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本文內容摘要如下：
- 先介紹磨輪加工
- 其中砂輪的構成與規格
- 磨粒種類與特性（Abrasive Type）
- 粒度（Grade）
- 結合度（Grade）
- 組織密度（Structure）
- 結合劑（Bond）
3. 結論
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1. 磨輪加工介紹
[磨床示意圖] 圖片來源-台大傳統與非傳統製造實驗室課程網頁
磨削加工使用轉動的砂輪，依照磨床Z軸高度設定，以固定切深的方式去除材料。因為固定切深的方式依賴機台的行走精度，所以磨削無法超越母性原理得到比機台更高的精度。但相較車削、銑削，一般而言仍具有較高的精度。磨削在磨粒加工當中具有較高的材料移除率，能迅速去除材料至目標尺寸。(註：使用沒有XYZ三軸的砂輪，施加力量讓工件倚靠在其上磨除材料，不固定切深，依然稱為grinding，但與此處嚴謹的定義並不相同。)
[磨削示意圖] 圖片來源-台大傳統與非傳統製造實驗室課程網頁
磨削可以用砂輪圓周面或端面加工，配合工件移動/轉動、研磨內徑/外徑，有多種變化。
[各種磨削方式示意圖] 圖片來源-台大傳統與非傳統製造實驗室課程網頁
2. 砂輪的構成與規格
砂輪是利用結合劑將磨粒黏結形成輪狀，可能全部由磨粒與結合劑構成，也可能中心部由金屬構成，僅外圈具研磨功能。下圖是傳統磨料砂輪的規格，主要項目有磨粒種類(abrasive type)、粒度(grain)、結合度(grade)、組織密度(structure)、結合劑(bond type)等。
另外還有一種叫超級磨料的砂輪，除了傳統砂輪具有的規格外，比較重要的還有磨料深度(depth of abrasive)，因為超級磨料成本較高，消耗量也較少，因此只會有最外圈一層磨料。
砂輪的磨粒是高硬度、高脆性、具多稜邊的粒子。稜邊的作用相當於刀具的刃邊，可以刺入並切削材料。高硬度代表低磨耗，在刃邊磨耗變鈍前可以切削更多材料。高脆性使磨粒容易破碎形成新的稜邊，變鈍的磨粒可以因此恢復切削力。
[材料的（硬度/耐磨耗性）對應（脆性/韌性）]
一般車削、銑削刀具需要高硬度、高韌性的材料，但大部份材料的性質分佈則是硬度越大，脆性越高，位於上圖的黃色帶，所以一般切削工具的硬度有其限制。如前所述，砂輪對於磨粒的材料要求是高硬度與高脆性，正好與大部分材料的趨勢相同，因此可以使用超高硬度的材料，使磨削比起車削、銑削更適合加工高硬度材料。
砂輪的磨粒材料需依工件的材料性質及工作條件來選用，才能得到最佳的加工效率。例如抗拉強度高的鋼材需使用強度大的磨粒，以免磨粒未完全刺入材料即破碎，切削力無法發揮。下面列舉磨粒的種類及適用的工件與條件：
原則上來說，氧化鋁系（Ａ）適合抗拉強度高的工件，砂輪與工件接觸面積大時使用WA；碳化矽系（Ｃ）適合抗拉強度低的工件，工件為硬脆材料或砂輪與工件接觸面積大時使用GC；特別難切削的材料適用鑽石（D）或立方晶氮化硼（CBN）。以下是各種磨粒與適用材料對照表。
B. 粒度（Grade）
粒度的定義方式是顆粒能通過的最大篩孔號數，粒度10表示能通過#10的篩孔，大於#10則不行。而#10的定義是每一英吋距離有10個篩孔(1平方英吋有100個)。粒度可以對應到某一個範圍的粒徑，需要查閱標準手冊。
粒度選用的原則有三
I)依磨削量大小：磨削量大用小粒度(顆粒大)
II)依細磨程度：需要越好的表面用大粒度(顆粒小)
III)依工作物機械性質：軟而韌的材料用小粒度，硬而脆的材料用大粒度
另外常查詢的表格就是幾號的粒度，磨出來的表面Ra約落在那裡，這對於使用者來說是經常詢問的問題。
C. 結合度（Grade）
結合度代表黏結磨粒的結合劑強度，結合劑多，磨粒不易脫落，稱為硬砂輪；反之為軟砂輪。
[結合劑與磨粒示意圖] 圖片來源-台大傳統與非傳統製造實驗室課程網頁
磨削軟工件時，磨粒不易磨損，若用軟砂輪則仍有切削能力的磨粒也會脫落，砂輪提早消耗而不經濟，所以應使用硬的砂輪。磨削硬工件時，磨粒易磨耗鈍化失去切削力，需及早使無作用的磨粒掉落，露出新的，所以用軟砂輪。但低材料移除率的時候應使用軟砂輪。
D. 組織密度（Structure）
單位面積上的磨粒數量稱為組織密度，可分為密組織（dense spacing）與粗組織（open spacing）。
[組織密度示意圖] 圖片來源-台大傳統與非傳統製造實驗室課程網頁
組織密度的選用原則
- 依工件的機械性質：軟而韌的材料用粗組織，因組織粗時，磨料可以充分咬入工作物，而且氣孔大，研磨屑排除順利。„
- 硬脆的工作物用密組織，因工作物硬，去除材料速度慢，需增加接觸工件的磨粒。又因工件脆，即使氣孔少也不必太擔心排屑的問題。„但磨削超硬合金時例外，需用粗組織。
- 依加工程度：粗加工用粗組織，精密磨削時用密組織。
- 依作業性質：磨削量多且需迅速作業，或工件與砂輪的接觸面積大時用粗組織，反之用密組織。
E. 結合劑（Bond）
結合劑決定砂輪的強度(及最高安全速度)、彈性(或剛性)、磨料脫落所需的力量
- 瓷質結合劑(Vitrified bond)：代號V，強度高、耐高溫，最常使用
- 矽酸鹽結合劑(Silicate bond)：代號S，適合製做大直徑砂輪，以及使用在需要低發熱的工作，例如加工淬火過的金屬
- 蟲膠結合劑(Shellac bond)：代號E，適合用在加工好的表面粗度
- 樹脂結合劑(Resinoid bond)：代號B，強度高，適合用在粗加工或切斷
- 橡膠結合劑(Rubber bond)：代號R，最具延展性，適合用在切斷
- 金屬結合劑(Metallic bond)：代號M，專門用於鑽石砂輪
3. 結論
輪磨的切深、進給都需要適當的調整。為了不引起鈍化與堵塞，除了設定適當的切深，磨料顆粒也需要適時破裂、或脫落，保持新銳切刃於砂輪表面，此為切刃的自生作用。如果自生作用不良，可以使用砂輪修整器（一種單點鑽石刀具）清除鈍化的磨粒以及堵塞的切屑。若您有任何研磨拋光自動化的需求，歡迎來電布斯特機械洽詢。
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