CBN砂轮立方氮化硼砂轮 CBN
grinding
最理想的高速、高效和高精度的磨削工具
一、立方氮化硼(CBN)砂轮的特点：
CBN作研磨材料使用时，我们主要研究CBN的硬度、热稳定性、化学惰性、耐磨性和导热性等。
CBN的硬度远高于其它普通磨料。高硬度意味着切削能力更强、更锋利；CBN有高的耐磨性，意味着它比普通磨料更难磨损；保持磨粒形状的能力是CBN作为高性能磨料的主要特性之一；CBN的抗压强度很高，这意味着在恶劣的条件下使用时它能保持颗粒完整而不易破碎；CBN有很好的导热性，在磨削时可实现冷切削。
1、高硬度、高韧性立方氮化硼(CBN)是人类合成的硬度仅次于金刚石的超硬材料远远高于普通刚玉与碳化硅磨料，因而具有更佳的切削能力、更锋利
2、耐高温、热稳定性好。立方氮化硼可以承受1250-1350摄氏度的高温，比金刚石的耐热性800摄氏度还要高；在研磨和切削铁质材料时，不会出现粘屑现象，在磨削淬火钢、高钒高速钢、铝高速钢等对磨削温度较为敏感的金属材料是最理想的砂轮。
3、化学惰性强。立方氮化硼不易和铁族元素产生化学反应，所以对于各种高速钢、工具钢、模具钢、高合金淬硬钢、铬钢、镍合金、粉末冶金钢和高温合金等温度高、硬度高、热传导率低的材料的磨削非常适宜。
4、导热性好。CBN热导率可达刚玉砂轮的几十倍到百倍，因而能将磨削热迅速导出，减少工件热变形。对热传导率低的材料磨削非常适宜。各种喷涂(焊)材料：镍基、铁基等；耐磨铸铁类材料：钒-钛铸铁、高磷铸铁、冷硬铸铁等；钛合金类：如
TC4 5、磨削性能好、加工表面质量好。由于立方氮化硼磨具能够长期保持磨粒微刃的锋利性，会使被加工工件加工精度和表面粗糙度值都达到较为理想的效果，因此可使工件的耐用度提高10%-30%。所以即使批量加工的工件，也会始终获得较高的形状、精度及一致性。CBN砂轮磨削能获得高的尺寸精度和低的表面粗糙度，加工表面不易产生裂纹和烧伤，残余应力小。加工表面质
量得到提高，一般无裂纹，不易烧伤，并可获得残余压应力，显著提高工件疲劳强度，通常，被磨工件的耐用度能提高30-50%。
6、耐磨性强、寿命长。CBN砂轮磨削比可达3500-5500，比普通刚玉砂轮高百倍，比金刚石砂轮高3-5倍。
7、环保无污染、节能降耗。无太多的粉末灰尘。
8、工作效率高、综合经济效益好。磨削锋利、磨削力小、CBN砂轮修整周期长、修整量较少、更换时间长；使用周期长，磨削比高，可获得较佳的经济性，使用中形状保持性好，无需经常更换砂轮和修整砂轮，节约工时，改善劳动条件，有利于加工操作。
立方氮化硼不应磨削硬质合金和非金属硬材料。在磨削高温下，CBN遇碱性水溶液会发生化学反应，CBN砂轮在300℃碱性溶液中会分解，在沸水中能微量分解，结果将使磨粒晶形遭到破坏，所以磨削时，只能选用油性冷却液，而不能用水基冷却液。
二、立方氮化硼砂轮的最有效使用范围：
1、对软钢的磨削是首选。很多的经验对进口和国产各种不锈钢与其它软钢的磨削达到非常理想的效果，并且效率提高100%左右，经济效益提高百分之200。
2、在自动机床上大批量生产的工件(微型轴承、空压机、曲轴、凸轮轴、高精度螺纹、仪表等)的精磨和终磨。
3、要求砂轮具有良好的棱角保持性的复杂型面工件(插齿刀、拉刀、高精度齿轮、靠模、冲头等)的磨削。
4、大型精密工件(机床导轨、高精度丝杠等)的精磨和终磨。这些工件使用普通磨料往往由于磨削温度高而容易引起较大变形，最佳首选是CBN砂轮。
5、对由耐热钢和高硬度(HRC55以上)的合金钢制成的精密零件的精磨和终磨。这些零件用普通磨具时因磨具消耗或磨钝过快而不能获得很高的精度。
6、对特殊钢材如含钨、含钨钼高速钢，钒合金钢、钴合金钢、特种高速钢刀具刃磨，难加工耐热钢工件的超精加工，以及其他钢淬火工具的珩磨。
7、含钨、含钨钼和其它高速钢，特别是钒合金钢、钴合金钢等特种高速钢刀具的刃磨和精密。
砂轮的种类与性能 一、砂轮的种类与性能 （一）、概况 砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。砂轮是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。由于磨料、结合剂及制造工艺不同，砂轮的特性差别很大，因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。 （二）、砂轮的分类 砂轮种类繁多，按所用磨料可分为普通磨料（刚玉（Al2O3）和碳化硅等）砂轮和超硬磨料（金刚石和立方氮化硼）砂轮；按砂轮形状可分为平形砂轮、斜边砂轮、筒形砂轮、杯形砂轮、碟形砂轮等；按结合剂可分为陶瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮、金属砂轮等。 先有个感性认识，砂轮示例： 白刚玉砂轮 棕刚玉砂轮
绿碳化硅砂轮 金刚石砂轮 （三）、砂轮的属性 砂轮是用磨料和结合剂等制成的中央有通孔的圆形固结磨具。 砂轮的特性由磨料、粒度、硬度、结合剂、形状及尺寸等因素来决定，现分别介绍如下。 1、磨料及其选择 磨料是制造砂轮的主要原料，它担负着切削工作。因此，磨料必须锋利，并具备高的硬度、良好的耐热性和一定的韧性。常用磨料的名称、代号、特性和用途见表1。
