在精密研磨加工中，砂輪的性能與安裝精度直接影響加工品質與生產效率。鑽石與氮化硼磨料雖然擁有極高硬度，但耐衝擊性較差，若操作不當，容易碎裂或異常磨耗，進而影響研磨效果。因此，確保砂輪的正確安裝、精度控制與設備穩定性，是提升研磨精度與延長砂輪壽命的關鍵。
本篇內容將探討影響砂輪磨耗的因素、砂輪安裝時的精度標準、安裝前的檢查要點與正確的安裝步驟，並針對不同類型的砂輪（如 BD 砂輪與電鑄式砂輪）提供相應的安裝方法與注意事項，以確保研磨作業的穩定性與安全性。
目錄
超級磨料的介紹
鑽石的介紹
鑽石是天然界中硬度最高的物質，摩氏硬度為10，這使得它在切削、磨削和抛光過程中具有無可比擬的優勢。它能有效處理各種硬度較高的材料，如鎢鋼、玻璃、陶瓷和石材等。
鑽石的耐磨性也非常突出，可以長時間使用而不會快速磨損，這使得它在長期的磨削過程中依然保持高效。
※注意鑽石不適合高溫加工與加工鐵、鎳、鈷等鐵族元素，因這些金屬對碳具有強親和力，會催化鑽石分解並形成碳化物或溶解於金屬中，加速磨耗並降低硬度與耐用性。因此，鑽石不適用於加工含鐵族元素的材料。
(延伸閱讀:磨料-鑽石介紹)
立方晶氮化硼(CBN)的介紹
CBN的原子結構與鑽石非常相似，擁有極高的硬度，僅次於鑽石。然而，CBN是一種完全人造的材料，天然產出的並不存在。
CBN的主要用途是解決鑽石磨料在某些領域中的局限性，特別是在高溫研磨與與鐵、鈷、鎳系等高硬度特殊材料的研磨加工中發揮關鍵作用。由於這些材料的化學性質與鑽石不相容，CBN成為工業加工的理想選擇。
(延伸閱讀:磨料-人造立方晶氮化硼CBN介紹)
會影響砂輪加工時磨料異常的因素
鑽石與氮化硼磨料雖然硬度高，但耐衝擊性較差，容易碎裂，因此需特別注意以下事項：
- 心軸精度與砂輪安裝：砂輪心軸的精確度及正確安裝至關重要，確保研磨穩定性。
- 心軸振動與推送機構：須充分檢查並校正，避免因振動或推送不當導致磨料碎裂，更有可能工件出現振浪狀的表面。
此外，砂輪周速度與進刀量的穩定性也相當重要，需確保以下條件：
- 機械馬力充足：不足的馬力會使研磨過程中砂輪回轉速降低，導致異常磨耗與研磨效率下降。
- 機械剛性與穩定性：機械須具備高剛性且無振動，以確保最佳研磨效果。
- 砂輪同心度與偏擺：若同心度不足或側面偏擺過大，容易造成機械振動、研磨噪音、加工面振浪狀紋路及砂輪偏磨耗，進而減短砂輪壽命。
如果這些因素異常往往會造成鑽石或氮化硼磨料的碎裂導致刮傷加工面或出現振浪狀的加工面及砂輪的異常磨耗等。
(延伸閱讀：如何控制研磨加工的表面粗糙度？提升表面品質)
砂輪安裝時的精度標準
為了防止研磨異常與提高加工品質，正確安裝砂輪是絕對必要的，需符合以下精度標準：
- 外周同心度與側面偏轉：應控制在 0.02mm 以內，甚至更小，以確保研磨穩定性。
- 總形砂輪緣形精密度：其晃動應控制在 0.01mm 以內，方可開始作業，以避免異常磨耗與加工誤差。
- 砂輪直徑 150mm（含）以上：偏轉量不得超過 0.0127mm。
※振動對於砂輪來說是需要極力避免的事情，振動會導致砂輪面與工件敲打，砂輪磨料脫落，進一步增大面粗度，工件表面也會產生振浪狀。
砂輪安裝前的檢查
若按照基本方法使用砂輪，則砂輪是安全的工具。但是當使用方法錯誤或機械操作疏失時，則有可能導致砂輪損壞。
以下是在砂輪使用前及安裝前需要檢查的事項:
- 標有安全使用期限的砂輪應在使用期限內使用。
- 安裝砂輪前，應進行有無裂痕、破損、缺裂等外觀檢查和敲擊聲響測試。
- 應確認砂輪上標示的最高使用周速度、尺寸等是否與磨床相符。
- 砂輪與工件托板之間的間隙應調整於3mm以內，砂輪與舌板之間的間隙應調整於3～10mm之間。
- 防護罩應使用能夠覆蓋砂輪2分之1以上的合適產品。
- 每日作業開始前應試轉1分鐘以上，更換砂輪時應試轉3分鐘以上。手持式砂輪機的試轉應在安全的場所進行。
- 應使用擋屑板等防止火花噴濺。
- 當砂輪孔徑與磨床不符時，禁止將砂輪強行安裝在主軸上或任意修改砂輪的孔徑。
砂輪安裝步驟
步驟1.安裝外延用砂輪時，可以先將法蘭（Flange）輕輕夾持，然後利用針盤指示量錶求中心，最後鎖緊法蘭將砂輪固定，但切勿將螺帽鎖得過緊。
※注意：此時不得使用鉛、銅等材質的鎚子敲擊砂輪的外緣，因為銅、鉛等會附著於砂輪的氣孔（chip pocket），導致填塞。因此必須使用尼龍槌輕敲。
步驟2.為了正確地將BD砂輪安裝到磨床上，其裝置面及凸緣必須處理妥當。然後再藉助針盤量錶，即可將砂輪在最小的偏轉情況下裝於定位。
※注意：在裝置BD砂輪時，切忌使用紙墊片、吸墨紙或金屬片等，否則容易發生裝置不牢的現象。
步驟3.為了減少噪音、振動及砂輪磨耗，在裝置完成後，須將BD砂輪加以平衡。
※注意：要使整個砂輪組合在平衡狀態以利加工。對於大型BD砂輪最好使用動態平衡法。在平衡之前BD砂輪要先予以削整。
電鑄式砂輪的安裝:
電鑄式砂輪是不能削整的，只要在安裝後，徹底檢查，以確保其運轉是在正常狀態即可。
結論
正確的砂輪安裝與操作對於確保研磨品質、提升加工效率、延長砂輪壽命至關重要。影響砂輪磨料異常的因素包括心軸精度、振動控制、機械剛性、馬力穩定性等，這些條件若未達標，將導致砂輪異常磨耗、工件表面缺陷及加工效率下降。
為了防止研磨異常，砂輪的同心度、側面偏轉與總形精密度需控制在標準範圍內，並在安裝前進行詳細檢查，如確認安全使用期限、外觀狀態、最高使用周速度等。此外，安裝過程中應避免不當敲擊、確保固定穩固、進行動態平衡調整，以降低噪音與振動，確保加工穩定性。
電鑄式砂輪則無法削整，需在安裝後進行徹底檢查，以確保運轉狀態正常。透過嚴格遵循這些準則，可有效提升研磨精度、減少異常損耗，進而優化整體加工品質。
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