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CBN砂輪​在加工材料磨削上的廣泛應(yīng)用

金剛石CBN砂輪是超硬材料工具中典型的一種工具,是以金剛石或CBN為磨料,借助于結(jié)合劑或其它輔助材料,在一定的生產(chǎn)條件下制成的具有一定形狀、性能和用途的產(chǎn)品。金剛石、CBN砂輪按結(jié)合劑種類主要可分為金屬結(jié)合劑、陶瓷結(jié)合劑、樹脂結(jié)合劑。

  隨著超硬材料工具技術(shù)的發(fā)展,其可加工的對象幾乎囊括了所有的已知材料,大大提高了各種機(jī)械加工領(lǐng)域的加工效率、加工質(zhì)量,尤其是作為高速、、數(shù)控、微細(xì)加工等先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分,其應(yīng)用主要有兩大領(lǐng)域:一是各種機(jī)械加工領(lǐng)域,主要指電子、機(jī)械、汽車、新能源等加工領(lǐng)域;二是硬脆材料加工領(lǐng)域,主要指藍(lán)寶石、單晶硅、多晶硅、磁性材料、碳化硅、耐火材料、玻璃、地質(zhì)鉆探等。硬脆材料加工領(lǐng)域按其用途的不同,又可分為:金剛石磨削砂輪、金剛石鋸切砂輪片、金剛石鉆探刀頭等幾個(gè)大類。

  全球超硬材料工具的生產(chǎn)遍及世界各地,其中,磨削切削類工具以日本、德國、美國及韓國制造水平為高,這些國家磨削工具正快速向超硬材料工具轉(zhuǎn)化,其它磨具用量已在逐年減少。由于超硬材料制品具有節(jié)能、壽命長、環(huán)境友好的突出特點(diǎn),其效率和壽命比傳統(tǒng)工具高數(shù)十倍。

  金剛石工具的出現(xiàn)使得以前只能依靠繁重的手工勞動(dòng)、低效率加工硬脆材料的方式成為歷史,代之以機(jī)電一體化的現(xiàn)代先進(jìn)加工方式,其加工效率得以實(shí)現(xiàn)大幅提高,金剛石砂輪在磁性材料、藍(lán)寶石、硅材料、建筑陶瓷、石材、鋼筋混凝土等硬脆材料加工領(lǐng)域是目前有效的工具。

  金剛石砂輪具有很好的磨削性能,在工業(yè)陶瓷、硬質(zhì)合金、光學(xué)玻璃、金剛石刀具及寶石等難加工材料的磨削上有著非常廣泛的應(yīng)用。但金剛石砂輪存在硬度極高,修整難度相當(dāng)大,且在修整過程中容易發(fā)生堵塞等問題,嚴(yán)重影響磨削表面的質(zhì)量和修整效率,限制了金剛石砂輪的應(yīng)用,本文對金剛石砂輪的各種修整方法進(jìn)行比較和研究,分析了各種修整方法的修整原理、特點(diǎn)及運(yùn)用場合。

  磨削修整法的原理。修整時(shí)是用普通磨料砂輪與金剛石砂輪對磨,金剛石砂輪做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),而普通磨料砂輪在做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還做進(jìn)給運(yùn)動(dòng),金剛石砂輪表面的磨粒在摩擦力的作用下開始慢慢旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)的同時(shí)對金屬結(jié)合劑產(chǎn)生一定的擠壓力,至使粘結(jié)劑出現(xiàn)裂紋,隨著摩擦力的連續(xù)作用,造成結(jié)合劑的裂紋進(jìn)一步擴(kuò)大,終粘結(jié)劑破碎,使磨鈍的金剛石顆粒從砂輪表面脫落,鋒利的金剛石顆粒顯露出來從而達(dá)到修整的目的。

  磨削修整法的主要優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、修整時(shí)間短、磨削速度穩(wěn)定、磨削成本較低,但修整過程存在沖擊力,修整效率低、修整精度差且磨粒脫落較多、整形質(zhì)量不易控制。多用于修整陶瓷和樹脂粘結(jié)劑金剛石砂輪。軟彈性修整法的原理。軟彈性修整法在修整時(shí)砂帶套在砂帶輪上,修整時(shí)金剛石砂輪高速旋轉(zhuǎn),卷帶輪緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),砂帶在帶輪上慢慢移動(dòng),利用砂帶與砂輪的接觸力有效地去除金剛石砂輪表面磨粒間的結(jié)合劑,從而達(dá)到修整的目的。

  軟彈性修整法的優(yōu)點(diǎn),與其它修整方法相比,軟彈性修整法更適用于修整金屬結(jié)合劑金剛石微粉砂輪,因?yàn)榻饘俳Y(jié)合劑金剛石微粉砂輪既有金屬的塑性,又有很高的硬度,所以修整難度相當(dāng)大,主要表現(xiàn)在:修整工具表面磨粒很快被磨損,其次是修整工的容屑空間容易堵塞使修整無法繼續(xù)。而用軟彈性修整法的修整工具--砂帶總是以新的鋒利磨粒被修整砂輪接觸,能形成良好的修整環(huán)境,有效地去除金剛石砂輪表面磨粒間的結(jié)合劑,且修整時(shí)磨削力較小,磨削表面質(zhì)量高。

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