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陶瓷CBN砂輪的生產應用

來源：江西玉寶鉆石工具發布時間：2018-12-14 點擊量：4316

磨削工藝是一個高成本的工藝，一方面是磨削機床的成本，另一方面是這個工藝相對其他工藝來說有點慢。然而，在不同對手之間的競爭下，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合劑在一起制成的，有圓形、圓環等形狀，通過旋轉對被加工物進行磨削，這種樹脂砂輪被稱作傳統樹脂砂輪，傳統樹脂砂輪是由氧化鋁磨料與結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；與傳統的磨削材料性能相比，它的表現非常優異，特別是在磨削硬質合金的時候。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，其轉速也遠遠高于傳統樹脂砂輪，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，主要應用在幾何公差不是很嚴格的粗加工上。
這種樹脂砂輪通常在賣出時就屬于“就緒可用”的狀態，并一直使用至壽命結束。但它也可以進行一次“修刮”。隨著樹脂砂輪的磨損，磨削的顆粒逐漸變平，會使得磨削的表面粗糙度質量下降，而磨削所需的力會增加。在樹脂砂輪壽命的末期，所需的磨削力可能比初期增加50%。
它的優點有以下幾個方面：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機床可以設計的簡單一些，不需要修整器、平衡器，也不需要提供不同樹脂砂輪轉速的驅動。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因其樹脂砂輪轉速很高，故其磨削速度要比傳統樹脂砂輪效率高。⑤樹脂砂輪的基體可以重復使用多次，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，不能進行修整，其理想的磨削條件是使用油來冷卻，這點很多客戶不太愿意接受，因為存在健康的風險。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機床一開始使用的時候可能需要客戶更小心調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，主要應用在高精度的磨削工藝上。
它的優點有以下幾個方面：①不需要提供不同樹脂砂輪轉速的驅動。②更長的使用壽命，可以進行修整，故能保持磨削質量的穩定。③能提高幾何精度、表面粗糙度質量和表面輪廓度。④雖然單個樹脂砂輪的初始成本很高，但因其磨削的工件數量多，所以平均成本比單層樹脂砂輪和傳統樹脂砂輪低。⑤磨削效率高。
缺點也有以下幾個方面：①樹脂砂輪選型比較困難，故機床前期調試耗費的時間很長。②機床更復雜，特別堅固，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，因為存在健康的風險，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險。⑤機床一開始使用的時候可能需要客戶更小心地調整，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。類似于傳統樹脂砂輪，磨削的速度和表面粗糙度是決定顆粒大小的關鍵因素。
（2）粘合劑。類似于傳統樹脂砂輪，粘合劑通過其硬度來分級，目前有4種等級類型：合成樹脂、金屬粘合劑、玻璃化及電鍍型。
（3）基體。基體是樹脂砂輪的身體部分，是影響樹脂砂輪的靜態和動態強度的重要部位。在高速旋轉的情況下，基體應該以勻速的方式拉伸，因為高速的情況下離心力很大容易產生破壞，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械強度。②鋁合金基體具有中等的抗振性能，散熱性能較好，機械強度較好。③合成樹脂基體抗振性能好，散熱性能差，機械強度較好。④鋼基體抗振效果差，具有非常好的散熱性能和機械強度。
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就已經是可正常使用的狀態了，其顆粒大約會露30%或50%在粘合劑在外。因為只有單層的CBN材料，所以是不能進行修整的，但是我們還是能對它進行刮磨，把高的顆粒磨低一些，以獲得更好的表面粗糙度質量。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，所以我們所需對其進行一次特別的修整，然后才能使用它。在修整后，顆粒應該露出20%或30%。
隨后的修整就是使用安裝固定了的金剛滾輪來進行，并使用噪聲檢測傳感器來控制修整的進行，以確保修整量為最小，首選的方法是將金剛滾輪以相對于樹脂砂輪0.9的倍率轉動，這樣金剛滾輪就會折斷CBN顆粒而不是將其切斷。如果是切斷CBN顆粒，會使樹脂砂輪變鈍，進而影響磨削的質量。因為多層樹脂砂輪可以通過修整來改善其表面狀況，故其磨削質量可以維持在好的狀態。

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