高速磨削砂輪要求砂輪基體的機(jī)械強(qiáng)度必須能承受高速磨削時(shí)的切削力以保證高速磨削時(shí)的安全可靠性。這就要求砂輪中的磨粒突出高度大且結(jié)合劑有高的耐磨性。
高速磨削砂輪的磨粒主要是金剛石和立方氮化硼，所用的結(jié)合劑有多孔陶瓷和電鍍鎳。隨著高速磨削的進(jìn)一步推廣和科研的深入，新型的磨粒和結(jié)合劑也在不斷出現(xiàn)。
為了保證砂輪在整個(gè)壽命中保持鋒利，砂輪的結(jié)構(gòu)還需有利于磨粒分裂，維持自礪過(guò)程。要達(dá)到砂輪自鋒利的目的，除了盡量降低結(jié)合劑的比例外，還要優(yōu)化磨粒的空間分布。下圖是帶自然孔的普通砂輪與帶人造孔的新型砂輪結(jié)構(gòu)的對(duì)比，后者磨粒間的氣孔由發(fā)孔劑生產(chǎn)，在相同的面積內(nèi)，可以明顯地減少磨粒的數(shù)量。當(dāng)切削力不變時(shí)，分?jǐn)傇诿恳荒チＩ系牧ο鄳?yīng)增加，利于促進(jìn)磨粒分裂和砂輪自礪的形成。通過(guò)計(jì)算機(jī)程序可算出各種磨粒分裂時(shí)作用在單個(gè)磨粒上的力，從而可準(zhǔn)確地確定結(jié)合劑的比例。
金剛石砂輪的特性與一般砂輪不同的是，它另有金剛石濃度和金剛石料層尺寸的規(guī)定。由于金剛石是一種比較昂貴的材料，制造這種磨具時(shí)，磨具的非工作部分是沒(méi)有金剛石的。金剛石料層是指砂輪砂輪在磨削加工時(shí)可用的尺寸，這個(gè)尺寸部分是金剛石和結(jié)合劑制成。一般的做法是把這個(gè)部分直接壓在一個(gè)非工作的“基體”上，但是也有將這個(gè)部分鑲在“基體”上的。
金剛石砂輪的磨料，有天然金剛石和人造金剛石兩種。天然金剛石晶粒表面光滑，抗沖擊性能好。而人造金剛石晶粒表面粗糙、脆性大，兩類(lèi)金剛石的磨削性能各具特色。對(duì)受沖擊載荷的場(chǎng)合，采用天然金剛石較好，對(duì)于一般磨削場(chǎng)合，采用人造金剛石的效果更佳。天然金剛石和人造金剛石的硬度都極高，顆粒棱角鋒利，且不易磨損，所以金剛石砂輪的切削性能很好，切削效率高，切削力小，發(fā)熱量少，磨削溫度低。
根據(jù)我國(guó)特點(diǎn)，目前生產(chǎn)的金剛石砂輪主要是以人造金剛石作磨料，共分四型，即JR1、JR2、JR3、JR4，各種型號(hào)的磨粒由于顆粒形狀和性能的不同，用途也不同。
金剛石砂輪結(jié)合劑，常用的金屬結(jié)合劑(M)、樹(shù)脂結(jié)合劑(B)、陶瓷結(jié)合劑(V)三種。不同結(jié)合劑砂輪的濃度范圍如下表。金屬結(jié)合劑砂輪使用壽命長(zhǎng)，可以承受較大的磨削載荷，但切削效率不如樹(shù)脂結(jié)合劑的高。樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪磨削效率高，加工表面質(zhì)量好，砂輪容易修整。陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪磨削效率高，磨損小，能很好地保持砂輪的幾何形狀。
不同結(jié)合劑的濃度范圍
