟1 |
中軟2 |
中1 |
中2 |
中硬1 |
中硬2 |
中硬3 |
硬1 |
硬2 |
超硬 |
| 代號 |
|
D |
E |
F |
G |
H |
J |
K |
L |
M |
N |
P |
Q |
R |
S |
T |
Y |
表5 常用砂輪硬度等級
注：括號內的代號是舊標準代號；超軟，超硬未列入；表中 1 ， 2 ， 3 表示硬度遞增的順序。
選擇砂輪硬度的一般原則是：加工軟金屬時，為了使磨料不致過早脫落，則選用硬砂輪。加工硬金屬時，為了能及時的使磨鈍的磨粒脫落，從而露出具有尖銳棱角的新磨粒（即自銳性），選用軟砂輪。前者是因為在磨削軟材料時，砂輪的工作磨粒磨損很慢，不需要太早的脫離；后者是因為在磨削硬材料時，砂輪的工作磨粒磨損較快，需要較快的更新。
精磨時，為了保證磨削精度和粗糙度，應選用稍硬的砂輪。工件材料的導熱性差，易產生燒傷和裂紋時（如磨硬質合金等），選用的砂輪應軟一些。
（5）組織
砂輪的組織是指組成砂輪的磨粒、結合劑、氣孔三部分體積的比例關系。通常以磨粒所占砂輪體積的百分比來分級。砂輪有三種組織狀態：緊密、中等、疏松；細分成 0-14號間，共15級。組織號越小，磨粒所占比例越大，砂輪越緊密；反之，組織號越大，磨粒比例越小，砂輪越疏松，見表6.10。
| 組織號 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
| 磨粒率% |
62 |
60 |
58 |
56 |
54 |
52 |
50 |
48 |
46 |
44 |
42 |
40 |
38 |
36 |
34 |
| 類別 |
緊密 |
中等 |
疏松 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 應用 |
精磨、成型磨 |
淬火工件、刀具 |
韌性大和硬度低的金屬 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
表 6.10 砂輪組織分類
（6）形狀尺寸及其選擇
根據機床結構與磨削加工的需要，砂輪制成各種形狀與尺寸。表6 是常用的幾種砂輪形狀、尺寸、代號及用途。
砂輪的外徑應盡可能選得大些，以提高砂輪的圓周速度，這樣對提高磨削加工生產率與表面粗糙度有利。此外，在機床剛度及功率許可的條件下，如選用寬度較大的砂輪，同樣能收到提高生產率和降低粗糙度的效果，但是在磨削熱敏性高的材料時，為避免工件表面的燒傷和產生裂紋，砂輪寬度應適當減小。
| 砂輪名 稱 |
簡圖 |
代號 |
尺寸表示法 |
主要用途 |
| 平形砂 輪 |
|
P |
P D × H × d |
用于磨外圓、內圓、平面和無心磨等 |
| 雙面凹砂輪 |
|
PSA |
PSA
D × H × d—2—d 1 × t 1 × t 2 |
用于磨外圓、無心磨和刃磨刀具 |
| 雙斜邊砂輪 |
|
PSX |
PSX D × H × d |
用于磨削齒輪和螺紋 |
| 筒形砂 輪 |
|
N |
N D × H × d |
用于立軸端磨平面 |
| 碟形砂 輪 |
|
D |
D D × H × d |
用于刃磨刀具前面 |
| 碗形砂 輪 |
|
BW |
BW D × H × d |
用于導軌磨及刃磨刀具 |
表6 常用砂輪形狀及用途
舉例說明
編號的含義
41-A30Q4BF MAX SPEED R.P.M
41
按國際慣例指 T41- 平行砂輪 T42- 鈸型切斷砂輪 T27- 鈸型磨片砂輪
A
磨料：A- 棕剛玉 WA- 白剛玉 C- 黑炭化硅 GC 綠碳化硅
AC 混合磨料 SA- 單晶剛玉 MA- 微晶剛玉 BA- 黑剛玉 ZA- 鋯剛玉
PA- 鉻剛玉 FA- 半脆剛玉 SG- 陶瓷剛玉 SC- 立方碳化硅 BC- 碳化硼 D- 金剛石
30
磨料粒度：分 16 、 20 、 24 、 30 、 36 、 40 、 46 、 54 、 60 、 70 、 80 、 90 、 100 、 120 、 150 、 180 、 220 .240（以細稱為微粉）
Q
砂輪硬度 分：F 、 Q 、 H 、 J 、 K 、 L 、 M 、 N 、 P 、 Q 、 R 、 S 、 T 、 Y
4
組織號：根據磨料在砂輪制品中所占的體積比率分
0 、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 、 7 、 8 、 9 、 10 、 11 、 12
B
結合劑類型
F
增強型
MAX SPEED
最大允許線速度 米 / 秒
R.P.M
最大允許轉速 轉 / 分
砂輪的使用有一定的危險性。為了大家的安全，下邊列出使用中的注意事項：
砂輪機是機械工廠最常用的機器設備之一，它的安裝是否合理，是否符合安全要求；它的使用方法是否正確，是否符合安全操作規程。這些問題都直接關系到每一位職工的人身安全，因此在實際的使用中必須引起我們足夠的重視。
1 安裝過程中的注意事項
安裝時首先要對砂輪的安全質量進行檢測，方法，用尼絨錘(也可以用筆)輕敲砂輪側面，音響清脆則沒問題.
