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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【
 
    超硬材料CBN于1957年在美國(guó)通用電氣公司首先研制成功,被美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)(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(duì)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(kāi)創(chuàng)了新的途徑。
    近年來(lái)國(guó)外在CBN砂輪磨削技術(shù)的開(kāi)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(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)走在前列。發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)CBN的開(kāi)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(wèn)題。國(guó)外在這幾方面近年來(lái)取得很大進(jìn)展, 現(xiàn)概述如下:
     1.提高CBN磨料性能。各國(guó)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(zhǎng);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(guó)某公司通過(guò)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。現(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(dòng)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(kāi)始時(shí),CBN 砂輪用于磨削一些難磨材料,后來(lái)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(guó)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(guó)都進(jìn)行了大各國(guó)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(duì)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(duì)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(duì)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(zhǎng)的連續(xù)工作時(shí)間,CBN硬度高、磨??奢^長(zhǎng)時(shí)間工作仍保持銳利。這些優(yōu)點(diǎn)對(duì) 實(shí)現(xiàn)磨削自動(dòng)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(zhǎng),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(guó)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(wú)法解決問(wèn)題時(shí),才考慮CBN砂輪,可以說(shuō)國(guó)內(nèi)CBN砂輪磨削的生產(chǎn)使用和研究才剛剛有開(kāi)始。生產(chǎn)中有不少磨削難題,可以期望通過(guò)采用CBN砂輪磨削來(lái)解決。目前我國(guó)從事CBN砂輪磨削技術(shù)研究的人極少,工廠對(duì)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(guó)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(guó)的工業(yè)生產(chǎn)中充分發(fā)揮其作用。
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