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cbn砂轮磨削加工的决定性因素及特点

  众所周知,cbn砂轮是磨削加工中主要的一类磨具。砂轮是在磨料中加入结合剂,经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。由于磨料、结合剂及制造工艺不同,砂轮的特性差别很大,因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。砂轮的特性主要是由磨料、力度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。

  按所用磨料可分为普通磨料(刚玉和碳化硅等)砂轮和自然磨料超硬磨料和(金刚石和立方氮化硼等)砂轮;按形状可分为平形砂轮、斜边砂轮、筒形砂轮、杯形砂轮、碟形砂轮等;按结合剂可分为陶瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮、金属砂轮等。砂轮的特性参数主要有磨料、粘度、硬度、结合剂、形状、尺寸等。

  由于砂轮通常在高速下工作,因而使用前应进行回转试验(保证砂轮在高工作转速下,不会破裂)和静平衡试验(防止工作时引起机床振动)。砂轮在工作一段时间后,应进行修整以恢复磨削性能和正确的几何形状。

  磨床上用砂轮特点是:由于剧烈的磨擦,而使磨削区温度很高。这会造成工件产生应力和变形,甚至造成工件表面伤。因此磨削时注入大量降温液,以降低磨削温度。降温液还可起排屑和润滑作用。

  磨削时的径向力很大。这会造成机床-砂轮-工件系统的弹性退让,使实际切深小于名义切深。因此磨削将要完成时,应不进刀进行光磨,以去除误差。磨粒磨钝后,磨削力也随之增大、致使磨粒破碎或脱落,重新露出锋利的刃口,此特性称为自锐性.自锐性使磨削在一定时间内能正常进行,但超过一定工作时间后,应进行人工修整,以免磨削力增大引起振动、噪声及损伤工件表面质量。

由于砂轮磨粒本身具有很高的硬度和耐热性,因此磨削能加工硬度很高的材料,如淬硬的钢、硬质合金等。砂轮和磨床特性决定了磨削工艺系统能作均匀的微量切削,一般ap=0.001~0.005mm;磨削速度很高,一般可达v=30~50m/s;磨床刚度好;采用液压传动,因此磨削能经济地获得高的加工精度(IT6~IT5)和小的表面粗糙度(Ra=0.8~0.2m)。磨削是零件精加工的主要方法之一。

  超硬磨料磨具的加工特点:由超硬磨料制成的磨具,其优越性主要表现在下列几方面:

  (1)硬度是决定磨料性能的主要特性。超硬磨料本身具有极高的硬度,故可加工各种高硬度材料,特别是普通磨料所难以加工的材料。例如,用金刚石磨具加工硬质合金以及陶瓷、玛瑙、光学玻璃、半导体材料、石材、混凝土等非金属材料和有色金属等;用立方氮化硼磨具加工工具钢、模具钢、不锈钢、耐热合金等,特别是加工高钒高速钢等黑色金属,均可获得满意的加工效果。

  (2)超硬磨料磨具的磨损少,使用周期长,磨削比高,在合理使用的条件下,可获得良好的经济效果,特别是对用普通磨料难以加工的材料,经济效果更佳。

  (3)超硬磨料磨具的形状和尺寸在使用中变化极为缓慢,有利于磨削操作,加工中也无需经常更换砂轮,可大大节约工时,更适用于自动线上加工高精度零件。超硬磨料磨具在使用中很少修整,某些树脂结合剂超硬磨料磨具甚至可以不需要修整,因而大大改变了劳动条件。

  (4)超硬磨料磨具能长时间保持锋利的切削刃,因则磨削力较小,这不但有利于被加工零件的精度和光洁度的提高,而且还可减少机床的动力消耗。

  (5)超硬磨料磨具的磨削温度较低,可大大提高被加工工件的表面质量,避免零件出现裂纹、组织变化等弊病;还大为改变零件加工表面的应力状况,有利于零件使用寿命的延长,使综合经济指标得以改变。

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