定位問題 砂輪機安裝在什么位置，是我們安裝過程中首先要考慮的問題，只有選定了合理又合適的位置，我們才能進行其它的工作。砂輪機禁止安裝在正對著附近設備及操作人員或經常有人過往的地方，一般較大的車間應設置專用的砂輪機房。如果確因廠房地形的限制不能設置專用的砂輪機房，應在砂輪機正面裝設不低于1.8m高度的防護檔板，并且檔板要求牢固有效。
平衡問題 砂輪的不平衡主要是由砂輪的制造和安裝不準確，使砂輪重心與回轉軸不重合而引起的。不平衡造成的危害主要表現在兩個方面，一方面在砂輪高速旋轉時，引起振動，易造成工件表面產生多角形振痕；另一方面，不平衡加速了主軸的振動和軸承的磨損，嚴重時會造成砂輪的破裂，甚至造成事故。因此，要求直很大大于或等于200mm的砂辦公樓裝上卡盤后應先進行靜平衡，砂輪在經過整形修整后或在工作中發現不平衡時，應重復進行靜平衡。
匹配問題 匹配問題主要是指卡盤與砂輪的安裝配套問題。按標準要求，砂輪卡盤直徑不得小于被安裝砂盤直徑的1/3，且相應規定砂輪磨損到直徑比卡盤直徑大10mm時應更換新砂輪。這樣就存在一個卡盤和砂輪的匹配問題，否則會出現這樣的情況，“大馬拉小車”造成設備和材料的浪費；“小馬拉大車”又不符合安全要求，易造成人身事故。因此，卡盤與砂輪的合理匹配，一方面可以節約設備，切約材料；另一方面又符合安全操作要求。此外，在砂輪與卡盤之間還應加裝直徑大于卡盤直徑2mm，厚度為1mm~2mm的軟墊。
防護問題 防護罩是砂輪機最主要的防護裝置，其作用是：當砂輪在工作中因故破壞時，能夠有效地罩住砂輪碎片，保證人員的安全。砂輪防護罩的形狀有圓形和方形兩種，其最大開口角度不允許超過90°；防護罩的材料為抗拉強度不低于415N/mm2的鋼。更換新砂輪時，防護罩的安裝要牢固可靠，并且防護罩不得隨意拆卸或丟棄不用。
擋悄屏板是砂輪機的主要防護附件之一，防護罩在主軸水平面以上開口大于等于30(時必須設此裝置。它的主要功能是用來遮擋磨削過程中的飛悄，以免傷及操作人員。它安裝于防護罩開口正端，寬度應大于砂輪防護罩寬度，并且應牢固地固定在防護罩上。此外，要求砂輪圓周表面與檔板的間隙應小于6mm。
托架問題 托架是砂輪機常用的附件之一，按規定砂輪直徑在150mm以上的砂輪機必須設置可調托架。砂輪與托架之間的距離應小于被磨工件最小外形盡寸的1/2，但最大不應超過3mm。
接地問題 砂輪機使用動力線，因此設備的外殼必須有良好的接地保護裝置。這也是易造成事故的重要因素之一。
2 使用過程中的注意事項
側面磨削問題：
在砂輪機的日常使用中，我們常常可以發現有的操作者不分砂輪機的種類、不分砂輪的種類，隨意地就使用砂輪的側面進行磨削，這是嚴重違反安全操作規程的違章操作行為。按規程用圓周表面做工作面的砂輪不宜使用側面進行磨削，這種砂輪的徑向強度較大，軸向強度很小，操作者用力過大時會造成砂輪破碎，甚至傷人，在實際的使用過程中應禁止這種行為。
正面操作問題：
在日常的使用中，許多操作者總習慣正對著砂輪進行操作，原因是這個方向上能用上勁，其實這種行為是砂輪機操作中應特別禁止的行為。按操作規程，使用砂輪機磨削工件時，操作者應站在砂輪的側面，不得在砂輪的正面進行操作，以免砂輪出故障時，砂輪飛出或砂輪破碎飛出傷人。
用力操作問題：
在砂輪機的使用時，有些操作者，尤其是年青的操作者，為求磨削的速度快，用力過大過猛，這是一種極不安全的操作行為。任何砂輪的平身都有一定的強度，這樣做很可能會造成砂輪的破碎，甚至是飛出傷人，也是一種應禁止的行為。
共同操作問題：
在實際的日常操作中，也有這樣的情況發生，有人為趕生產任務、搶工作時間，兩人共用一臺砂輪機同時操作，這是一種嚴重的違章操作行為，應嚴格禁止。一臺砂輪機不夠用的時候，可以采用添加砂輪機的辦法解決，絕對不允許同時共用一臺砂輪機。
