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原作者：雷伟坚
1 引言
磨削加工是人类最古老加工手段之一，随着工业的发展，特别是硬金属的加工，它是不可缺少
的加工手段。在上世纪八十年代，发达的西方国家CN机床和机床加工中心高速发展，高速主轴和硬质刀具的应用，磨床加工与其相比也就显得加工成本昂贵了。但
是随着磨削技术的发展，磨具也进一步得到改进。通过创新可供使用的磨料质量、改进组织结构以及采用新结合剂系统使磨具从根本上提高生产效率。超硬材料
CBN发明，作为磨料用于砂轮的制造，不但能有效率的加工较硬的钢材(HRc 45-65)，并使砂轮的耐用度成倍的提高。特别是以德国Krebs
&
Riedel公司（珂萡石•雷德乐）为代表的，在上世纪八十年代中期，研发出的陶瓷结合剂的CBN砂轮，尤其是在修正修锐上的技术突破，可以说它是磨削模
具的一次革命。陶瓷结合剂的CBN砂轮的研发成功，反过来对生产磨床的厂家提出了技术参数，生产适应CBN砂轮性质的磨床。这样磨床生产厂商和砂轮生产厂
商共同开发的数控多轴磨床，大大的提高了加工生产效率和降低了生产成本，使这古老加工工艺又发挥了新的光彩。
2 CBN砂轮的分类
CBN磨料制作的砂轮，根据不同的加工工艺和所用不同成分的结合
剂可分以下四种。它们的性质和用途（指的机械加工用途）也有所不同。
（1）电镀CBN/金刚石砂轮
砂轮的生
产工艺简单，生产成本低。成型简单但是只有一层镀层，不能修正，在加工过程中，较难知道，何时磨层受损。适用于小批量的机械加工和几何图形复杂成型磨加工
用和作为修正滚轮用。
（2）烧结式CBN/金刚石砂轮
硬度大和密度高，加工成高精度的修正滚轮，成本高。主
要用于作砂轮的修正滚轮和大批量的超硬材料的加工。
（3）树脂CBN/金刚石砂轮
砂轮的生产工艺简单，生产
成本低。成型简单但是不好修正整型。用于多型状小批量的加工。如工具磨和刀具的加工，和玻璃的加工。
（4）陶瓷结合剂的CBN/金
刚石砂轮
加工工艺和结合剂的配方被少数外国厂家掌握，如刚进入中国市场的德国Krebs &
Riedel公司，世界最大的磨料模具集团圣戈班手下的WINTER公司，奥地利的TYROLIT公司，德国的Wendt公司和瑞士的
WINTERTHUR。国产的陶瓷结合剂的CBN/金刚石砂轮近期也有所突破。陶瓷结合剂的CBN/金刚石砂轮具有磨削力强，高速加工不烧伤工件，可修正
和并且耐用等优点，是目前最理想的高速，高效和高精度的磨削工具。用以下工作的实例作为范例，与同行同事共同讨论砂轮的应用。
3
应用实例
采用CBN砂轮磨削轿车凸轮轴 在Hauser磨床上进行坐标磨削 采用CBN砂轮进行强力切槽磨削
任务：给定的调节参数下提高耐用度
描述：用户在使用比较中指出CBN砂轮耐用时间太短。
技术数据：
工件： R4柴油发动机轿车凸轮轴，材质为灰铸铁，加工余量约 0.25mm
磨床：Fortuna FNH2 D350
冷
却液： 矿物油组分乳浊液
砂轮：KREBS&RIEDELCBN砂轮两件一组，250×19×127mm
特性：4B
126/9 X13VP6340-150
修整器：金刚石辊
参数：
砂轮速度Vc：60m/s
最大横向进给ae：0.05mm
最大相应单位时间切削量Qw’：10mm3/mm*s
循环次数ia：13＋1
周期
接触时间/凸轮tkn：15s
结论：
修整间隔为加工300个轴
表面粗糙度
均衡的保持在3.5－4.5µm之间耐用度比竞争产品高3 倍
接到长期订购合同单
任务：提高每单位时间切削加
工量
描述： 在较小的切削压力下，来提高金属磨削量。
技术数据：
工件：
切削罩128x100x49mm
磨床：Hauser S35 CNC
冷却液： 喷枪切割油
砂
轮：KREBS&RIEDEL形式1A8W 硬质合金把柄10x10x6mm
特性：4B 151X26V8118-150
修整器：旋转叶片式修整器MK0
参数：
砂轮速度vc：30m/s
进给速度
Vw：120mm/min
横向进给 ae：0.1mm
结论：
节省时间20％,
工件质量保持不变，
任务：给定的调节参数下优化砂轮
磨损性能
描述：
目前与所有竞争产品进行比较试验。耐用度为每套砂轮组加工约17000个零件。
技术数据：
工件：
HSS1.3343, 64Hrc开槽 削，圆形零件加工4个槽每个90º 槽：b=8.75mm；t=6.5mm；l=28mm以分度头夹紧。
磨床：Blohm Profimat CNC-专用磨床
冷却液： 矿物油组分浓缩乳浊液；通过优化的冷却液喷嘴供给（pe
10bar，Q200 l/min）
砂轮：KREBS&RIEDELCBN砂轮两件一组， 形式 14A1
400x15x127mm，X=5mm，U=8.75mm
特性：4B 126/3X22VP7336-125
修整器：电镀涂层金刚石型辊，半径5mm
参数：
砂轮速度vc：80m/s
进给速度
Vw：200mm/min
横向进给 ae：6.5mm
最大相应单位时间切削量Qw’：22mm3/mm*s
结论：
提高耐用度>100％
用户评价最好的砂轮
接到长期订购合同单
由此看见，对于耗材产品一定要用性价比而不能只看价格。作为大批量，质量稳定的生产，不可忽略的参数――时间：即效率的提高和废品率降低，所带来的经济
效益。由此说明其磨削生产的成本低。
4 结论
在发达的工业国家，对于大批量，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砂轮磨削。它被广泛的用在汽车的主要零件上如凸轮轴，曲轴，变速箱的齿轮轴和齿轮，轴承和刹车片。用在机床的精密
加工件如导轨，丝杠和电机轴的磨削。印刷机零件的磨削，使其精度达到尺寸的0.3微米-0.5微米。CBN陶瓷砂轮用于轧钢辊轮的磨削加工和在航空，航天
和军工等领域的应用就不一一点说了。
由于CBN陶瓷砂轮的生产周期较长，所以用者一定要有计划定购。好的生产厂商是根据用户的生产
工艺和工件的技术参数来配制砂轮。
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