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陶瓷CBN砂輪的生產(chǎn)應(yīng)用

來源：江西玉寶鉆石工具發(fā)布時(shí)間：2018-12-14 點(diǎn)擊量：4260

磨削工藝是一個(gè)高成本的工藝，一方面是磨削機(jī)床的成本，另一方面是這個(gè)工藝相對(duì)其他工藝來說有點(diǎn)慢。然而，在不同對(duì)手之間的競(jìng)爭(zhēng)下，磨削工藝的成本逐漸下降，速度更快，并且其精度和表面粗糙度都變的很好。

陶瓷砂輪

樹脂砂輪是由磨料和結(jié)合劑在一起制成的，有圓形、圓環(huán)等形狀，通過旋轉(zhuǎn)對(duì)被加工物進(jìn)行磨削，這種樹脂砂輪被稱作傳統(tǒng)樹脂砂輪，傳統(tǒng)樹脂砂輪是由氧化鋁磨料與結(jié)合劑在一起制成的圓餅等形狀的樹脂砂輪。
CBN是一種合成的磨削材料，硬度僅次于金剛石，這種材料可以粘合在輪子的表面，成為一種磨削的工具。與金剛石相比，它是一種低成本的磨削方式；與傳統(tǒng)的磨削材料性能相比，它的表現(xiàn)非常優(yōu)異，特別是在磨削硬質(zhì)合金的時(shí)候。CBN很難磨損，所以磨削的精度也非常好，其幾何形狀也保持得很好，需要的修整頻率低，其轉(zhuǎn)速也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)樹脂砂輪，所以磨削速度也很快、效率更高。
1.樹脂砂輪的類型
（1）單鍍層樹脂砂輪，這種樹脂砂輪是在鋼鐵的基體上電鍍一層CBN材料而做成的，鋼鐵因其特性比較易于電鍍，故而成為合適的基體材料，主要應(yīng)用在幾何公差不是很嚴(yán)格的粗加工上。
這種樹脂砂輪通常在賣出時(shí)就屬于“就緒可用”的狀態(tài)，并一直使用至壽命結(jié)束。但它也可以進(jìn)行一次“修刮”。隨著樹脂砂輪的磨損，磨削的顆粒逐漸變平，會(huì)使得磨削的表面粗糙度質(zhì)量下降，而磨削所需的力會(huì)增加。在樹脂砂輪壽命的末期，所需的磨削力可能比初期增加50%。
它的優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：①初始成本比多層CBN樹脂砂輪低（雖然最終是多層樹脂砂輪的平均成本要低）。②機(jī)床可以設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單一些，不需要修整器、平衡器，也不需要提供不同樹脂砂輪轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)。③有些上道工序的粗加工可以省略不做，直接可以樹脂砂輪磨削。④因其樹脂砂輪轉(zhuǎn)速很高，故其磨削速度要比傳統(tǒng)樹脂砂輪效率高。⑤樹脂砂輪的基體可以重復(fù)使用多次，從而降低了成本。
但其也有一些不足的地方：①壽命比多次CBN樹脂砂輪短很多，不能進(jìn)行修整，其理想的磨削條件是使用油來冷卻，這點(diǎn)很多客戶不太愿意接受，因?yàn)榇嬖诮】档娘L(fēng)險(xiǎn)。②單塊樹脂砂輪的投入成本很高，如果損壞的話得不償失。③機(jī)床一開始使用的時(shí)候可能需要客戶更小心調(diào)整以獲得好的磨削效果。
（2）多層樹脂砂輪，由鐵和鋁合金做成基體，上面鑲有多層CBN材料，通常CBN層有5mm厚，主要應(yīng)用在高精度的磨削工藝上。