3、结合剂及其选择 结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，使砂轮具有必要的形状和强度。 （1）、陶瓷结合剂（V）：化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉，占90%，但性脆，不宜制成薄片，不宜高速，线速度一般为35m/s。 （2）、树脂结合剂（B）：强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差(300℃)，自锐性好。 关于自锐性：砂轮的磨削作用主要靠磨粒外露的锋利的棱角，在磨削过程中，锋利的棱角会慢慢会磨掉而变钝，削弱砂轮的磨削能力。这时表面的磨粒会脱落或断裂，从而形成新的磨削刃，以达到锋利的磨削效果，这就是自锐性。 （3）、橡胶结合剂（R）：强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐热性差(200℃)，自锐性好。 （4）、金属结合剂（M）：青铜、镍等，强度韧性高，成形性好，但自锐性差，适于金刚石、立方氮化硼砂轮。
砂轮修整的四种方法【金刚石滚轮修整器】 用修整工具将砂轮修整成形或修去磨钝的表层，以恢复工作面的磨削性能和正确的几何形状的操作过程。及时而正确地修整砂轮，是提高磨削效率和保证磨削质量不可缺少的重要环节。砂轮修整一般有车削、用金刚石滚轮、磨削和滚轧等方法。 单点金刚石笔HNT金刚石滚轮 1、车削修整法：以单颗粒金刚石(或以细碎金刚石制成的金刚笔)作为刀具车削砂轮，是应用最普遍的修整方法。安装在刀架上的金刚石刀具通常在垂直和水平两个方向各倾斜约5°～15°，金刚石与砂轮的接触点应低于砂轮轴线0.5～2毫米，修整时金刚石并作均匀的低速进给移动。要求磨削后的表面粗糙度越小，则进给速度应越低，如要达到Ra0.16～0.04微米的表面粗糙度，修整进给速度应低于50毫米/分。修整总量一般为单面0.1毫米左右，往复修整多次。粗修的切深每次为0.01～0.03毫米，精修则小于0.01毫米。 单点金刚石笔所用的金刚石颗粒有天然金刚石和人造金刚石之分，直径有10分、15分、20分、25分、30分、35分、40分、50分。但目前市场较杂，价格参差不齐，同时随着金刚石修整滚轮的出现，正在逐渐被替代。
2、HNT金刚石滚轮修整法：采用电镀或粉末冶金等方法把大量金刚石颗粒镶嵌在钢质滚轮表面制成的HNT金刚石滚轮，以一定转速旋转（借以降低滚轮与砂轮的相对速度），对高速旋转的砂轮表面产生磨削和辗压作用，使砂轮获得与滚轮型面吻合的锋利工作表面。HNT金刚石滚轮制造复杂,造价高，但经久耐用，修整效率高，适于在大批量生产中修整磨削特殊成形表面（如螺纹、齿轮和涡轮叶片榫齿等）的砂轮。 HNT金刚石修整滚轮的优势 （1）操作简单，修整效率高，使用寿命长，质量稳定； （2）可修整出其他修整方法无法完成的复杂形面砂轮，表面质量和精度稳定； （3）金刚石修整滚轮的角度对称性公差控制在0.5度，圆弧最小公差保证在2μm以内； （4）金刚石滚轮大幅缩短了修整时间，生产效率提高，机械设备的磨损程度减少； （5）HNT金刚石修整滚轮能实现工厂自动化，修整器浇花频率非常低，降低操作人员的负担。 3、砂轮磨削修整法：采用低速回转的超硬级碳化硅砂轮与高速旋转的砂轮对磨，以达到修整的目的。
CBN砂轮的选择和实际范例 作者:KREBS & RIEDEL Schleifscheibenfabrik GmbH & Co KG 中总代理雷伟坚先生 1 引言 磨削加工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数，生产适应CBN 砂轮性质的磨床。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
砂轮修整的技巧 修锐是一个将超硬磨粒砂轮的磨粒修磨锋利的处理过程。在这一过程中，需去除磨粒间的结合剂和磨钝的砂轮磨粒，使具有很强磨削性能的砂轮磨粒突出结合剂之外，形成锐利的切削刃。修锐也必须从砂轮表面的气孔中，去除微小的材料，防止作用于砂轮上的磨削力增大，砂轮上的磨削力增大，将会引起振动和造成零件表面烧伤。 没有适当的修锐，即使是最好的砂轮也不可能获得加工零件的高质量和尺寸一致性。实际上，当你投资了高质量的砂轮，为了获得高的磨削性能，很好地修整它们就显得非常重要。 整形可以说是砂轮准备工作的一部分，它与普通砂轮的修锐同时进行。对于超硬磨料砂轮，两道工序是分开进行的，首先对砂轮进行整形。在使用超硬磨料砂轮磨削中，整形是使用整形工具或滚轮进行，修锐经常是使用一个陶瓷结合剂的修整棒，在整形完成后，对砂轮进行修锐处理。 在砂轮包括整形与修锐的修整之前，保证主轴轴承在一定的温度下(如通常的砂轮磨削状态)是很重要的。这样可避免损伤零件几何形状以及砂轮和修整工具的非正常磨损。对于修整用的工具必须小心处理，因为它一般由质硬、耐磨但又很脆的金刚石材料制成，且对因轻微碰撞、受力引起微小裂纹和破碎都非常敏感。 因为金刚石整形器本身就是一把刀具，需保持非常锋利。使用一个磨钝了的修整工具来修整砂轮表面，会使砂轮变钝。为了保持一个高质量和锋利的金刚石修整工具，每隔一定时间，需要1/8圈地旋转单点或带锥尖的修整工具。旋转次数可根据修整情况决定，根据经验，最少每天旋转一次。对于凿子头和成型的修整工具，一般需在它们磨钝前180°地旋转一次。