高精度磨削 CBN砂輪的選擇和實(shí)際范例

1、1 引言    磨削加工是人類(lèi)最古老加工手段之一，隨著工業(yè)的發(fā)展，特別是硬金屬的加工，它是不可缺少的加工手段。在上世紀(jì)八十年代，發(fā)達(dá)的西方國(guó)家CN機(jī)床和機(jī)床加工中心高速發(fā)展，高速主軸和硬質(zhì)刀具的應(yīng)用，磨床加工與其相比也就顯得加工成本昂貴了。但是隨著磨削技術(shù)的發(fā)展，磨具也進(jìn)一步得到改進(jìn)。通過(guò)創(chuàng)新可供使用的磨料質(zhì)量、改進(jìn)組織結(jié)構(gòu)以及采用新結(jié)合劑系統(tǒng)使磨具從根本上提高生產(chǎn)效率。超硬材料CBN發(fā)明，作為磨料用于砂輪的制造，不但能有效率的加工較硬的鋼材(HRc45-65)，并使砂輪的耐用度成倍的提高。特別是以德國(guó)Krebs&Riedel公司（珂萡石雷德樂(lè)）為代表的，

2、在上世紀(jì)八十年代中期，研發(fā)出的陶瓷結(jié)合劑的CBN砂輪，尤其是在修正修銳上的技術(shù)突破，可以說(shuō)它是磨削模具的一次革命。陶瓷結(jié)合劑的CBN砂輪的研發(fā)成功，反過(guò)來(lái)對(duì)生產(chǎn)磨床的廠家提出了技術(shù)參數(shù)，生產(chǎn)適應(yīng)CBN砂輪性質(zhì)的磨床。這樣磨床生產(chǎn)廠商和砂輪生產(chǎn)廠商共同開(kāi)發(fā)的數(shù)控多軸磨床，大大的提高了加工生產(chǎn)效率和降低了生產(chǎn)成本，使這古老加工工藝又發(fā)揮了新的光彩。 2 CBN砂輪的分類(lèi)CBN磨料制作的砂輪，根據(jù)不同的加工工藝和所用不同成分的結(jié)合劑可分以下四種。它們的性質(zhì)和用途（指的機(jī)械加工用途）也有所不同。（1）電鍍CBN/金剛石砂輪砂輪的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。成型簡(jiǎn)單但是只有一層鍍層，不能修正，在

3、加工過(guò)程中，較難知道，何時(shí)磨層受損。適用于小批量的機(jī)械加工和幾何圖形復(fù)雜成型磨加工用和作為修正滾輪用。（2）燒結(jié)式CBN/金剛石砂輪硬度大和密度高，加工成高精度的修正滾輪，成本高。主要用于作砂輪的修正滾輪和大批量的超硬材料的加工。（3）樹(shù)脂CBN/金剛石砂輪砂輪的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。成型簡(jiǎn)單但是不好修正整型。用于多型狀小批量的加工。如工具磨和刀具的加工，和玻璃的加工。(4)陶瓷結(jié)合劑的CBN/金剛石砂輪加工工藝和結(jié)合劑的配方被少數(shù)外國(guó)廠家掌握，如剛進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的德國(guó)Krebs&Riedel公司，世界最大的磨料模具集團(tuán)圣戈班手下的WINTER公司，奧地利的TYROLIT公司，德國(guó)的

4、Wendt公司和瑞士的WINTERTHUR。國(guó)產(chǎn)的陶瓷結(jié)合劑的CBN/金剛石砂輪近期也有所突破。陶瓷結(jié)合劑的CBN/金剛石砂輪具有磨削力強(qiáng)，高速加工不燒傷工件，可修正和并且耐用等優(yōu)點(diǎn)，是目前最理想的高速，高效和高精度的磨削工具。用以下工作的實(shí)例作為范例，與同行同事共同討論砂輪的應(yīng)用。 3 應(yīng)用實(shí)例采用CBN砂輪磨削轎車(chē)凸輪軸在Hauser磨床上進(jìn)行坐標(biāo)磨削采用CBN砂輪進(jìn)行強(qiáng)力切槽磨削任務(wù)：給定的調(diào)節(jié)參數(shù)下提高耐用度描述：用戶在使用比較中指出CBN砂輪耐用時(shí)間太短。技術(shù)數(shù)據(jù)：工件：R4柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轎車(chē)凸輪軸，材質(zhì)為灰鑄鐵，加工余量約0.25mm磨床：FortunaFNH2D350冷卻液

