超硬磨料砂轮及其修整 超高速磨削和高效深磨 安阳县ug培训  

发表人：admin   来源：未知   时间:2012-12-31

今天ug培训为大家讲一讲超硬磨料砂轮及其修整 超高速磨削和高效深磨
超高速磨削砂轮是在基体上固结一层或多层超硬磨料，故又进一步分为多层可修整和单层磨料砂轮两大类。所用超硬磨料除磨削硬脆材料为金刚石外，其余都使用CBN。超高速磨削砂轮的基体除要有足够的强度以承受巨大的离心力外，还要有高的弹性模量/密度比和低的热膨胀系数，目前常用的材料是高强度合金钢，正寻求高强度铝合金和铍等性能更优良的材料作基体，日本已使用一种碳素纤维复合材料CFRP作超高速砂轮基体。此外，超高速砂轮基体的形状设计也至关重要。 多层可修整超硬砂轮有树脂、金属、陶瓷三种结合剂。其中陶瓷结合剂砂轮具有多孔性，且结合剂呈脆性，可用金刚石滚轮修整，整形和修锐一般能一次完成。还有一种新型的多气孔陶瓷结合剂CBN砂轮，可以通过人为诱发的孔隙来增强天然的多孔性，这种砂轮将引入更多的磨削液和便於排屑，从而既可磨削高硬度也可磨削中等硬度的铁质材料。故在超高速磨削中陶瓷结合剂的超硬磨料砂轮用得较多。 树脂结合剂或金属结合剂超硬磨料砂轮的修整比较困难，整形和修锐需分别进行。超硬磨料砂轮的修整特别是在线修整迄今仍是研究的热点，日本人十几年前开发的适合金属结合剂超硬磨料砂轮的在线电解修整(ELID)法，对超精密镜面磨削的发展起了一定作用。而目前正在研究的激光修整法，不仅便於修整树脂或金属结合剂超硬磨料砂轮，而且热影响区小、砂轮修整损耗小和易於实现自动化，修整效率也高，很有发展前景。
无需修整的单层超硬磨料砂轮，有电镀砂轮和（高温）焊砂轮两种。由於超硬磨料的优异性能，即使单层磨料仍有较长寿命。其中电镀砂轮的制造工艺较简单（磨料磨钝後还可重复电镀多次），镀层金属能紧密包镶在磨料周围，最高可承受250?300m/s的磨削速度，已被较多地应用於超高速精磨和成形磨削中。焊砂轮磨料与基体的结合强度特别高，磨粒裸露高度达到60?70%，故容屑空间大且磨粒能获得更锋利的形貌，据报道国外焊砂轮的线速度可达500m/s。
超高速磨削和高效深磨
高速磨削是相对於以前的普通磨削而言，凡砂轮线速度Vs＞45m/s的磨削都可称为高速磨削。早在20世纪60年代，Vs已提高至60m/s，70年代又提高到80m/s，但其後十来年由於受到当时砂轮回转破裂速度的制约和工件烧伤问题的困扰，砂轮线速度没有大的提高。直到80年代後期，随着立方氮化硼(CBN)砂轮的更广泛应用，并对磨削机理进行了更深入的研究，发现在高磨除率条件下，随着砂轮线速度Vs的增大，磨削力在Vs=100m/s前後的某个区间出现陡降，这一趋势随着磨除率的进一步增大还将继续，工件表面温度也随之出现回落。这也就是说，在越过产生热损伤的磨削用量区之後，磨削用量的进一步增大，不仅不会使热损伤加剧，反而使热损伤不再发生，从而为发展超高速磨削和高效深磨奠定了理论基础。
超高速磨削虽未规定严格界限，但通常把砂轮线速度Vs＞150m/s的磨削称为超高速磨削。一般说来，超高速磨削具有如下优势：
磨削效率高，砂轮损耗小
磨削速度愈高，单位时间内参予切削的磨粒数愈多，磨除的磨屑增多，且工件进给速度应与砂轮线速度的1.13次方成比例，故超高速磨削会使磨削效率大幅提高。与此相应，超高速磨削时单个磨粒上所承受的磨削力大为减少，从而降低了砂轮的磨损。许多实验表明，当磨削力不变时，砂轮线速度Vs从80m/s提高至200m/s，磨削效率提高2.5倍，CBN砂轮的寿命也延长了1倍。
磨削力小，加工精度高
由於超高速磨削时磨屑厚度变薄，在磨削效率不变的条件下，法向磨削力会随Vs的增高而显着减少（Vs为200m/s时的法向磨削力仅为80m/s时的46%），从而使工艺系统的变形减少。加之超高速磨削的激振频率远高於工艺系统的固有频率，不会引起共振。其共同结果是促使磨削精度提高。  

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