砂輪的壽命與砂輪的磨耗息息相關，在沒有發生「異常狀況」時，我們都可以認定這顆砂輪還沒有到終點，可以繼續使用。
本篇主要介紹砂輪的幾種磨耗特性、計算方式與排除方法，如果有需要就跟著我們一起看下去
在研磨過程中，砂輪的壽命對加工效率和品質至關重要。砂輪的使用壽命受多種因素影響，包括結合度、工件速度、砂輪周速以及磨料的切入深度等。
不同的研磨條件會影響砂輪磨耗的速度，也就是為甚麼同一顆砂輪在A方式中好用，但換成B方式時反倒顯得不好用的原因。
因此了解如何計算研磨比與比磨耗量選擇合適的砂輪，對提高生產效率或降低成本具有重要意義。
目錄
砂輪切刃常出現下面四種狀態
砂輪的切刃會因研磨過程時的變化而有不同的形態，主要分為四種
1. 脫落型:在脫落型研磨作業中，當磨料的切刃磨滅時，研磨阻力會增大，導致磨料大量脫落。這種情況下，磨料粒子之間的間隔增大，砂輪表面呈現粗糙狀態。
2. 正常型(自生型):在進行研磨時，當磨料的切刃鈍化，會導致研磨阻力增大。此時，磨料會劈開，顯現出新的切刃，使砂輪恢復原本的切削力，維持理想的研磨效果。
3. 填塞型:在填塞型研磨中，磨屑會黏附在砂輪表面，這會妨礙其他研磨作業的進行。磨屑的形狀通常為撕裂形或熔融形，這些磨屑可能會構成刃尖，進一步影響切削效果。
4. 平滑型: 在平滑形研磨中，磨料鈍化至失去研磨能力的狀態，導致磨料表面變得圓滑，整個砂輪被包覆，這對研磨效果造成了負面影響。
(延伸閱讀:砂輪磨粒的研磨作用)
砂輪不同型態的磨耗
因為切刃的狀態不一樣，因此磨耗的過程也會隨著時間變化產生出現差異
脫落形
特性：磨耗量起初非常大，隨後減少，接著再增大，最終呈現穩定的大磨耗量。
原因：
- 最初大磨耗量是因為砂輪再進行修整效果所導致的，會快速的使不穩定的磨料迅速脫落。
- 修整效果隨著研磨進行逐漸消失，磨耗量減少。
- 後續因研磨作用穩定，磨耗量保持在一定高水平。
延長壽命建議:降低初期磨耗，減少修整深度與速度，避免過度破壞砂輪表面結構。
自生形(最理想狀態)
特性：初期磨耗量較大，但迅速減少並維持穩定的小磨耗量。
原因：
- 修整造成的初期磨耗較大，但隨後磨耗量減少。
- 適度磨耗後，砂輪產生自銳作用，使研磨效率提升且磨耗量穩定。
延長壽命建議
- 適度提高加工速度與研磨壓力，使自銳作用得以發揮，避免砂輪表面鈍化。
- 選擇適合的結合劑與磨料材料，以確保砂輪具有適當的自銳性能。
填塞形
特性：初期大磨耗量不會迅速減少，但過程中因磨耗的減少而後磨料剝落造成磨耗的增加，呈現曲線反覆變化的趨勢。
原因：
- 砂輪表面被磨屑填塞，導致磨耗量減少但研磨阻力增加。
- 當阻力過大時，磨料連同包覆磨屑脫落，磨耗量再次增大，形成反覆波動的磨耗曲線。
延長壽命建議
- 選用合適的冷卻液：加強磨屑的排除能力，減少填塞狀況。
- 提高砂輪結合度與磨料硬度：減少磨屑嵌入砂輪表面的可能性。
平滑形
特性：常見於結合度過大的砂輪，磨耗量最小，磨耗曲線呈反覆波動。
原因：
- 表面磨屑鈍化導致磨耗量降低。
- 與填塞形類似，當阻力無法克服時，表面磨料脫落，磨耗量稍有增大，但整體磨耗較小。
延長壽命建議:選擇結合度較低的砂輪，加速磨料脫落，恢復自銳能力。
通用的建議
- 選擇合適條件的砂輪：根據加工材料與條件，選擇適合的砂輪結合劑、磨料類型與結構。
- 使用冷卻液：有效降低加工過程中的熱量累積，減少砂輪與工件的過度磨損。
- 維護加工機台：確保機台穩定性，避免因振動或不穩定導致砂輪額外磨耗。
- 定期檢查與保養：定期檢查砂輪表面狀況，必要時進行修整或更換。
比磨耗量與研磨比
比磨耗量
定義：表示砂輪耗損的速率
