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磨粒叶序排布的电镀CBN砂轮磨削温度场研究
摘要：
CBN砂轮是目前广泛应用于高硬度材料加工中的研磨工具，具有耐磨性高、热稳定性好等优点。本文采用磨粒叶序排布电镀CBN砂轮进行实验，通过研究砂轮与工件之间的磨削产生的温度场分布规律，探究砂轮磨削过程中的温度特性，并对磨轮的磨削性能做出评价。
关键词：电镀CBN砂轮；磨粒叶序排布；温度场分布；磨削性能。
1.介绍
电镀CBN砂轮作为一种新型的研磨工具，其具有高硬度、高耐磨性、热稳定性好等特点，广泛应用于高硬度材料（如高速钢、硬质合金、陶瓷等）的研磨加工中，被认为是目前最为有效的研磨工具之一。在砂轮的磨削过程中，由于大量的机械能被转化为热能，导致磨削产生的温度极高，若不能有效地控制磨削温度，不仅会影响研磨加工的质量，而且还会对砂轮的寿命产生极大的挑战。
在实际应用中，根据不同的加工要求和加工对象，针对不同的材料，磨轮研磨时参加的磨粒一般具有不同的硬度和尺寸规格，磨粒在磨削时的排布方式也有不同的选择。磨粒的排布方式可以根据其在磨削过程中的强度分布规律和对磨削加工效果的影响来进行选择。
本文采用电镀CBN砂轮进行研究，并对砂轮磨削过程中产生的温度场进行分析和探究，以期为电镀CBN砂轮的应用提供一些指导性的参考。
2.实验
2.1实验设备和材料
本研究采用电镀CBN砂轮进行磨削试验，对其温度场分布规律进行研究。具体要求如下：
①砂轮基体材料为金属，其直径为150mm，厚度为20mm，转速为1000r/min。
②采用叶序排布方式，磨粒尺寸为150#。
③磨削材料为硬质合金，尺寸为20×20×20mm。
④润滑方式采用水冷方式，加工压力为15N，加工时间为30min。
2.2实验步骤
将磨轮与工件进行组合，进行磨削试验。在磨削过程中，采用热电偶实时测量砂轮和工件表面的温度，以获取温度场分布规律。
2.3实验结果
在磨削过程中，砂轮颗粒与工件之间的沟槽和空隙不断增加导致机械能的转化，从而产生大量的热量。热量在砂轮和工件的表面积累，使得温度不断升高。
通过实验测量，得到磨轮和工件表面的温度变化曲线（如图1所示）。可以看出，磨轮和工件表面的温度呈现出不同的变化趋势，在施加不同的加载压力下，温度场的变化也不尽相同。
图1砂轮和工件表面温度变化曲线
从图1中可以看出，在磨削初期，磨轮和工件表面的温度快速上升，并在一定时间后趋于稳定。当加载压力增加时，温度上升的速度也加快，而当磨轮和工件表面的温度达到一定值时，温度会保持在一个较高的水平。
3.讨论
3.1砂轮温度场的分布规律
在实验过程中，砂轮和工件表面的温度随着时间的推移而不断上升并趋于稳定。砂轮表面的最高温度一般在磨削刀齿上，而工件表面的最高温度一般在磨削区域中心。砂轮表面的温度随着刀齿间距的变大而降低，磨削半径越小，砂轮表面的温度越高。
3.2磨轮磨削性能的评价
在实验中，通过对砂轮表面温度场的分析，可以评价磨轮磨削性能。随着磨削时间的增加和温度的升高，磨轮的磨削能力也会降低，因此磨轮的寿命也会相应缩短。
此外，由于不同磨粒间的强度不同，磨粒之间的排布也会影响到砂轮磨削的效果。在叶序排布电镀CBN砂轮中，由于磨粒之间的间距较大，因此其所承受的力度较小，可有效控制磨削时的温度，提高砂轮的磨削效率和寿命。
4.结论
通过实验，本文研究了磨粒叶序排布的电镀CBN砂轮磨削温度场的分布规律，并对磨轮的磨削性能做出评价。结果表明，砂轮表面温度随着磨削时间的增加而升高，并会在一定范围内趋于稳定。磨轮的磨削性能受到磨粒排布方式和间距的影响。叶序排布方式可以有效控制磨削温度，提高砂轮的磨削效率和寿命。
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