大多数外圆磨床是将零件和砂轮置于一个水平线上。零件外圆的最高点与砂轮外圆的最高点称为零件/砂轮接触点，金刚石修整工具应尽可能地在接近零件/砂轮接触点处修整砂轮。对于内圆磨床用砂轮，将金刚石修整工具接近砂轮外圆的最高点(即磨孔时零件/砂轮接触点)进行修整，这一点更为重要。 采取微量修整 为减少修整时间，好象总存在一种想选择大些修除深度的诱惑。这是一种极其错误的想法。必须选择最合适的修除深度对砂轮进行修整。选择太大的修除深度，会产生高的切削温度，减少修整器的使用寿命，还会将有用的砂轮层切除。最终结果是使修整器和砂轮两者受损，适得其反。最佳的修整量为经几次修除后，既能恢复砂轮的几何形状，又能刚好产生出良好的磨削锋刃为准则。使用单点修整工具，应以10-15°的轴心线倾斜角接触砂轮的直径方向。这样将使单点修整工具在定期转动时，产生一个削尖的作用。以多点接触的修整工具不需要倾斜这一角度。改为用修整工具的整个端面与砂轮表面接触。 横向移动速度是修整工具在修整中通过砂轮表面的速度。它对加工零件要求的表面粗糙度和金属切削率都起有关键的作用。横向移动速度太慢，将会堵塞砂轮，损害零件的表面粗糙度和金属切削率。太慢的横向移动速度还可以引起砂轮振动和烧伤零件表面。均匀较快的横向移动速度能修整出好的砂轮表面，提高砂轮的磨削性能，增加磨削效率，降低零件表面粗糙度。 保持冷却 适当地使用冷却液，能加快修整速度和提高修整效率。根据经验，选用一股3/8英寸直径的冷却液，能够从修整器上排除大量热量，延长修整器的使用寿命。当金刚石修整工具通过砂轮时，安装一个冷却液喷管，充满整个砂轮表面或不断地加注冷却液到金刚石修整工具。当修整工具与砂轮接触开始修整后，决不允许修整工具，从冷却液中退出。否则会使金刚石
CBN砂轮立方氮化硼砂轮 CBN grinding 最理想的高速、高效和高精度的磨削工具 一、立方氮化硼(CBN)砂轮的特点： CBN作研磨材料使用时，我们主要研究CBN的硬度、热稳定性、化学惰性、耐磨性和导热性等。 CBN的硬度远高于其它普通磨料。高硬度意味着切削能力更强、更锋利；CBN有高的耐磨性，意味着它比普通磨料更难磨损；保持磨粒形状的能力是CBN作为高性能磨料的主要特性之一；CBN的抗压强度很高，这意味着在恶劣的条件下使用时它能保持颗粒完整而不易破碎；CBN有很好的导热性，在磨削时可实现冷切削。 1、高硬度、高韧性立方氮化硼(CBN)是人类合成的硬度仅次于金刚石的超硬材料远远高于普通刚玉与碳化硅磨料，因而具有更佳的切削能力、更锋利 2、耐高温、热稳定性好。立方氮化硼可以承受1250-1350摄氏度的高温，比金刚石的耐热性800摄氏度还要高；在研磨和切削铁质材料时，不会出现粘屑现象，在磨削淬火钢、高钒高速钢、铝高速钢等对磨削温度较为敏感的金属材料是最理想的砂轮。 3、化学惰性强。立方氮化硼不易和铁族元素产生化学反应，所以对于各种高速钢、工具钢、模具钢、高合金淬硬钢、铬钢、镍合金、粉末冶金钢和高温合金等温度高、硬度高、热传导率低的材料的磨削非常适宜。 4、导热性好。CBN热导率可达刚玉砂轮的几十倍到百倍，因而能将磨削热迅速导出，减少工件热变形。对热传导率低的材料磨削非常适宜。各种喷涂(焊)材料：镍基、铁基等；耐磨铸铁类材料：钒-钛铸铁、高磷铸铁、冷硬铸铁等；钛合金类：如 TC4 5、磨削性能好、加工表面质量好。由于立方氮化硼磨具能够长期保持磨粒微刃的锋利性，会使被加工工件加工精度和表面粗糙度值都达到较为理想的效果，因此可使工件的耐用度提高10%-30%。所以即使批量加工的工件，也会始终获得较高的形状、精度及一致性。CBN砂轮磨削能获得高的尺寸精度和低的表面粗糙度，加工表面不易产生裂纹和烧伤，残余应力小。加工表面质
CBN砂轮的修整方法及其应用 1 引言CBN砂轮以其优良的磨削性能和磨削表面质量在高速、超高速磨削、难加工材料的高性能磨削、高效成型磨削等加工领域获得了广泛应用。在磨削过程中，由于磨削力和磨削区域高温、粘附等作用，砂轮工作表面的磨粒会逐渐钝化；同时，砂轮工作表面的磨粒会因不均匀磨损而失去正确的原始几何形状；此外，由于高速磨削的磨屑非常细小，很容易堵塞砂轮工作表面空隙。为使CBN砂轮始终保持良好的磨削状态，在磨削过程中必须对砂轮进行修整。CBN砂轮的整形、修锐技术是CBN砂轮应用领域一个相当重要的研究课题。 CBN砂轮的修整可分为整形和修锐两个步骤。整形是通过改变砂轮的宏观形状，使砂轮达到要求的几何形状和尺寸精度，并使磨粒尖端微细破碎形成锋利的磨刃；修锐则是通过去除砂轮磨粒间的结合剂，使磨粒凸出结合剂表面，形成必要的容屑空间，使砂轮具有最佳磨削能力。根据具体情况，整形和修锐可统一进行或同时完成，也可分步进行。 2 CBN砂轮的整形方法CBN砂轮的整形方法较多，常用的有车削整形法、滚压整形法、磨削整形法、电加工整形法等，近年来又出现了激光整形法。 1.车削整形法车削法是采用单颗粒金刚石笔、粉末冶金金刚石笔或金刚石修整片等整形工具车削砂轮，以达到整形目的。 1.单颗粒金刚石笔整形单颗粒金刚石笔具有极高硬度和良好的耐磨性，因此常用于陶瓷结合剂或树脂结合剂CBN砂轮的修整。金刚石笔的尖端由于受到热和力的集中连续作用，磨损剧烈，因此修整时应通过合理供给冷却液进行充分冷却。