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立方氮化硼砂輪磨料的性能及使用工具

  由金剛石或立方氮化硼砂輪(CBN)磨料制作的硬磨料砂輪,因其優(yōu)良的磨削性能,已廣泛用于磨削領(lǐng)域的各個(gè)方面。金剛石砂輪是磨削硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷、寶石等高硬脆材料的工具。

  近幾年來,隨著高速磨削和磨削技術(shù)的迅速發(fā)展,對(duì)砂輪提出了更高的要求,陶瓷和樹脂結(jié)合劑的砂輪已不能滿足生產(chǎn)的需要,金屬結(jié)合劑砂輪因其結(jié)合強(qiáng)度高、成型性好、使用壽命長等顯著特性而在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。金屬結(jié)合劑金剛石砂輪按制造方式不同主要有有燒結(jié)和電鍍兩種類型。為了充分發(fā)揮硬磨料的作用,國外從20世紀(jì)90年代初開始用高溫釬焊工藝開發(fā)一種新型砂輪,即單層高溫釬焊硬磨料砂輪,目前國內(nèi)這種砂輪還處于研制開發(fā)階段。

  燒結(jié)型金剛石砂輪。砂輪燒結(jié)型金屬結(jié)合劑砂輪多以青銅等金屬作為結(jié)合劑,用高溫?zé)Y(jié)法制造,其結(jié)合強(qiáng)度高,成型性好,耐高溫,導(dǎo)熱性和耐磨性好,使用壽命長,可承受較大的負(fù)荷。因砂輪在燒結(jié)過程中不可避免地存在著收縮及變形,所以在使用前對(duì)砂輪進(jìn)行調(diào)整,但砂輪修整比較困難。目前生產(chǎn)中常用的砂輪對(duì)滾調(diào)整方法不僅在修整時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且修整過程中金剛石顆粒的脫落較多,修整砂輪本身的消耗很大,調(diào)整精度較低。近年來各國學(xué)者相繼開展了應(yīng)用特種加工方法修整金屬結(jié)合劑金剛石砂輪的研究工作,主要有電解修整法、電火花修整法和復(fù)合修整法等。電解修整法速度快,但調(diào)整精度不高;電火花修整法調(diào)整精度高,既可調(diào)整又可修銳,但調(diào)整速度較慢;復(fù)合修整法有電解電火花復(fù)合修整法、機(jī)械化學(xué)復(fù)合修整法等,修整效果較好,但系統(tǒng)較復(fù)雜,因此燒結(jié)型金剛石砂輪的修整問題仍然沒有得到很好的解決。此外,由于砂輪的制造工藝決定了其表面形貌是隨機(jī)的,各磨粒的幾何形狀、分布及切削刃所處的高度不一致,因此磨削時(shí)只有少數(shù)較高的切削刃切到工件,限 制了磨削質(zhì)量和磨削效率的進(jìn)一步提高。

  電鍍金剛石砂輪,砂輪電鍍金剛石砂輪的優(yōu)點(diǎn):電鍍工藝簡單,投資少,制造方便;無需修整,使用方便;單層結(jié)構(gòu)決定了它可以達(dá)到很高的工作速度,目前國外已高達(dá)250~300m/s;雖然只有單層金剛石,但仍有足夠的壽命;對(duì)于精度要求較高的滾輪和砂輪,電鍍的制造方法。

  正是由于這些優(yōu)勢,電鍍砂輪在高速、高速磨削中占據(jù)著無可爭議的主dao地位。電鍍金剛石砂輪存在的缺xian:在鍍層金屬與基體及磨料的結(jié)合面上并不存在牢固的化學(xué)冶金結(jié)合,磨料實(shí)際上只是被機(jī)械包埋鑲嵌在鍍層金屬中,因而把持力小,金剛石顆粒在負(fù)荷較重的磨削中易脫落(或鍍層成片剝落)而導(dǎo)致整體失效;為增加把持力就增加鍍層厚度,其結(jié)果是磨粒luo露高度和容屑空間減小,砂輪容易發(fā)生堵塞,散熱效果差,工件表面容易發(fā)生shao傷。目前國內(nèi)的電鍍砂輪制造尚未實(shí)現(xiàn)按加工條件的要求而優(yōu)化設(shè)計(jì)出砂輪的地貌,單層電鍍金剛石砂輪的這些固有弊端必然會(huì)大大xian制它在磨削中的應(yīng)用。

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