5、：礦物油組分乳濁液砂輪：KREBS&RIEDELCBN砂輪兩件一組，250×19×127mm特性：4B126/9X13VP6340-150修整器：金剛石輥參數(shù)：砂輪速度Vc：60m/s最大橫向進(jìn)給ae：0.05mm最大相應(yīng)單位時(shí)間切削量Qw：10mm3/mm*s循環(huán)次數(shù)ia：131周期接觸時(shí)間/凸輪tkn：15s接到長(zhǎng)期訂購(gòu)合同單任務(wù)：提高每單位時(shí)間切削加工量描述：在較小的切削壓力下，來(lái)提高金屬磨削量。技術(shù)數(shù)據(jù)：工件：切削罩128x100x49mm磨床：HauserS35CNC冷卻液：噴槍切割油砂輪：KREBSn耐用度比競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品高3倍n表面粗糙度均衡的保持在3.54

6、.5µm之間n修整間隔為加工300個(gè)軸n結(jié)論：&節(jié)省時(shí)間20,工件質(zhì)量保持不變，任務(wù)：給定的調(diào)節(jié)參數(shù)下優(yōu)化砂輪磨損性能描述：目前與所有競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品進(jìn)行比較試驗(yàn)。耐用度為每套砂輪組加工約17000個(gè)零件。技術(shù)數(shù)據(jù)：工件：HSS1.3343,64Hrc開(kāi)槽削，圓形零件加工4個(gè)槽每個(gè)90º槽：b=8.75mm；t=6.5mm；l=28mm以分度頭夾緊。磨床：BlohmProfimatCNC-專(zhuān)用磨床冷卻液：礦物油組分濃縮乳濁液；通過(guò)優(yōu)化的冷卻液噴嘴供給（pe10bar，Q200l/min）砂輪：KREBSnRIEDEL形式1A8W硬質(zhì)合金把柄10x10x6mm特性：4B151

7、X26V8118-150修整器：旋轉(zhuǎn)葉片式修整器MK0參數(shù)：砂輪速度vc：30m/s進(jìn)給速度Vw：120mm/min橫向進(jìn)給ae：0.1mm結(jié)論：&提高耐用度nRIEDELCBN砂輪兩件一組，形式14A1400x15x127mmX=5mm，U=8.75mm特性：4B126/3X22VP7336-125修整器：電鍍涂層金剛石型輥，半徑5mm參數(shù)：砂輪速度vc：80m/s進(jìn)給速度Vw：200mm/min橫向進(jìn)給ae：6.5mm最大相應(yīng)單位時(shí)間切削量Qw：22mm3/mm*s結(jié)論：>接到長(zhǎng)期訂購(gòu)合同單由此看見(jiàn)，對(duì)于耗材產(chǎn)品一定要用性價(jià)比而不能只看價(jià)格。作為大批量，質(zhì)量穩(wěn)定的生產(chǎn)，不可忽略的參數(shù)時(shí)間：即效率的提高和廢品率降低，所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。由此說(shuō)明其磨削生產(chǎn)的成本低。n用戶評(píng)價(jià)最好的砂輪n1004 結(jié)論在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，對(duì)于大批量，高精度的磨削加工，其加工件硬度HRc大于45，基本上都用陶瓷CBN砂輪磨削。它被廣泛的用在汽車(chē)的主要零件上如凸輪軸，曲軸，變速箱的齒輪軸和齒輪，軸承和剎車(chē)片。用在機(jī)床的精密加工件如導(dǎo)軌，絲杠和電機(jī)軸的磨削。印刷機(jī)零件的磨削，使其精度達(dá)到尺寸的0,3-0,5微米。CBN陶瓷砂輪用于軋鋼輥輪的磨削加工和