采用单颗粒金刚石笔修整陶瓷结合剂CBN砂轮后，砂轮表面状态不易达到磨削加工要求，容屑空间较小，切削刃较宽，磨削刃不锋利，若直接用于磨削，初期磨削力和磨削温度均较大，容易出现磨削烧伤和振纹，因此必须用油石对修整后的砂轮表面进行合理修锐。 2.金刚石片状修整器整形采用粉末冶金方法将小粒度金刚石颗粒固结在硬质合金基体上，制成片状修整器。用金刚石片状修整器修整CBN砂轮的优点是费用较低，且片状修整器磨损后性能变化不大，整形时可以采用较大的修整进给量而不会增大修整后砂轮的表面粗糙度。 2.滚压整形法滚压整形法是利用旋转的砂轮和滚压轮之间的相对滚动压裂结合剂桥，使磨粒表面崩碎出现微刃。滚压轮可用硬质合金或淬硬钢制成。滚压整形法的特点是修整压力大、修整效率及修整精度较低、修整后砂轮表面损伤层较深、切削刃密度较低、磨粒较尖锐、易磨损但不易堵塞。为降低滚压力，增加滚压稳定性，可在滚压轮表面开出斜槽或螺旋槽。为避免砂轮表面产生周期性波纹，必须控制砂轮轴与滚轮轴的同轴度。 3.磨削整形法磨削整形法是用普通磨料砂轮、金刚石砂轮、金刚石滚轮等与CBN砂轮对磨整形，或用CBN砂轮磨削低碳钢进行整形。 1.普通砂轮磨削整形用绿色碳化硅或白刚玉陶瓷结合剂砂轮作为整形砂轮，用外圆磨削法对CBN砂轮进行整形。在整形砂轮轴上安装制动器，使整形砂轮与CBN砂轮之间产生相对速度，可提高整形效率，相对速度越大，整形效率越高。该方法也可用于修锐，但应采用细粒度(150#～220#)修整砂轮。制动整形法的特点是整形压力较大、对磨床刚性要求高，对树脂结合剂砂轮容易产生过整形。
此词汇适合外贸人员开展业务、技术人员查阅文献、生产人员、磨削、磨床人员生产中查阅对照。 abrasive 磨料 abrasive grain 磨粒 angle of repose 安息角 artificial abrasive 人造磨料 black fused alumina 黑刚玉 black silicon carbide 黑碳化硅 boron carbide 碳化硼 brown fused alumina 棕刚玉 bulk density 堆积密度 capillarity 毛细现象 combination grain size 混合粒度 compressive strength 抗压强度 conventional abrasive 普通磨料 cubic boron nitride 立方氮化硼 cubic silicon carbide 立方碳化硅 diamond 金刚石 emery 天然金刚砂 fused alumina 电熔刚玉 garnet 石榴石 grain size 粒度 grain size distribution 粒度组成 green silicon carbide 绿碳化硅 grit designation 粒度号 impact toughness 冲击韧性 losse grain 自由磨粒 macrograins 粗磨粒 magnetic material 磁性物 metal clad diamond 金属衣金刚石 microcrystalline fused alumina 微晶刚玉 microgrits 微粉 monocrystalline fused alumina 单晶刚玉 natural abrasive 天然磨料 natural corundum 天然刚玉 natural diamond 天然金刚石 physical corundum 物理刚玉 pink fused alumina 絡刚玉（粉刚玉） polycrystal 多晶体
圆弧砂轮修整器使用方法工作原理 圆弧砂轮修整器使用方法 （1）公式修砂轮上为凸圆弧时a-R，砂轮上是凹圆弧时a +R。 圆弧修整器的中心距离为a。 （2）所用的块规用表来确定金刚钻的头部高度，高度位置即圆弧大小用千分表来量。 把圆弧修整器放在机床台面上。 b.金刚钻的头对准千分表头中心（用十字相乘法）。 c.把千分表头对在块规上，针头对在零位上，再把金刚钻头打到零位即可。（3）操作1 先用金刚钻碰面，侧面，底面碰好后取零位。 b. X进（R+0.02）mm，Y在下的时候，左手要旋转，圆弧修整器漫漫下到R+0.02mm. （4）操作2 a同样先碰面，侧面，底面，归零。 b.先抬上下，再将侧面摇至零位，上下慢慢下，下时圆弧修整器旋转到上下零位即可。 圆弧砂轮修整器工作原理 上海天然金刚石工具厂工作时将圆弧砂轮修整器安装在磨床的工作台上，调整升降机构，使修整笔的高度与砂轮的中心轴线同高，对于不同界面的形状可以通过转动手柄来实现。当需要修整的砂轮界面形状外为圆弧时，转动手柄5，2、3两齿轮啮合，通过两个锥齿轮将转动传递给修整笔1上，使修整笔绕锥齿轮2的中心轴线来回摆动。根据加工要求的不同，可以调整修整笔右端的滚花转轮来实现对砂轮内外圆弧的修整。当修整内圆弧砂轮时，使修整笔尖左移，使笔尖超出齿轮轴线一部分，修整砂轮为外圆弧时，使修整笔绕着齿轮的中心轴线右移，使笔尖向右超出轴线一部分，砂轮修整圆弧的半径取决于笔尖与该转动轴线的相对移动离。砂轮修整器价格当磨削平面，外圆柱面时，需要修整的砂轮截面形状平直，只需要纵向移动修整笔，即可进行修整，我们把齿轮修整器安装在机床上，使它可以纵向进给，使修整笔的位置保持在上图所示位置，再进行纵向进给，就可以实现对砂轮的修整。
小直径CBN砂轮的磨削特性研究
