超硬磨料砂轮的合理用.doc

1选用合适的砂轮

对不同的工件材料、不同的加工要求，应选用不同的砂轮。即使磨削同一种工件材料，不同牌号砂轮的磨削比可能相差2~5倍，因此要选用合适的砂轮。

金刚石砂轮是磨削硬质合金、光学玻璃、陶瓷、宝石和石材等高硬度脆性大的非金属材料的最佳磨具。但因金刚石在700℃~800℃时容易碳化，所以它不适于磨削钢料。CBN的硬度稍次于金刚石，但它的热稳定性好（能耐1300℃~1400℃高温），它不象金刚石那样在高温中会分解，即氧化和石墨化，与铁族元素化学惰性大，热导率高（是刚玉的46倍），用其制作的砂轮寿命长（可达刚玉砂轮的几十倍到成百倍以上），是替代刚玉砂轮磨削淬硬钢、高速工具钢、轴承钢、不锈钢、耐热钢和钛合金等高硬度韧性大的金属材料的最佳磨具。

超硬磨料砂轮的结合剂有树脂、金属、陶瓷、电镀和钎焊等。树脂结合剂砂轮主要用于刃磨刀量具、磨孔、外圆磨及平面磨；金属结合剂砂轮用于切入磨削、光学曲线磨床的成形磨、刃磨单刃刀具、磨削小钻头的螺旋槽，也适用于电解磨削；陶瓷结合剂砂轮的磨削效率高，形状保持性好，耐用度高，易于修整，砂轮使用寿命长，并因陶瓷结合剂本身有良好的化学稳定性，耐热、耐油、耐酸碱的侵蚀，可适应各种磨削液，磨削成本低，因而目前已成为高效、高精度磨削的首选磨具；电镀砂轮适于高速精磨和成形磨，也适于孔的高效磨削（湿磨）和在坐标磨床上使用；钎焊砂轮适于超高速磨削。

必须指出，不同牌号的磨料，因制造工艺不同，其晶体形态、颗粒形状也不同，而具有不同的强度、热稳定性和破碎特性，应根据结合剂种类、磨削工件材料和磨削方式，选择不同的磨料。如用于高效、高精度磨削的陶瓷结合剂砂轮，可选用高强度和颗粒形状锋利的磨料，如DeBeers公司生产的PDA型（人造金刚石品种）及ABN800型（CBN品种）或其他类似性能的牌号。

超硬磨产表面又有镀金属衣（金属镀层可起到补强增韧，减缓热冲击以及在磨粒与结合剂之间起结合桥作用，可提高砂轮使用性能）和不镀金属衣两种，应根据结合剂种类、工件材料、干磨和湿磨等不同条件选择。干磨一般选用铜衣，如RVD-Cu、CBN-Cu；湿磨选用镍衣，如RVD-Ni、CBN-Ni。当前，镀覆金属已由镍、铜发展到钛、钨合金、非金属陶瓷等，由单一镀层发展到复合镀层，并已由磨粒镀覆发展到微粉镀覆。

起硬磨粒砂轮的浓度不能选得太低，高浓度可带来高的磨削比，200%浓度的超硬磨料砂轮实际上是一种以超硬磨料为辅料的普通砂轮，一般不推荐命名用。目前，高速高效磨削均采用较高浓度，陶瓷结合剂CBN砂轮的浓度高效磨削均采用较高浓度，陶瓷结合剂CBN砂轮的浓度一般选择125%以上，如进口配套的陶瓷CBN砂轮，其浓度一般均为175%~200%。

砂轮的硬度等级表示了结合剂对磨料把持力的大小。砂轮硬度均匀和稳定及硬度高低的合理选择，是保证磨削质量的重要前提。国外超硬磨料砂轮一般有3~7个硬度等级可供选择，但我国生产的超硬砂轮都不标硬度等级，GB6409中也未规定相应标准，故质量不易保证，给用户带来不便，亟待补充与完善。

2选择合适的磨削用量

超硬磨料砂轮的磨削速度应根据砂轮类型、磨削方式和冷却等具体条件进行选择。提高砂轮工作速度，可显著提高磨削效率和磨削比（如砂轮的磨削速度提高40%，磨削比可增加一倍），降低磨削成本。金属和树脂结合剂的金刚石砂轮，磨削速度通常为15~35m/s，陶瓷结合剂CBN砂轮的磨削速度可提高到45~160m/s，单层CBN砂轮的磨削速度可选用125~250m/s。80~125m/s的线速度已成为当前世界CBN砂轮磨削的主流。磨削深度一般为0.002~0.010mm，工件速度通常为10~30m/min，纵向进给速度可取0.3~1.5m/min。粗磨时取大值，精磨时取小值。

3超硬砂轮磨削对磨床要求

超硬砂轮磨削，尤其是高速磨削，要求加工稳定性好、振动小、线速度高。例如，在CIMT2001上展出的PLANOMAT系列平面和成形磨床砂轮的工作速度为170m/s。因此，对磨床有一要求：
（1）砂轮主轴回转精度要高。
（2）磨床刚度要好，一般要求比普通磨床高50%左右，通常应不小于100N/μm的数量级。
（3）磨床进给系统的精度要高，进给速度应均匀准确，纵向进给最小速度应达0.3m/min，横向进给（切深）应达0.001~0.002mm/单行程，以保证磨削的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度。
（4）磨床各运动件，如头架主轴和轴承部分、进给运动导轨部分等应有可靠的密封，以防超硬磨料进入，加速机件的磨损。
（5）要有比较完善的磨削液过滤和供给系统，过滤精度应小于0.5μm。
（6）磨床各部分应有相应的防振和隔振措施，砂轮应作精细动平衡。

4超硬磨料砂轮的修整

超硬磨料砂轮的修整，通常分为整形和修锐两个工序。整