CBN砂轮磨削-----一种很有前途的磨削方法

人气：86发表时间：2018-11-21【大中小】

    超硬材料CBN于1957年在美国通用电气公司首先研制成功，被美国机械工程师学会(ASME)誉为近半个世纪工业生产中重大贡献之一，是继人造金刚石之后,人造超硬材料的又一重大成就。CBN 具有极高的硬度(仅次于金刚石)、极好的热稳定性和化学稳定性，是一种非常优越的新磨料。CBN砂轮已在生产中推广使用, 对提高磨削效率和提高磨削质量效果显著,为提高磨削技术开创了新的途径。
    近年来国外在CBN砂轮磨削技术的开发和生产实际应用上都取得很大成功。这方面苏联、美国、德国、日本等国走在前列。发达国家对CBN的开发和生产极为重视,给了大量投资使得CBN砂轮磨削技术发展很快,主要是提高砂轮性能,选择合适的使用范围,制定合理的磨削规范。在提高砂轮性能方面,是提高磨料性能、改进结合剂和解决砂轮修整三个关键问题。国外在这几方面近年来取得很大进展, 现概述如下：
     1.提高CBN磨料性能。各国各公司都在改进CBN合成工艺,根据不同使用要求推出相应系列新型CBN磨料产品,并可供应粗粒度磨料,使CBN磨料使用范围不断扩大。
     2.CBN砂轮结合剂的改进。最初发展的是金属结合剂和树脂结合剂砂轮。随着新型CBN磨料的出现,陶瓷结合剂砂轮显出很大的优越性,陶瓷结合剂CBN砂轮的主要优点有:①砂轮中气孔多,利于容屑和排屑,冷却液容易进人磨削区；②陶瓷结合剂是以化学键合力固定磨粒,磨粒不易剥落,砂轮寿命长；③陶瓷耐热性好,使CBN的高耐热性优点可充分发挥；④砂轮较易修整,可以得到质量较高的磨削表面 ,⑤陶瓷结合剂CBN砂轮的磨削比能低,即磨削效率高。美国某公司通过实验证明,CBN砂轮用陶瓷结合剂时,其磨削比能仅为用青铜结合剂时的½。
     3.CBN砂轮的修整。CBN硬度很高,因此这种砂轮的修整一直是个技术难题。现在生产中采用的修整方法有:①单颗金刚石修整；②金刚石滚轮修整；③用制动砂轮修整；④珩磨油石；⑤滚轮剂压；⑥悬浮磨料喷射；⑦电解法(用于金属结合剂砂轮)。这些方法各有适用范围,还需要研究改进。
     4.CBN砂轮的适用范围。这种砂轮可用于磨削黑色金属,而金刚石砂轮则不适宜。最开始时,CBN 砂轮用于磨削一些难磨材料,后来应用领域不断扩大。现在不同磨削方式,不同被磨材料(主要指钢铁)都可用CBN砂轮磨削。国外工具厂和轴承厂CNB砂轮磨削用得较多,在磨削难磨材料时其优越性表现更为明显。
     5.磨削参数的优化选择。各国都进行了大各国都进行了大量工作以确定CBN砂轮磨削时的最优磨削工艺参数。这些工作都联系实际生产,得到的数据都对生产有实用意义。为提高CBN砂轮磨削技术的水平,一些学者也进行了相应的理论研究,如对CBN砂轮磨削时的温度特性、力学特性、磨损机理、磨削表面质量等进行了分析研究,这对CBN砂轮磨削的扩大使用将起很大作用。
    CBN砂轮虽价格较高,但它具有一系列优越性能,使它成为一种大有前途的新磨削方法，其磨削优点如下：
     1.CBN砂轮的磨削比高，CBN硬度高,耐磨,热稳定性和化学稳定性好。制成的砂其磨削比较普通砂轮的磨削比高数十倍甚至数百倍。
     2.CBN砂轮有较长的连续工作时间，CBN硬度高、磨粒可较长时间工作仍保持锐利。这些优点对实现磨削自动化有重大意义。日本某公司试验磨削工件硬度HRC45,但材料不好磨,用普通砂轮时每修正一次磨不出一个工件，而用CBN砂轮磨削,修整一次可磨出多个合格工件。
     3.CBN砂轮磨削温度低、磨削表面质量高，用CBN砂轮磨削时,磨削温度要比用普通砂轮磨削低 20～40%。CBN砂轮磨削时的温度较低,不仅可以避免磨削烧伤,且可使磨削表面残留应力小。
     4.CBN砂轮磨削温度低、工件热变形小,容易得到较高的磨削精度。
     5.CBN砂轮磨削的经济效益，CBN砂轮虽然价格较贵,一次性投资较大,但由于磨削比高,磨削表面质量高,砂轮寿命长,故总的费用是减少的,可以得到很大的经济效益。
   我国生产使用CBN砂轮磨削的工厂还极少,仅有少数工厂在普通砂轮磨削无法解决问题时,才考虑CBN砂轮，可以说国内CBN砂轮磨削的生产使用和研究才刚刚有开始。生产中有不少磨削难题,可以期望通过采用CBN砂轮磨削来解决。目前我国从事CBN砂轮磨削技术研究的人极少,工厂对CBN砂轮磨削技术又了解甚少,限制了CBN砂轮磨削技术的推广应用。我国磨削加工技术面临新技术革命的挑战，应加强工厂、学校和科研单位间的协作,尽快发展CBN磨削方面的研究工作，期望CBN砂轮磨削这项新技术能在我国的工业生产中充分发挥其作用。

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