小直径CBN砂轮的磨削特性研究 机电商情网编辑一部供稿添加时间：2007-5-10 16:04:34 添加到我的收藏 具有沟槽结构并且需要对沟槽进行精密加工的零件应用很广，如涡旋式压缩机涡旋轮、沟槽凸轮等，目前一般都是采用指状铣刀切削加工沟槽。随着这类零件结构的改进，材料的高强度、高硬度化，加工过程简单化(铸锻件无切削成型)和低成本化以及零件加工精度要求的提高等，需要对沟槽进行磨削加工的情况越来越多，但到目前为止对沟槽进行的磨削加工几乎限于采用盘形砂轮加工直线形状的沟槽。本研究采用带轴的小直径CB N砂轮进行沟槽精密磨削，包括磨削曲线形状沟槽的侧面和底面。但为了分析小直径CBN砂轮磨削加工时的特性，将其分解为侧面磨削和端面磨削两种状态分别进行研究。小直径CBN砂轮加工曲线沟槽侧面时，由于沟槽曲线曲率的变化，砂轮与工件之间的相对曲率随之变化。有关小直径砂轮磨削加工过程的研究多限于内圆磨削，对于工件和砂轮相对曲率较大的平面磨削的研究很少，所以本研究首先进行小直径CBN砂轮平面磨削的基础研究，分析其加工特性，讨论加工参数的选择。本文在对小直径CBN砂轮进行修整精
度、加工方法研究的基础上，对小直径CBN砂轮平面磨削时，修整方法及砂轮要素(接合剂、粒度、硬度、密度)对磨削过程的影响，参数选择等进行实验研究，并按以上实验确定的原则选择小直径C BN砂轮要素参数分析磨削效果。1 实验装置及实验方法实验装置用平面磨床改装，将平面磨床的主轴用油雾空气式高频主轴(精工精机公司产品，最高转速80000r/min，输出功率2.8kW)替代。考虑到砂轮刚性对磨削过程的影响，取磨削宽度为5mm，采用砂轮最前端进行磨削。砂轮用杯形GC(SiC)砂轮修整法(CT法)和旋转薄片金刚石砂轮修整法(RD法)修整(表1)。冷却液为5%水溶性乳化液，采用顺切方式磨削。工件材料为铸铁，尺寸为125mm×45mm×5mm(L×H×W)。磨削力用平行平板式测力仪测量，砂轮磨损值采用碳片复写砂轮表面后用表面糙度测量仪测取，已加工表面粗糙度采用东京精密Surfcom 1020C 表面粗糙度仪测量。 表1 砂轮修整参数杯形砂轮修整法 (CT) 旋转金刚石砂轮修整法(RD) 砂轮修整器 CB 170 P 180 GC120H75 (D34×H18×T30) VN1GP(D8×W17) SD120M(D70×T1)
通用磨床砂轮修整器数控改造 张 乐 （西北轴承股份有限公司，宁夏 银川 750021） 摘 要 主要介绍了磨床砂轮修整在整个磨加工过程中的重要性和老式修整器的数控改造的过 程。并说明选择西门子数控系统的原则及各项硬件相互之间的组装、设置及各部件的功 能介绍。 关键词 控制系统 修整器 程序 1 引言 在现代的机械加工行业特别是在轴承加工行业中，磨床的使用率是相当高的。不论是老式的内圆磨床、外圆磨床、平面磨床还是现在的各种数控系统的磨床。磨床是各类金属切削机床中品种最多的一类，主要类型有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、无心磨床等。外圆磨床是使用的最广泛的，能加工各种圆柱形和圆锥形外表面。 磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。磨具指的就是砂轮，在磨加工过程中是通过砂轮的高速旋转（线速度可达35m/s）对轴承内外套进行磨加工。砂轮虽然有自锐特点，但由于磨钝后的磨粒不一定都能够自动脱落或崩裂，加上磨屑与粘连结合剂会堵塞砂轮孔隙，这样就会使砂轮失去或降低切削能力，所以砂轮工作一段时间后应进行修整。砂轮修整不及时或修整不好，加工工件的表面就会出现以下几种磨削痕迹： （1）现出现交叉螺旋线痕迹 ；（2）表面出现鱼鳞；（3）工作面拉毛； （4）工件表面出现烧伤痕迹；（5）表面粗糙度达不到要求等问题。 在精密零件的磨削加工中，圆弧形面的磨削尤其是轴承外环内滚道和内环外滚道的磨削是一个技术难点，而砂轮的修整对磨削精度起着重要作用。传统的砂轮修整是通过金刚笔进行手工修整。但这种方法修整后的砂轮都会产生圆弧形状误差，影响加工后工件的形状精度。2 砂轮修整器功能介绍2.1 传统砂轮修整器的介绍 工作原理：在修整砂轮时首先将修整器固定好，调 作者简介：张乐（1981~），男，助理工程师，主要从事电气自动化 。 整修整杆的位置，固定好金刚笔，将砂轮通过机床磨架摇到修整位置。调整微调螺丝的距离，开启液压站，通过按钮控制油缸两腔内液压油的流通方向，使活塞杆带动皮带运动。使修整杆做画圆运动，从而实现对砂轮的圆弧修整。 在修整过程中需要通过多次手动切换换向，而且修整圆弧的半径还要不断的调整。修整过程不仅加大了操作者的劳动强度，而且修整过程中的圆弧半径值及修整速度不可控，修整后的砂轮表面较粗，不能满足轴承滚道的精加工要求。 组成：底座、修整杆、拉伸油缸、传动皮带、皮带轮、金刚笔、固定螺丝、微调螺丝。（见图1） 图1 传统砂轮修整器 2.2 SINUMERIK802S 数控修整器的介绍 工作原理：改造后的砂轮修整器，可实现对X轴、Z轴的独立驱动控制，可以进行直线、斜线、圆弧的修整。在修整过程中操作者只需要通过R参数的设置就可对圆弧半径值、修整过程中的速度、修整时的进刀量等进行控制。在砂轮的修整过程中不需要操作人员进行重复调整。此设备的使用降低了砂轮修整的表面粗糙度，满足了滚道精磨的工艺要求，减轻了劳动强度。 固定螺丝 微调螺丝 金刚笔 底座 皮带 皮带轮 修整杆 油缸
