章 概论
节 涂附磨具的定义和结构
磨具是磨削加工的工具，可以理解为是由众多磨粒构成的多刀多刃的刀具，它的使用渗透到国民经济的各个领域。现代磨具的品种、规格成千上万，但基本上可以分为两大类。一类是将磨料和粘结剂完全混合在一起，经压制、硬化或烧成、加工而形成的。它们具有很高的强度和硬度，以刚性磨削为特征，有各种不同形状，如砂轮、砂瓦、磨石、磨头等， 这类磨具统称为固结磨具。另一类是涂附磨具（Coated Abrasives），俗称砂布砂纸。它是用粘结剂将磨料粘结在布、纸等可挠性材料上而制成的，具有多种形状的，以柔性磨削和抛光为特征的一种工具，具有和固结磨具不同的可挠曲性和可折性。
从涂附磨具的定义可知：涂附磨具由三部分组成，它们是基材、磨料和粘结剂，称之为涂附磨具的三要素，其基本结构如图1-1所示。
磨料——磨具的灵魂，作为切削刃，起磨削作用的主导因素，构成磨具的主要的因素。
基材——磨料和粘结剂的承载体。它是涂附磨具区别于其它磨具，使其具有可挠曲性的主导因素。
粘结剂——将磨料与基材粘结，使其具有一定形状和强度的主导因素。它主要分为底胶、复胶、基材处理粘结剂和转换粘结剂等几部分。
涂附磨具的磨粒均匀地分布在基材表面，基本上是单层分布。静电植砂工艺保证了磨料的尖角朝外，磨料定向、等高排列。涂附磨具表面磨粒的定向排列和等高性， 赋予涂附磨具的高效率、冷态磨削特征。
涂附磨具的特征，及作为磨削抛光工具的性能，主要由下列九大要素来决定，它们是：基材、基材处理、磨料、粒度、植砂密度、粘结剂、粘结强度、形状和尺寸。
磨料——磨料的种类。有天然磨料和人造磨料两大类。天然磨料有天然金刚砂，石榴石等，人造磨料有刚玉、碳化硅等。
粒度——是以磨料粒度表示的，它表示磨粒的尺寸大小。
植砂密度——表示磨具表面磨粒分布的疏密程度，以单位面积基材上磨料的覆盖率来表示，分为疏型和密型两大类，也有分为疏型、中型（半疏型）、密型三大类的。它相当于砂轮的组织。
基材——基材的种类，主要有纸、布、钢纸、复合基材、无纺布、聚酯薄膜等， 每种基材还因单重、强度、厚度、组成等不同，有若干分级。
基材处理——用基材处理剂处理基材的方法。由于基材处理的工艺不同，同一种基材又可处理出若干品种来。也有一些基材，如纸、钢纸等，无须进行基材处理。
粘结剂——粘结剂的种类，包括动物胶、半树脂、全树脂、耐水等几类。其材料主要有动物胶、合成树脂和油漆等几种。
粘结强度——磨粒和基材粘结的牢固程度，它可以看作为：当外力作用在磨具表面时，粘结剂抵抗外力使磨粒从表面脱落的难易程度，与砂轮的硬度相似。
形状——涂附磨具的形状，主要有页状、卷状、带状、盘状和轮状等几种。
尺寸——磨具的大小规格。
由于涂附磨具的三大组成部分和九大要素的不同，形成了涂附磨具的繁多的品种，可以根据磨削对象和磨削条件的不同来选择。
第二节 涂附磨具的生产工艺过程
涂附磨具的生产主要采用联动生产线进行。由于品种繁多， 用途不一，在制造方法上千差万别。总的来说，其生产过程分为三大工序：基材处理工序、制造工序和转换工序，其代表性工艺如图1-2所示。
基材处理是涂附磨具制造的道工序，十分重要，特别是原布处理。基材处理的好坏直接影响制造工序的进行，影响产品的终使用性能。基材处理不好，是无法制造出质量优良的涂附磨具来的。
制造是用粘结剂将磨料与基材粘结在一起形成磨具的过程。它是整个涂附磨具制造过程的核心，包括：配料、预处理、涂胶、植砂、预干燥、复胶、干燥、卷绕和制造后处理等工序。
产品转换是涂附磨具制造三大工序的后一道工序，是以改变产品形状为目的的。21世纪以来，由于不同形状的涂附磨具制品的迅速发展壮大，它的生产制作走向专业化、机械化、自动化、定制化，转换工序也逐渐从涂附磨具制造工厂分离出来，成为与涂附磨具制造业并驾齐驱的涂附磨具制品制作业，因此涂附磨具转换又称涂附磨具制品制作。
第三节 涂附磨具的分类
涂附磨具根据基材、磨料和粘结剂的不同，以及产品形状的不同，分为很多种类，它们分别有不同的性能、不同的用途。随着涂附磨具的发展，它的分类也向前发展，愈来愈科学。分述如下：
1.根据产品磨料材质不同分类
根据产品所用磨料材质的不同，涂附磨具可分为：刚玉磨料涂附磨具、碳化硅磨料涂附磨具、锆刚玉磨料涂附磨具、陶瓷刚玉磨料涂附磨具、超硬磨料涂附磨具、复合磨料涂附磨具等。
2.根据产品基材不同分类
根据产品所用基材的不同，涂附磨具可分为：砂纸、砂布、钢纸基（硫化纤维） 涂附磨具、布—纸复合基涂附磨具、无纺布基涂附磨具（研磨无纺布）、聚酯薄膜基涂附磨具（研磨薄膜）等。
