CBN砂輪磨削-----一種很有前途的磨削方法

人氣：86發(fā)表時(shí)間：2018-11-21【大中小】

    超硬材料CBN于1957年在美國通用電氣公司首先研制成功，被美國機(jī)械工程師學(xué)會(ASME)譽(yù)為近半個(gè)世紀(jì)工業(yè)生產(chǎn)中重大貢獻(xiàn)之一，是繼人造金剛石之后,人造超硬材料的又一重大成就。CBN 具有極高的硬度(僅次于金剛石)、極好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，是一種非常優(yōu)越的新磨料。CBN砂輪已在生產(chǎn)中推廣使用, 對提高磨削效率和提高磨削質(zhì)量效果顯著,為提高磨削技術(shù)開創(chuàng)了新的途徑。
    近年來國外在CBN砂輪磨削技術(shù)的開發(fā)和生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用上都取得很大成功。這方面蘇聯(lián)、美國、德國、日本等國走在前列。發(fā)達(dá)國家對CBN的開發(fā)和生產(chǎn)極為重視,給了大量投資使得CBN砂輪磨削技術(shù)發(fā)展很快,主要是提高砂輪性能,選擇合適的使用范圍,制定合理的磨削規(guī)范。在提高砂輪性能方面,是提高磨料性能、改進(jìn)結(jié)合劑和解決砂輪修整三個(gè)關(guān)鍵問題。國外在這幾方面近年來取得很大進(jìn)展, 現(xiàn)概述如下：
     1.提高CBN磨料性能。各國各公司都在改進(jìn)CBN合成工藝,根據(jù)不同使用要求推出相應(yīng)系列新型CBN磨料產(chǎn)品,并可供應(yīng)粗粒度磨料,使CBN磨料使用范圍不斷擴(kuò)大。
     2.CBN砂輪結(jié)合劑的改進(jìn)。最初發(fā)展的是金屬結(jié)合劑和樹脂結(jié)合劑砂輪。隨著新型CBN磨料的出現(xiàn),陶瓷結(jié)合劑砂輪顯出很大的優(yōu)越性,陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的主要優(yōu)點(diǎn)有:①砂輪中氣孔多,利于容屑和排屑,冷卻液容易進(jìn)人磨削區(qū)；②陶瓷結(jié)合劑是以化學(xué)鍵合力固定磨粒,磨粒不易剝落,砂輪壽命長；③陶瓷耐熱性好,使CBN的高耐熱性優(yōu)點(diǎn)可充分發(fā)揮；④砂輪較易修整,可以得到質(zhì)量較高的磨削表面 ,⑤陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的磨削比能低,即磨削效率高。美國某公司通過實(shí)驗(yàn)證明,CBN砂輪用陶瓷結(jié)合劑時(shí),其磨削比能僅為用青銅結(jié)合劑時(shí)的½。
     3.CBN砂輪的修整。CBN硬度很高,因此這種砂輪的修整一直是個(gè)技術(shù)難題?，F(xiàn)在生產(chǎn)中采用的修整方法有:①單顆金剛石修整；②金剛石滾輪修整；③用制動砂輪修整；④珩磨油石；⑤滾輪劑壓；⑥懸浮磨料噴射；⑦電解法(用于金屬結(jié)合劑砂輪)。這些方法各有適用范圍,還需要研究改進(jìn)。
     4.CBN砂輪的適用范圍。這種砂輪可用于磨削黑色金屬,而金剛石砂輪則不適宜。最開始時(shí),CBN 砂輪用于磨削一些難磨材料,后來應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大?，F(xiàn)在不同磨削方式,不同被磨材料(主要指鋼鐵)都可用CBN砂輪磨削。國外工具廠和軸承廠CNB砂輪磨削用得較多,在磨削難磨材料時(shí)其優(yōu)越性表現(xiàn)更為明顯。
     5.磨削參數(shù)的優(yōu)化選擇。各國都進(jìn)行了大各國都進(jìn)行了大量工作以確定CBN砂輪磨削時(shí)的最優(yōu)磨削工藝參數(shù)。這些工作都聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn),得到的數(shù)據(jù)都對生產(chǎn)有實(shí)用意義。為提高CBN砂輪磨削技術(shù)的水平,一些學(xué)者也進(jìn)行了相應(yīng)的理論研究,如對CBN砂輪磨削時(shí)的溫度特性、力學(xué)特性、磨損機(jī)理、磨削表面質(zhì)量等進(jìn)行了分析研究,這對CBN砂輪磨削的擴(kuò)大使用將起很大作用。
    CBN砂輪雖價(jià)格較高,但它具有一系列優(yōu)越性能,使它成為一種大有前途的新磨削方法，其磨削優(yōu)點(diǎn)如下：
     1.CBN砂輪的磨削比高，CBN硬度高,耐磨,熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好。制成的砂其磨削比較普通砂輪的磨削比高數(shù)十倍甚至數(shù)百倍。
     2.CBN砂輪有較長的連續(xù)工作時(shí)間，CBN硬度高、磨?？奢^長時(shí)間工作仍保持銳利。這些優(yōu)點(diǎn)對實(shí)現(xiàn)磨削自動化有重大意義。日本某公司試驗(yàn)?zāi)ハ鞴ぜ捕菻RC45,但材料不好磨,用普通砂輪時(shí)每修正一次磨不出一個(gè)工件，而用CBN砂輪磨削,修整一次可磨出多個(gè)合格工件。
     3.CBN砂輪磨削溫度低、磨削表面質(zhì)量高，用CBN砂輪磨削時(shí),磨削溫度要比用普通砂輪磨削低 20～40%。CBN砂輪磨削時(shí)的溫度較低,不僅可以避免磨削燒傷,且可使磨削表面殘留應(yīng)力小。
     4.CBN砂輪磨削溫度低、工件熱變形小,容易得到較高的磨削精度。
     5.CBN砂輪磨削的經(jīng)濟(jì)效益，CBN砂輪雖然價(jià)格較貴,一次性投資較大,但由于磨削比高,磨削表面質(zhì)量高,砂輪壽命長,故總的費(fèi)用是減少的,可以得到很大的經(jīng)濟(jì)效益。
   我國生產(chǎn)使用CBN砂輪磨削的工廠還極少,僅有少數(shù)工廠在普通砂輪磨削無法解決問題時(shí),才考慮CBN砂輪，可以說國內(nèi)CBN砂輪磨削的生產(chǎn)使用和研究才剛剛有開始。生產(chǎn)中有不少磨削難題,可以期望通過采用CBN砂輪磨削來解決。目前我國從事CBN砂輪磨削技術(shù)研究的人極少,工廠對CBN砂輪磨削技術(shù)又了解甚少,限制了CBN砂輪磨削技術(shù)的推廣應(yīng)用。我國磨削加工技術(shù)面臨新技術(shù)革命的挑戰(zhàn)，應(yīng)加強(qiáng)工廠、學(xué)校和科研單位間的協(xié)作,盡快發(fā)展CBN磨削方面的研究工作，期望CBN砂輪磨削這項(xiàng)新技術(shù)能在我國的工業(yè)生產(chǎn)中充分發(fā)揮其作用。

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