它的優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：①不需要提供不同樹脂砂輪轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)。②更長(zhǎng)的使用壽命，可以進(jìn)行修整，故能保持磨削質(zhì)量的穩(wěn)定。③能提高幾何精度、表面粗糙度質(zhì)量和表面輪廓度。④雖然單個(gè)樹脂砂輪的初始成本很高，但因其磨削的工件數(shù)量多，所以平均成本比單層樹脂砂輪和傳統(tǒng)樹脂砂輪低。⑤磨削效率高。
缺點(diǎn)也有以下幾個(gè)方面：①樹脂砂輪選型比較困難，故機(jī)床前期調(diào)試耗費(fèi)的時(shí)間很長(zhǎng)。②機(jī)床更復(fù)雜，特別堅(jiān)固，需要修整器和平衡儀。③其理想的磨削條件是使用油來冷卻，因?yàn)榇嬖诮】档娘L(fēng)險(xiǎn)，故而客戶不太容易被接受。④在單塊樹脂砂輪上的高投入意味著高的損壞風(fēng)險(xiǎn)。⑤機(jī)床一開始使用的時(shí)候可能需要客戶更小心地調(diào)整，以便獲得好的磨削效果。
2.樹脂砂輪的成分
CBN樹脂砂輪由三種基本成分組成：顆粒、粘合劑和基體。
（1）顆粒。磨削顆粒是由立方氮化硼組成的，并由顆粒的大小分類。類似于傳統(tǒng)樹脂砂輪，磨削的速度和表面粗糙度是決定顆粒大小的關(guān)鍵因素。
（2）粘合劑。類似于傳統(tǒng)樹脂砂輪，粘合劑通過其硬度來分級(jí)，目前有4種等級(jí)類型：合成樹脂、金屬粘合劑、玻璃化及電鍍型。
（3）基體?；w是樹脂砂輪的身體部分，是影響樹脂砂輪的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)強(qiáng)度的重要部位。在高速旋轉(zhuǎn)的情況下，基體應(yīng)該以勻速的方式拉伸，因?yàn)楦咚俚那闆r下離心力很大容易產(chǎn)生破壞，下面是4種類型基體的介紹：①鋁基體抗震效果差，具有非常好的散熱性能和機(jī)械強(qiáng)度。②鋁合金基體具有中等的抗振性能，散熱性能較好，機(jī)械強(qiáng)度較好。③合成樹脂基體抗振性能好，散熱性能差，機(jī)械強(qiáng)度較好。④鋼基體抗振效果差，具有非常好的散熱性能和機(jī)械強(qiáng)度。
3.樹脂砂輪的修整
（1）單層樹脂砂輪。這類樹脂砂輪在購買時(shí)就已經(jīng)是可正常使用的狀態(tài)了，其顆粒大約會(huì)露30%或50%在粘合劑在外。因?yàn)橹挥袉螌拥腃BN材料，所以是不能進(jìn)行修整的，但是我們還是能對(duì)它進(jìn)行刮磨，把高的顆粒磨低一些，以獲得更好的表面粗糙度質(zhì)量。但這并沒有使顆粒變得更鋒利，反而增加了磨削所需的力，做完一次后樹脂砂輪就再也不能進(jìn)行任何措施了，直到用完為止。
（2）多層樹脂砂輪。在樹脂砂輪制造出來后，磨削顆粒并沒有凸出來，所以我們所需對(duì)其進(jìn)行一次特別的修整，然后才能使用它。在修整后，顆粒應(yīng)該露出20%或30%。
隨后的修整就是使用安裝固定了的金剛滾輪來進(jìn)行，并使用噪聲檢測(cè)傳感器來控制修整的進(jìn)行，以確保修整量為最小，首選的方法是將金剛滾輪以相對(duì)于樹脂砂輪0.9的倍率轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣金剛滾輪就會(huì)折斷CBN顆粒而不是將其切斷。如果是切斷CBN顆粒，會(huì)使樹脂砂輪變鈍，進(jìn)而影響磨削的質(zhì)量。因?yàn)槎鄬訕渲拜喛梢酝ㄟ^修整來改善其表面狀況，故其磨削質(zhì)量可以維持在好的狀態(tài)。

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