3.根据产品形状不同分类
根据产品形状的不同，本书将涂附磨具分为五类：砂页、砂卷、砂带、盘状涂附磨具（简称砂盘）、轮状涂附磨具（暂名：研磨轮）。这种分类方法与原先的、普遍认可的砂页、砂卷、砂带、砂盘、异形品等五类有所不同。
一方面，这是由于近年来盘状、轮状涂附磨具得到了迅速发展，方兴未艾，应用日益普遍；另一方面，更重要的是，过去的分类方法主要是从涂附磨具制造本身来考虑的，而新的分类方法更加侧重考虑产品的应用属性，应用类似的尽量作为一类。比如砂页轮与砂页盘，过去都属于异形品，这是从涂附磨具制造的本身来考虑的，而新的分类方法将它们分属轮状和盘状涂附磨具。
按照这种分类方法，砂页还包括随着它的厚度的增加而形成的磨块，以手工应用为特征。
砂盘不仅包括钢纸砂盘，还包括砂页盘、无纺布砂盘、黑金刚盘、砂刷盘、毛毡盘等；
砂带不仅包括窄砂带、宽砂带、无纺布砂带、薄膜砂带，还包括砂套；
研磨轮包括：砂页轮、无纺布研磨轮（包括飞翼轮、卷紧轮和叠合轮）、布轮、毛毡轮、砂刷轮等；
除了以上五类以外，还有：磨头、砂垫、砂绳等，所占比例很少，不作为一类。
4.根据产品植砂密度不同分类
按涂附磨具产品植砂密度的不同，涂附磨具可分为密植砂涂附磨具、疏植砂涂附磨具和半疏植砂涂附磨具等三类。
涂附磨具的植砂密度表示涂附磨具表面磨粒的疏密度，以磨粒对基材的覆盖率表示，可以称之为涂附磨具的组织。密型记号为CLK或CL，其基材表面全部被磨料覆盖，即覆盖率为100％，一般涂附磨具均为此种形式。疏型记号为OPK或OP，其基材表面磨料松散分布，覆盖率为50％～70％。这种疏组织涂附磨具是在用密型涂附磨具加工容易发生堵塞时才使用的，它有排除磨屑的功能，在软质金属和木材加工中常用这种产品。此外，还有将之分为三类的，半疏组织涂附磨具是介乎二者之间的一类，应用愈来愈广。
5.根据基材和使用方法不同分类
20世纪六七十年代，我国根据基材不同和使用方法不同，将涂附磨具分为四大类，见表1-1。这种分类方法反映在1981年通过的中国个涂附磨具标准——《涂附磨具：页状砂布砂纸标准》中。它是基于当时我国涂附磨具只有纸与布两种，其它基材没有或应用极少的情况下规定的。其实，当时只有干磨砂纸、干磨砂布与耐水砂纸三大类。耐水砂布的产量很少，由几家手工作坊制作，供几个特定厂家使用。
6.根据产品粘结方式不同
这种分类方法在20世纪60年代以后国际上已经通行。在我国于20世纪80年代后，由于合成树脂的使用，以及国外先进技术与装备的引进，这种分类方法被我国普遍接受，反映在20 世纪90年代我国制定的相关涂附磨具标准中。
这种分类方法是根据产品粘结方式的不同，将涂附磨具分为：动物胶粘结涂附磨具、半树脂粘结涂附磨具、全树脂涂附磨具和耐水涂附磨具四大类，见表1-2。
7.新世纪的涂附磨具分类
进入21世纪后，我国涂附磨具产品的发展呈现出如下几个特点：
一是随着涂附磨具应用的不断扩大，涂附磨具制品的形状五花八门，愈来愈多， 不同形状的产品应用于不同的磨床或工具，产品形状成为产品分类的主要的依据。
二是随着混纺布基、聚酯布基、无纺布基、聚酯薄膜基、海绵基、金属基等新材料的出现和发展，基材构成了涂附磨具分类的另一个主要因素。
三是新品种磨料大量应用，它构成了涂附磨具分类的又一个主要特征。
四是动物胶粘结和半树脂粘结的涂附磨具产品已经愈来愈少，产品几乎都是全树脂的，粘结剂已经不再是涂附磨具分类的主要依据。
因此，事实上已经逐步形成了涂附磨具按形状、基材与磨料三级分类方法。
产品形状为级分类特征。包括：砂页、砂卷、砂带、砂盘、研磨轮等五大类。
基材品种为第二级分类特征，包括：纸基、布基、钢纸基、布—纸复合基、网格布基、无纺布基、聚酯薄膜基、海绵基、金属基等。
磨料品种为第三级分类特征，包括：刚玉、碳化硅、锆刚玉、陶瓷刚玉磨料、复合磨料、超硬磨料等。
超涂层、粘结剂、耐水、植砂密度、应用等作为产品延伸的特性。
产品的粒度与尺寸大小规格不作为品种分类的依据，而作为产品的规格。
根据以上原则，这些品种大致可以归纳为图1-3所示的一些类别。
根据图1-3中的项目，涂附磨具产品可分为300种以上。
由于现代涂附磨具的飞速发展，制作涂附磨具的工厂已经逐渐分为专门制作涂附磨具大卷的，和专门用大卷制作不同形状的涂附磨具制品的两类。这样，涂附磨具大卷已经不再仅仅是半成品，而成为一种产品，成为制作不同形状的涂附磨具制品的工厂的原材料。为了区别于成品砂卷，本书将这种涂附磨具制造工厂生产的全幅宽度的、不裁边的大卷产品命名为“砂大卷”，作为专门的一类产品。