3 更換過程中的注意事項
磨損問題：
任何砂輪都有它的一定的使用磨損要求，磨損情況達到一定的程度就必須重新更換新的砂輪。不能為了節約材料，就超磨損要求使用，這是一種極不安全的違章行為。一般規定，當砂輪磨損到直徑比卡盤直徑大10mm時就應更換新砂輪。
有效期問題：
從庫房領出的新砂輪不一定是合格的砂輪，甚至從廠家買進的新砂輪也不一定是合格的砂輪。任何砂輪都有它一定的有效期限，在有效期限內使用，它是合格砂輪；超過有效期使用，就不一定是合格的砂輪。規程規定“砂輪應在有效期內使用，樹脂和橡膠結合劑砂輪存貯一年后必須經回轉試驗，合格者方可使用”。
質地問題：
在使用過程中，如果發現砂輪局部出現裂紋，應立即停止使用，重新更換新的砂輪，以免造成砂輪破碎傷人事故。
4 其它應注意事項
環境問題：
砂輪機一般應設置專用砂輪機房，且嚴禁在砂輪機房或砂輪機附近堆放易燃易爆的物品，以免發生火災或爆炸事故，也不應在砂輪機附近亂放其它零件或物品。
管理問題：
砂輪機應有專人負責，凡非本單位人員欲在砂輪機上磨削物件時，需經專職負責人許可，并且嚴格遵守安全操作規程，嚴禁未經負責人員同意，外人私自亂用砂輪機。此外，砂輪的更換亦應由專人負責，禁止他人私自更換、安裝砂輪。
關車問題：
操作人員停止工作后，應立即關車。禁止砂輪機在無人使用、無人管理的情況下空轉。此外，使用后應保持中短波輪機的清潔。
1、表面粗糙度太大
表面粗糙度的高低決定著膠輥質量的好壞，膠輥表面粗糙度Ra值一般在0.5－0.8um之間為宜，75°以上的膠輥，Ra值可降至0.2um；65°及不處理膠輥由于膠輥配方決定了Ra值，太多次數的磨礪也不會使Ra<0.5um。膠輥表粗糙度過大(Ra>0.8um)，一般是以下幾種原因造成的。
①精磨量>0.3mm
②往復次數太少。以A802磨床為例，75°－80°膠輥的往復次數應不低于2個來回；65°及不處理膠輥的往復次數應不低于4個來回。
③大氣孔砂輪外園修整不園正鋒利。解決的辦法是重新抄砂輪直至達到要求。
④大氣孔砂輪平衡未校調好。砂輪自振過大。要重新校平衡。
⑤大氣孔砂輪存在厚薄不一，氣孔、磨粒分布不勻。這種大氣孔砂輪嚴禁使用。
2、表面螺紋線和花斑
①大砂輪鈍化。要抄砂輪。
②大氣孔砂輪兩側被丁腈粉末堵塞，最易起螺紋線。
③砂輪轉速，車頭轉速太小，而橫動速度過快也易起螺紋線。一般砂輪的轉速在2000－2100轉/分，車頭轉速在500轉/分也會使這種現象得以改善。
④夾持膠輥的力過小，在磨礪過程中膠輥打滑，膠輥表面易起不規則的花斑。
3、膠輥表面環狀起泡主要是粗磨時磨削量過大，手動速度過快，磨礪時膠輥回轉減慢造成的。解決表面環狀起泡的有效方法是分二次或多次粗磨或減慢床面橫動速度。
另外，粗磨時選用的大氣孔砂輪粒度太小，比如選用120#以上的大氣孔砂輪，磨礪時產生熱量過大，造成膠輥內層“灼傷”而產生環狀起泡。所以粗磨膠輥最好選用45#－60#的大氣孔砂輪。
引起砂輪[1]不平衡的原因主要是砂輪幾何尺寸不對稱，砂輪各部分密度不均勻以及安裝偏芯等。不平衡的砂輪在高速運轉時，會產生振動，從而影響磨削質量。
調整靜平衡的方法
圖一
調整靜平衡的方法(見圖1)。
找出砂輪的重心最下位置點A。
在A點同一直徑上的對應點做一記號B。
加入平衡塊C，使A和B兩點位置不變。
再加入平衡塊D、E并仍使A、B點位置不變，如有變動可以上下調動D、E。使A、B兩點恢復原位。此時砂輪左右已平衡。
將砂輪轉動90度。如不平衡，將D、E同時向A或B點移動直到A、B兩點平衡為止。如此調整使砂輪在任何方位上穩定下來。砂輪就平衡了。
調整平衡時注意事項
平衡架要放水平，特別是縱向。
砂輪要緊固，法蘭塊，平衡塊要洗凈。
砂輪法蘭盤內錐孔與平衡芯軸要配合緊密，芯軸不應彎曲。
砂輪平衡后，平衡塊要緊固。
