§ 砂輪種類與用途 §
17.07.2020
國立虎尾科技大學 機械與電腦輔助工程系
鍾林樹
【課程大綱】
一、前言 二、砂輪的基本認識 三、砂輪的標示方法 四、砂輪各部位名稱 五、砂輪之分類及其規格
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【前言】
磨削定義
所謂磨削，係高速旋轉中之磨料輪來磨 除金屬之加工
磨料輪之作用一如其他多刃刀具，由堅 硬鋒銳之磨粒以代替刀齒，將為數甚多 之磨粒組成一多刃之切削刀具，經由高 速回轉的機械動作，以其不斷自生的微 細而堅硬銳利的顆粒與磨屑空隙，每一 磨粒皆能發揮其切削而產生磨削作用。
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【粒度的種類】
單一種磨粒
同一號數磨料顆粒
混合磨料
混合兩種或兩種以上磨料
混合粒度
同一磨料，但混合兩種或兩種以上不 同號數磨料顆粒
混合磨粒
混合兩種或兩種以上磨料，且也混合 兩種或兩種以上不同號數磨料顆粒
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【磨粒大小之比較】
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【砂輪粒度表 】
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磨料間距之測定甚為困難，故以砂輪體 積中磨料所佔的百分比，亦即以磨料率 作為組織。
目地
可以製成緊密或鬆散的不同密度砂輪， 以適合不同的研磨狀況。
使砂輪的磨料顆粒磨鈍後能迅速崩碎， 而使新刃露出繼續研磨。
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【組織與氣孔】
組織密則氣孔少，組織鬆則氣孔多。 氣孔多雖然結合度弱，但有較大的切屑空間， 可提高切削效果。 氣孔大、孔數少稱為粗砂輪；氣孔小、孔數多 稱為密砂輪。
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【砂輪之結合度表示法】
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【硬砂輪與軟砂輪】
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【砂輪結合度之選用】
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【砂輪結合度之使用範圍】
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【組織】
定義
組織乃係磨料、結合劑和氣孔三者在數 量上比例分佈狀況，狹義而言乃為磨料 粒間之距離。
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【粒度】
將熔煉的結晶錠塊打碎、輥壓和處 理，以篩選分出不同大小的顆粒和 微粉，其顆粒大小以數字來表示， 稱為粒度。
磨料粒度一般以號數表示之，即每 一英吋（25.4mm）長度之篩孔數。 號數越大，則磨料粒愈小，磨料粒 愈小則磨削時其磨屑較小，磨削後 之工件表面則較細緻。
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【刀刃離隙面表面粗糙度實驗】
砂輪粒度對離隙面表面粗糙度影響：
當砂輪粒度愈高時，所得到之表面粗糙度相對較佳。 相同砂輪粒度，進給率變小時，所得到之表面粗糙度 相對較佳。
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【刀刃離隙面表面粗糙度實驗】
磨削速度對離隙面表面粗糙度影響：
磨削速度固定時，進給速率愈快，離隙面表面粗糙度愈差。 砂輪粒度愈高時，磨削速度對於表面粗糙度影響相對減少。
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【砂輪的構造】
構成砂輪的三大要素
磨料(Abrasive)：
直接對工件發生研磨作用的粒刃。
結合劑(Bond)：
產生磨料顆粒間的結合力、保持力， 並使砂輪在一定的速度下能安全回轉。
氣孔(Pore)：
磨料與結合劑以外的間隙，可幫助磨 屑的排除，並保持研磨效果。
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【組織分類】
碳化矽系
黑色碳化矽(C) 綠色碳化矽(GC)
超級磨料
立方晶氮化硼(CBN) 鑽石(SDC)
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【磨料之種類特性及其用途】
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【磨粒針對加工物之使用區分】
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【磨料之硬度】
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【各種磨料之硬度與破碎指數】
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【磨削條件與粒度關係】
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【粒度與表面粗糙度關係】
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【粒度與表面粗糙度關係】
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【刀刃離隙面表面粗糙度實驗】
設定條件為外徑大小、離隙角度、 切深為定值，以砂輪粒度、切線速 度、及進給速率等三因子，在各磨 削條件範圍內，各取高、中、低三 個水準，量測各研磨面之粗糙度。
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【磨料特性】
結晶構造之比較
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【磨料特性】
硬度
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【磨料特性】
熱傳導率
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【磨料特性】
熱安定性
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【磨料】
磨料種類
氧化鋁系
黑色氧化鋁(A) 白色氧化鋁(WA) 淡紅色氧化鋁(PA) 單結晶灰白色氧化鋁(HA) 多結晶黑褐色氧化鋁(44A)
硬度硬度大小是指被穿刺時抵抗来自度的大 小破碎指數（韌性）
磨料承受衝擊應力而不破裂或不粉碎 的能力
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【磨料】
磨料須具備的特性
必須具有相當硬度的礦物結晶體，在加 工時能抵抗外力不發生破碎。 在加工中受外力時，具有不易變形和不 易磨耗的強韌性。 必須具有耐熱性，研磨過程中所產生的 熱，不易使磨料顆粒在工作物間熔化。 必須具有化學的不活性。
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【刀刃離隙面表面粗糙度實驗】
進給速率對離隙面表面粗糙度影響：
當進給速率愈慢時，所得到之表面粗糙度會愈好。 當使用的砂輪粒度較粗時，要得到較好的研磨表面粗 糙度，可以選擇較高磨削速度與較低的進給速率。
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【結合度】
結合度定義
表示砂輪保持磨料的能力或稱砂 輪的結合強度，又稱為硬度。亦 指砂輪在研磨時能夠抵抗磨料顆 粒從砂輪上撕裂的壓縮力、剪斷 力、和衝擊力的強弱程度。
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【砂輪的構造】
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【砂輪的研磨性能】
決定砂輪研磨性能五大因素
磨料（Abrasives） 粒度（Grain Size） 結合度(硬度)（Grade） 組織（Structure） 結合劑（Bond）
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【磨料】
磨料的切削是處於高速旋轉、高溫 高壓、及切削劑，所以需具有高硬 度、適當的韌性及破碎性、和化學 安定性。
自生做用
當磨料顆粒磨鈍時，因不斷崩裂 ，而產生新刃乃至失去作用而脫 落，從而又露出新磨料。
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【結合度】
結合度影響
結合度太軟時磨粒未作研磨即易 脫落；太硬時磨粒磨鈍後，不即 時脫落導致砂輪外緣鈍化平滑易 使工作物燒損。
結合度標示
一般以英文字母A表示最軟，順序 至Z表示最硬。
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