磨料磨具的發(fā)展
磨料磨具、打磨、拋光的工具。大多數(shù)磨具[1]都是由磨料和結(jié)合劑制成的人工磨具，也有直接由天然礦物巖石加工而成的天然磨具。磨具除了廣泛用于機械制造和其他金屬加工業(yè)外，還用于糧食加工、造紙工業(yè)以及陶瓷、玻璃、石材、塑料、橡膠和木材等非金屬材料的加工。
在磨料磨具的使用過程中，當磨粒變鈍時，由于磨粒本身的部分碎裂或結(jié)合劑的斷裂，磨粒部分或全部從磨具上脫落，磨具工作面上的磨料不斷呈現(xiàn)新的切削刃或新的鋒利磨粒，從而磨具可以在一定時間內(nèi)保持切削性能。磨具的這種自銳性是磨具相對于普通工具的一個突出特點。
早在新石器時代，人類就開始使用天然磨石加工工具，如石刀、斧、骨器、角器、牙器等。1872年，美國出現(xiàn)了用天然磨料和粘土制成的陶瓷砂輪。1900年前后，人造磨料問世，用人造磨料制成的各種磨具相繼問世，為研磨和磨床的迅速發(fā)展創(chuàng)造了條件。此后，天然磨具在磨具中的比重逐漸降低。
根據(jù)原材料的來源，磨具有兩種:天然磨具和人造磨具。機械行業(yè)常用的天然磨具是油石。根據(jù)基本形狀和結(jié)構(gòu)特點，人造磨具分為砂輪、磨頭、油石、砂瓦(統(tǒng)稱固結(jié)磨具)和涂層磨具五大類。另外，磨料在傳統(tǒng)上被列為磨具的一種。
根據(jù)所用磨料的不同，固結(jié)磨具可分為普通固結(jié)磨具和超硬固結(jié)磨具。前者由剛玉、碳化硅等普通磨料制成，后者由金剛石、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。
普通磨料粘結(jié)磨具是具有一定形狀和強度的磨具，由粘結(jié)劑粘結(jié)而成。一般由磨料、結(jié)合劑和氣孔組成，常稱為粘結(jié)磨具三要素。
磨料磨具中起切削作用。結(jié)合劑是將松散的磨料固化成磨具的材料。有無機和有機兩種。無機結(jié)合劑包括陶瓷、菱鎂礦和硅酸鈉等。有機材料包括樹脂、橡膠和蟲膠等。其中，陶瓷、樹脂和橡膠粘合劑是常用的。
在空氣孔磨削過程中，起到包容和清除碎屑的作用，并能容納冷卻液，有助于磨削熱量的散發(fā)。磨料磨具為了滿足一些特殊的加工要求，可以在孔隙中浸漬一些填料，如硫磺、石蠟等，以提高磨具的使用性能。這種填充物也被稱為磨具的第四要素。
代表普通磨料固結(jié)磨具特性的項目有:形狀、尺寸、磨料、粒度、硬度、質(zhì)地、背襯、底膠、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，反映了水泥固持磨粒的強度。
磨具的硬度主要取決于結(jié)合劑的加入量和磨具的密度。磨粒容易脫落說明磨具硬度低。反之，則表示硬度高。硬度一般分為超軟、軟、中軟、中硬、硬、超硬七個等級，從中可以細分出幾個亞等級。常用的測量磨具硬度的方法有手錐法、機械錐法、洛氏硬度計和噴砂硬度計。
磨具的硬度與其動態(tài)彈性模量之間存在對應(yīng)關(guān)系，這有利于用音頻法測量磨具的動態(tài)彈性模量來表示磨具的硬度。在磨削過程中，如果被磨削工件的材料硬度較高，一般選用硬度較低的磨具;反之，選擇硬度高的磨具。
磨料磨具大致分為緊湊型、中型、松散型三種。每一類又可以細分為數(shù)字等。，由組織編號區(qū)分。磨具的組織數(shù)越大，磨具中磨料的體積百分比越小，磨粒間的間隙越寬，說明組織越疏松。反之，組織編號越小，組織越緊密。質(zhì)地疏松的磨具在使用時不易鈍化，磨削時產(chǎn)生的熱量少，可以減少工件的熱變形。結(jié)構(gòu)緊密的磨具磨粒不易脫落，有利于保持磨具的幾何形狀。磨具的結(jié)構(gòu)只是根據(jù)制造時磨具的配方來控制，一般不確定。