CBN磨具 以CBN（立方氮化硼）磨料为原料，分别用金属粉、树脂粉、陶瓷和电镀金属作结合剂，制成各种形状的制品，用于磨削、抛光、研磨的工具叫CBN磨具. CBN磨具的结构 CBN（立方氮化硼）磨具结构一般由工作层、基体、过渡层三部分组成。 工作层又称CBN层，由磨料、结合剂和填料组成，是磨具的工作部分。过渡层又称非CBN 层，由结合剂、金属粉和填料组成，是将CBN层牢固地连接在基体上的部分。 基体是由铝、钢或电木加工而成，起支承工作层和装卡磨具的作用。 CBN磨具的用途 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。他们的性质和用途（指的是机械加工用途）也有所不同。 电镀CBN砂轮 砂轮的成型工艺简单，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整滚轮用。 烧结CBN砂轮 硬度大和密度高，加工成高精度的修整滚轮，成本高。主要用作于砂轮的修整滚轮和大批量的超硬材料的加工。 树脂CBN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形。用于多形状小批量的加工。如工具磨和刀具的加工，和玻璃的加工。 陶瓷结合剂CBN砂轮 陶瓷结合剂的CBN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。 立方氮化硼(CBN)砂轮适用于加工以下多种材质的产品：①高锰钢；②高铬、镍、钼合金钢； ③冷硬铸铁（HS80～90）；④各类淬硬钢（HRC55～65）；⑤各类铸铁（HB200～400）等，并已在国内汽车（齿轮、飞轮、轴、轴承等加工）、轧辊、渣浆泵（叶轮、涡壳、护板、护套等加工）、模具、缸套；⑥玻璃、宝石等高硬度软韧材料，解决了各行各业中高硬度难加工材料的切削加工，并能提高工作效率，大幅度地节约加工工时及电力，获得了巨大的经济效益。 CBN砂轮的工艺特点 CBN的硬度高于普通磨料。高硬度意味着切削能力更强、更锋利；CBN有高的耐磨性，意味着它比普通磨料更难磨损；保持磨粒形状的能力是CBN作为高性能磨料的主要特性之一；CBN的抗压强度很高，这意味着在恶劣的条件下使用时它能保持颗粒完整而不易破碎;CBN 有很好的导热性，在磨削时可实现冷切削。 1、高硬度、高韧性立方氮化硼（CBN）是人类合成的硬度仅次于金刚石的超硬材料远远高于普通刚玉与碳化硅磨料，因而具有更佳的切削能力、更锋利 2、耐高温、热稳定性好。立方氮化硼可以承受1250-1350摄氏度的高温，比金刚石的耐热性800摄氏度还要高；在研磨和切削铁质材料时，不会出现粘屑现象，在磨削淬火钢、高钒高速钢、铝高速钢等对磨削温度较为敏感的金属材料是最理想的砂轮。 3、化学惰性强。立方氮化硼不易和铁族元素产生化学反应，所以对于各种高速钢、工具钢、模具钢、高合金淬硬钢、铬钢、镍合金、粉末冶金钢和高温合金等温度高、硬度高、热传导
CBN砂轮,立方氮化硼砂轮,CBN grinding wheel 时间：2010-07-29 10:07:11磨床_外圆磨床_内圆磨床_无心磨床_平面磨床_导轨磨床_工具磨床_龙门磨 床_专用磨床_滚刀刃磨床_轧辊磨床点击：140 导读：最理想的高速、高效和高精度的磨削工具一、立方氮化硼（CBN）砂轮的特点：CBN作研磨材料应用时，我们重要研究CBN的硬度、热稳固性、化学惰性、耐磨性和导热性等。CBN的硬度远高于其它普通磨料。高硬度意味着切削能力更强、更锋利；CBN有高的耐磨性，意味着它比普通磨料更难磨损；保持磨粒形状的能力是CB 最理想的高速、高效和高精度的磨削工具 一、立方氮化硼（CBN）砂轮的特点： CBN作研磨材料应用时，我们重要研究CBN的硬度、热稳固性、化学惰性、耐磨性和导热性等。 CBN的硬度远高于其它普通磨料。高硬度意味着切削能力更强、更锋利；CBN有高的耐磨性，意味着它比普通磨料更难磨损；保持磨粒形状的能力是CBN作为高性能磨料的重要特征之一；CBN的抗压强度很高，这意味着在恶劣的前提下应用时它能保持颗粒完整而不易破碎;CBN有很好的导热性，在磨削时可实现冷切削。 1、高硬度、高韧性立方氮化硼（CBN）是人类合成的硬度仅次于金刚石的超硬材料远远高于普通刚玉与碳化硅磨料，因而具有更佳的切削能力、更锋利 2、耐高温、热稳固性好。立方氮化硼可以遭遇1250-1350摄氏度的高温，比金刚石的耐热性800摄氏度还要高；在研磨和切削铁质材料时，不会涌现粘屑现象，在磨削淬火钢、高钒高速钢、铝高速钢等对磨削温度较为敏感的金属材料是最理想的砂轮。 3、化学惰性强。立方氮化硼不易和铁族元素产生化学反响，所以对于各种高速钢、工具钢、模具钢、高合金淬硬钢、铬钢、镍合金、粉末冶金钢和高温合金等温度高、硬度高、热传导率低的材料的磨削非常合适。 4、导热性好。CBN热导率可达刚玉砂轮的几十倍到百倍，因而能将磨削热迅速导出，减少工件热变形。对热传导率低的材料磨削非常合适。各种喷涂（焊）材料：镍基、铁基等；耐磨铸铁类材料：钒—钛铸铁、高磷铸铁、冷硬铸铁等；钛合金类：如 TC4 5、磨削性能好、加工表面质量好。由于立方氮化硼磨具能够长期保持磨粒微刃的锋利性，会使被加工工件加工精度和表面粗糙度值都达到较为理想的效果，因此可使工件的耐用度前