公式:Ss是以被研磨的工件容積(研磨量)Tmm³除砂輪磨耗量Smm³所得的值。
計算結果：
- 值較大：表示砂輪磨耗較多，相對而言工件材料去除較少，砂輪使用效率低。
- 值較小：表示砂輪耗損較少，而材料去除效率較高，砂輪性能佳。
研磨比
定義:表示砂輪加工效率的高低。
公式:比磨耗量的倒數G稱為研磨比。
計算結果：
- 值較高：表示砂輪耗損少但去除工件材料量多，研磨效率高，砂輪壽命長。
- 值較低：表示砂輪耗損多而去除工件材料量少，研磨效率低。
比磨耗量與研磨比的關係
這兩者呈反比關係：
- 當砂輪耗損少（比磨耗量低）時，研磨比高，代表砂輪效率佳。
- 當砂輪耗損多（比磨耗量高）時，研磨比低，表示砂輪效率差。
對於某種工件材料，不同砂輪的選擇與加工條件會影響砂輪的磨耗量、研磨量及比磨耗量的變化。
砂輪磨耗量通常與磨料切刃深度成正比。當切入深度較小時，磨耗量和研磨量呈直線上升；但當磨耗量過大，切入深度稍增加，磨耗會劇烈提升。
磨耗適中的砂輪可維持自銳作用，使研磨量穩定線性增加直至切入深度非常大。而磨耗過少的砂輪，隨切入深度增加可能因填塞現象導致研磨量停滯。
比磨耗量的直線部分代表砂輪的最佳實用範圍，範圍越寬，砂輪性能越穩定。
在同樣條件下如何選擇砂輪?
在相同的條件與最終想達成的品質條件下，經計算後
您因時間需求，想要快速且高校，的加工效率，那就要選現有中砂輪「研磨比較高的砂輪」
如果今天有節省成本的需求，那就要選現有中砂輪「比磨耗量高的砂輪」
提醒：在評估的過程中也建議將時間與人力拉入計算，已獲得最有效的解決方案喲！
如何判定砂輪的修整時間?
砂輪的削整間隔是指砂輪在使用過程中需要進行修整的時間間隔，或以砂輪已完成的研磨量來表示的修整頻率。
理想上，砂輪應該透過自銳作用維持切削能力。然而，實際加工中，砂輪可能因形狀變形、震動、噪音等問題而無法繼續使用。
砂輪壽命的標準
- 脫落形磨耗：砂輪在直徑減少到一定程度或達到特定磨耗量後，壽命結束。
- 平滑形磨耗：當切刃面積率（切刃磨耗面積與總面積之比）達到 8~10% 時，切削力急劇增加，研磨阻力導致研磨燒焦，壽命結束。或是當研磨韌性材料時，當砂輪因平滑而失去切削能力時，繼續研磨會造成加工面劣化，例如震動增強或表面品質降低，此時可將此階段視為砂輪壽命終點。
終歸來說，在工業領域的定義上是以砂輪研磨到不能研磨為終點。
另一種判定標準為砂輪壽命就是指直到加工面發生「某種異常」前，都可以使用。
異常如：表面燒焦、加工精度劣化:研磨力、研磨動力、研磨音響、磨床震動發生異常時都可以視為終點。
研磨條件對於砂輪壽命的影響
1. 切刃面積率基準:以到達切刃面積率8%的磨料累積研磨距離時，結合度愈低或是工件周速增大，磨料切入深度大時，磨料易脫落或破碎，磨耗面積較小，因此壽命比較長。
2.一定磨耗量的基準:直到工件發生顫紋的砂輪直徑減少量約略一定量的準則，以直到呈現該磨耗量的研磨時間為壽命，與各種研磨條件的關係，磨料切入深度代表的磨料負荷愈大時，壽命愈短。
實際應用中的壽命考量
- 工業判定：以砂輪無法切削的時間或研磨量為壽命定義較為方便。
- 工學解析：注重分析各切刃在特定時間或距離內的研磨能力維持狀況。
結論
砂輪壽命的長短取決於研磨條件及壽命判定基準。以切刃面積率為基準時，低結合度和適當工件速度有助於延長壽命；以一定磨耗量為基準時，工件速度、切入量及磨料負荷過大會縮短壽命。合理選擇砂輪參數及調整研磨條件，能有效提升加工效率並延長砂輪使用壽命。
行動
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