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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(HRc 45-65)，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，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	任務(wù)：提高每單位時(shí)間切削加工量	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：用戶(hù)在使用比較中指出      CBN砂輪耐用時(shí)間太短。	描述： 在較小的切削壓力下，來(lái)提高金屬磨削量。	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)：	技術(shù)數(shù)據(jù)：	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	工件： 切削罩128x100x49mm	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：Fortuna FNH2 D350	磨床：Hauser S35 CNC	磨床：Blohm Profimat CNC-專(zhuān)用磨床
冷卻液： 礦物油組分乳濁液	冷卻液： 噴槍切割油	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（pe 10bar，Q200 l/min）
砂輪：KREBS&RIEDEL       CBN砂輪兩件一組，       250×19×127mm	砂輪：KREBS&RIEDEL       形式1A8W 硬質(zhì)合金把柄10x10x6mm	砂輪：KREBS&RIEDEL       CBN砂輪兩件一組，       形式14A1 400x15x127mm       X=5mm，U=8.75mm
特性：4B 126/9 X13VP6340-150 修整器：金剛石輥	特性：4B 151X26V8118-150 修整器：旋轉(zhuǎn)葉片式修整器MK0	特性：4B 126/3X22VP7336-125 修整器：電鍍涂層金剛石型輥，半徑5mm
參數(shù)： 砂輪速度Vc：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：13＋1周期 接觸時(shí)間/凸輪tkn：15s	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	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： 修整間隔為加工300個(gè)軸 表面粗糙度均衡的保持在3.5－4.5µm之間 耐用度比競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品高3倍 接到長(zhǎng)期訂購(gòu)合同單	結(jié)論： 節(jié)省時(shí)間20％, 工件質(zhì)量保持不變，	結(jié)論： 提高耐用度>100％ 用戶(hù)評(píng)價(jià)最好的砂輪 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?xún)r(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。

4  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在航空，航天和軍工等領(lǐng)域的應(yīng)用就不一一點(diǎn)說(shuō)了