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2007年第41卷713

基于超高速磨削的CBN砂轮特性选择*

庞子瑞1,2李健壮2蔡光起1
1东北大学2黄河水利职业技术学院

摘要:结合超高速磨削的特点及超高速CBN砂轮结构,论述了超高速CBN砂轮中磨料的种类、特点及适用
范围;粒度与磨削精度、粗糙度、效率的关系;硬度、浓度、组织的一般选用原则。着重讨论了结合剂的种类、特点和
适用范围,突出了陶瓷结合剂CBN的优点,并强调了超高速磨削砂轮基体的重要性和设计要求以及材料的选择。
关键词:超高速磨削,CBN砂轮
SelectionofCBNWheelsCharacteristicsAbasedonUltrahighSpeedGranding
PangZiruiLiJianzhuangCaiGuangqi

Abstract:AccordingtothecharacteristicsofultrahighspeedgrindingandCBNwheelsstructure,thekindsandcharacteristic
andapplicationrangeofCBNsuperabrasivesinultrahighspeedwheels,relationshipofgranularityandprecisionandroughness
andefficiency,selectionprincipleofCBNsuperabrasivesinitsrigidityandchromaandorganicwerediscussed.Kindsandchar
acteristicofbondsanditsapplicationrangewereemphaticallydiscussed.Thesignificanceofcoreofultrahighspeedwheelsandits
designrequirementandchoiceofstuffwereemphaticallystoodout.
Keywords:Ultrahighspeedgrinding,CBNWheels
轮修整的需要。
1引言

超高速磨削加工是基于德国切削物理学家
Carl.J.Salomon博士于1931年首先提出的一项具有
革命性的加工技术发展起来的,它是指采用超硬磨
料砂轮和能可靠地实现高速运动的高精度、高自动
图1超高速CBN砂轮的组成
化、高柔性的制造设备,以极大地提高磨削速度来达
到提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代制
2CBN磨料的选择
造加工技术。它的突出特点是极大提高了磨削效
率、磨削比;极大地降低了磨削力和比磨削能;提高2.1CBN磨料品种
加工质量、加工精度以及改善了难磨材料的磨削性。立方氮化硼(CBN)按晶相有单晶、多晶、微晶之
随着科技进步和国防、航天等领域的需要,超高速磨分,因厂家不同品种较多、性能各异。根据加工的需
削技术的发展日新月异,也带动了高性能磨床和超要和结合剂的特点,一般情况下单晶多用于陶瓷、金
硬磨料砂轮的发展与应用。但是,超高速磨削工艺属结合剂的高效率磨削,多晶和微晶多用于陶瓷、树
对我国大多数生产部门来说还是新生事物。为了更脂结合剂的高精密磨削。
好地研究和应用超高速磨削技术,我们应该对其关2.2CBN粒度
键技术之一的超高速砂轮特性做一些有益的分析。CBN磨料的粒度反映磨粒几何尺寸的大小,是
立方氮化硼(CBN)砂轮具有高速、高效、高加工砂轮的主要特性指标之一。磨粒几何尺寸直接影响
质量、长寿命、低成本、易修整等一系列优良的磨削磨料顶锥角2的大小从而影响磨粒的锋利度,所以
性能而在超高速磨削中占有无可比拟的优越性。超选择磨料的粒度主要应考虑被加工工件的表面粗糙
高速CBN砂轮作为工程合成材料,由四部分组成:度和加工效率的要求。超高速精加工时应选择较细
CBN磨料、结合剂、气孔和砂轮基盘(见图1)[1]。这的磨料或多晶、微晶磨料。因为细粒度砂轮的顶尖
四部分直接影响砂轮的性能,而且,它们的选用要符角和顶尖圆弧半径较小,容易切入工件,使磨削性能
合工件设计的要求(如外形、最终精度、表面质量和得到改善;同时,细粒度砂轮单位工作表面的磨粒数
磨去率等)和生产中磨床、磨削用量、磨削液以及砂目较多,在相同磨削力下,每颗磨粒承受的负荷减

*国家自然科学基金项目(项目编号:59275199)小,磨粒不易磨钝,且磨粒的自砺脱落比较均匀,能
收稿日期:2006年6月较好地保持砂轮工作表面的几何形状,磨削时比较
14工具技术

平稳,因而使砂轮的耐用度得到提高。但是粒度过其他类似性能的牌号;如果是金属结合剂则用
细,每颗磨粒上承受的磨削力过小,使磨粒不易切入ABN600较好。若超高速磨削时有腐蚀介质的存在