工业缝纫机是适用缝纫工厂或其他工业部门中大量生产用的缝制工件的机器，市面上它的使用量是比较大的，对配套的配件精度要求也很高。 一般情况下用户会选择用刚玉（白刚玉或棕刚玉）砂轮来磨削送料摆动组件内孔，它的优点是价格低廉，磨削过程中进刀量可以稍微大一点，走刀速度相对能快一点，加工效率相比高一些。缺点是不耐磨损，需要经常补刀。进刀量如果过大，砂轮磨削过程中会产生振动，造成工件内孔光洁度不达标。并且砂轮会产生锥度，需要用金刚笔频繁修整外圆来保证砂轮的圆度。 因此这时可以选用陶瓷CBN（立方氮化硼）内圆磨砂轮，它适用于磨加工缝纫机送料摆动板组件内孔用。常用规格为直径7毫米，孔径3毫米，高度14毫米。
CBN学名立方氮化硼，属于超硬磨料一种，用陶瓷结合剂混压成型，干燥后高温烧制成型。适用于磨削高硬度钢类工件内孔。CBN砂轮磨料浓度含量高，气孔密集，磨削锋利，散热和排屑好。磨加工过程中砂轮非常耐磨损，每修整一次可以磨200-400个工件内孔。每次修整量在0.03-0.05毫米之间，如果砂轮锥度过大修整量也得适当加大，具体工艺得根据实际操作要求来控制。 这种材料制作出来的砂轮磨出来的工件直径公差，孔的圆度以及光洁度一致性非常好，误差小，稳定性好。修整砂轮可以使用烧结金刚石滚轮或者电镀金刚石滚轮。可以根据磨床具体情况来沟通改装。砂轮和砂轮轴配合使用专用的胶水来粘接，干燥后可以先用外圆磨床把砂轮外径磨到一定尺寸，然后装配到内圆磨床上后再用金刚石滚轮精修后就可以正常进行磨加工工作。 缝纫机送料摆动组件内孔磨加工前会进行热处理或者氮化处理以提高产品表面硬度，经过处理后工件会有一定的变形量。磨加工前应把磨削余量控制在
普通磨具的配方一般有三种表示方法，一种是以磨料为100% ，其他材料都以占磨料的百分数表示，如表1: 表1A F46陶瓷结合剂配方表（%) 这种表示方法的优点是：调整配方中任何一项数据时不直接影响其他数据的数值。例如表1中，硬度H的结合剂量由9%变为10%时，糊精、润湿剂和成型密度仍然可以是2%、2.5%2.15g/cm3。 我国70年代以前的配方大多都不标组织号，但确定组织号的磨粒率可以由配方 数据计算出来，如表1中硬度H的配方点磨粒率为： u=γ/d×ΣW u—毛坯磨粒率 γ—成型密度 d—磨料颗粒密度 ΣW—配方百分重量总合 u=2.15/3.92×（100+9+2+2.5）%=0.4832≌48% 毛坯组织号按磨粒率48%换算： N=（62-48）/2=7 即硬度为H的配方点毛坯组织号，N=7 陶瓷结合剂磨具配方的另一种表示方法为:磨料百分数与结合剂百分数之和为100%，配方如表2： 表2A F60陶瓷结合剂磨具配方表 配方表毛坯磨粒率的计算与前例略有不同，如表2中硬度H 配方点的毛坯磨粒率为： u=γ×91.5% /3.92×（91.5+8.5+3+2.8）% =0.4765≌48% 由毛坯磨粒率换算成毛坯组织号，N=7 此外还有一种配方表是：将不同材质不同粒度的磨具的结合剂量、成型密度、润湿剂等分别列表，结合起来使用。 磨具的成品磨粒率计算比较复杂，参见《陶瓷结合剂砂轮配方》1991。
超硬磨具（金刚石和CBN 磨具）与普通磨具不同的是磨粒率被称为浓度，其含义为在超硬磨具的体积中超硬磨料的体积占25%时，浓度为100% ；超硬磨料的质量以“克拉”为单位，每0.2克为1克拉。其浓度与质量的关系，见表3： 表3 超硬磨料的浓度 超硬磨料比较贵重，所以超硬磨具制品的浓度高低对成本和磨削加工都有着明显的影响，一般说浓度高，磨料密度大，耐用度高，磨削效率低；浓度低磨削效率高，耐用度低；但过低的浓度磨料稀疏，磨粒易脱落，效率反而下降，甚至不能正常使用。陶瓷结合剂超硬磨具的浓度通常在75%~150%之间。 超硬磨具的配方也有多种表示方法，比较便于计算的是以超硬磨料量为100%，其他成分按占磨料的百分数计算。以表4的CBN磨具配方为例， 表4 陶瓷结合剂CBN磨具配方 表4中成型密度为2.63g/cm3，其计算过程如下： 浓度为125%时，每cm3成型料内有CBN磨料1.087克（见表3）， 辅助磨料CF150 1.0875g×70%=0.7613g 结合剂 1.0875g×60%=0.6525g 糊精量 1.0875g×5%=0.05438g 润湿剂量 1.0875g×7%=0.07613g 成型密度γ=（1.0875+0.7613+0.6525+0.05438+0.07613）g/cm3 =2.63g/cm3 若毛坯体积为5cm3，制作10块坯料，混料余量为5%时配料量计算如下： CBN 量 1.0875g×[5×10×（1+5%）]=57.09g 辅助磨料量57.09g×70%=39.96g 结合剂量57.09g×60%=34.25g 糊精量57.09g×5%=2.85g 水量57.09g×7%=4.00g 成型单重 2.63g/cm3×5cm3=13.15g 整理配料单，见表5:
汽车发动机的液压挺柱一般采用铬钢（20或40铬钢）或者轴承钢（Gcr15）材料做成型。此种铬钢或者轴承钢挺柱在内圆磨加工之前都会做热处理或表面碳氮共渗处理来提高工件表面的硬度。一般处理成型后内孔壁的硬度在HRC50度以上。然后再用数控半自动或全自动内圆磨床进行粗磨和精磨加工内孔。 目前多数工厂车间加工此类工件内孔用的大都是刚玉类的砂轮进行磨削。刚玉砂轮磨硬度较高工件通常会存在几个问题，一是刚玉砂轮损耗过快，需要频繁修整和对刀。二是刚玉砂轮磨出来的成品批次尺寸圆度不一致，后期成品配合会有间隙误差。 具体的使用方法是：CBN砂轮经过模具压制，高温成型后再与刀柄用特制的胶水粘接在一起。胶水干透后用外圆磨床或工具磨床磨圆，然后装配到数控磨床后需要用金钢笔（注意要用天然的单颗粒或多颗粒钻石做的金刚笔，不能使用人造的金刚笔）修整砂轮的外圆，修整量不要过大，跳动修到位即可。金刚笔修
整适合有使用经验的师傅。推荐使用金刚石滚轮（电镀或者金属烧结工艺的）来修整CBN砂轮外圆。修整过程中砂轮主轴的转速要降低，主轴转速过高会加快金刚石滚轮的损耗。磨削过程中需要加油质的切削液来冷却和排屑。陶瓷CBN 内圆磨砂轮的特点是修整频率低，形状保持性好，砂轮非常耐磨损。批次液压挺柱零件内孔加工出来的精度和光洁度一致性非常高。CBN粗磨砂轮修整一次可以磨400-600个工件内孔，精磨砂轮修整一次可以磨1000个左右工件内孔。每家客户使用的磨床型号，刚性和转速有所区别，砂轮修整频率和磨削工件的数量会有所差异。 液压挺柱工件粗磨和精磨最好分开，建议粗磨过后留0.02毫米（单边）以内的余量给精磨工序。最后尺寸到位后内孔的光洁度可以达到Ra0.1左右。 厂家生产的此类陶瓷CBN磨头都是根据不同的磨床工艺和需加工孔大小定制的。首次客户可以免费打样(刀柄客户提供)，有技术和工艺方面的问题请来电
陶瓷CBN砂轮 陶瓷CBN砂轮，以立方氮化硼磨料为原料，分别用金属粉、树脂粉、陶瓷作结合剂烧结成各种形状的磨具，用于工业磨削、抛光、研磨。此种陶瓷砂轮保持了陶瓷砂轮原有的高硬度性能，烧结温度低、强度韧性高、把持磨料性能好，并具有耐热、耐油、耐水、耐酸碱、自锐性好、可修整、修整间隔长，均匀的气孔率，便于冷却、排屑等。在磨削过程中不堵塞、不烧伤工件，与铁族元素不起化学变化，显惰性，降低工件在磨削加工中的疲劳度，增加工件的使用寿命，从而提高加工工件的质量、粗糙度、效率以及加工工件自动化程度，达到降低综合成本的目的。 一、使用范围 1、对软钢的磨削是首选。很多的经验对进口和国产各种不锈钢与其它软钢的磨削达到非常理想的效果，并且效率提高100%左右，经济效益提高200%。 2、在自动机床上大批量生产的工件（微型轴承、空压机、曲轴、凸轮轴、高精度螺纹、仪表等）的精磨和终磨。 3、要求砂轮具有良好的棱角保持性的复杂型面工件（插齿刀、拉刀、高精度齿轮、靠模、冲头等）的磨削。 4、大型精密工件（机床导轨、高精度丝杠等）的精磨和终磨。这些工件使用普通磨料往往由于磨削温度高而容易引起较大变形，最佳首选是CBN砂轮。 5、对由耐热钢和高硬度（HRC55以上）的合金钢制成的精密零件的精磨和终磨。这些零件用普通磨具时因磨具消耗或磨钝过快而不能获得很高的精度。
6、对特殊钢材如含钨、含钨钼高速钢，钒合金钢、钴合金钢、特种高速钢刀具刃磨，难加工耐热钢工件的超精加工，以及其他钢淬火工具的珩磨。 7、含钨、含钨钼和其它高速钢，特别是钒合金钢、钴合金钢等特种高速钢刀具的刃磨和精密。 8、由耐热、不锈钢和高硬度（HRC55以上）的合金结构钢制成的精密零件的精磨和终磨。这些零件用普通磨具磨削消耗过大或磨钝过快而不能获得高的精度。 9、在自动或半自动机床上大批量生产的工件如仪表和微型轴承零部件 10、对钛合金磨削CBN是最佳的磨削砂轮选择。 二、特点 CBN的硬度高于普通磨料。高硬度意味着切削能力更强、更锋利；CBN 有高的耐磨性，意味着它比普通磨料更难磨损；保持磨粒形状的能力是CBN作为高性能磨料的主要特性之一；CBN的抗压强度很高，这意味着在恶劣的条件下使用时它能保持颗粒完整而不易破碎;CBN有很好的导热性，在磨削时可实现冷切削。 1、高硬度、高韧性立方氮化硼（CBN）是人类合成的硬度仅次于金刚石的超硬材料远远高于普通刚玉与碳化硅磨料，因而具有更佳的切削能力、更锋利 2、耐高温、热稳定性好。立方氮化硼可以承受1250-1350摄氏度的高温，比金刚石的耐热性800摄氏度还要高；在研磨和切削铁质材料时，不会出现粘屑现象，在磨削淬火钢、高钒高速钢、铝高速钢等对磨削温度较为敏感的金属材料是最理想的砂轮。
一、砂轮的种类与性能 （一）、概况 砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。砂轮是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。由于磨料、结合剂及制造工艺不同，砂轮的特性差别很大，因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。 （二）、砂轮的分类 砂轮种类繁多，按所用磨料可分为普通磨料（刚玉（Al2O3）和碳化硅等）砂轮和超硬磨料（金刚石和立方氮化硼）砂轮；按砂轮形状可分为平形砂轮、斜边砂轮、筒形砂轮、杯形砂轮、碟形砂轮等；按结合剂可分为陶瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮、金属砂轮等。 （三）、砂轮的属性 砂轮是用磨料和结合剂等制成的中央有通孔的圆形固结磨具。 砂轮的特性由磨料、粒度、硬度、结合剂、形状及尺寸等因素来决定，现分别介绍如下。 1、磨料及其选择 磨料是制造砂轮的主要原料，它担负着切削工作。因此，磨料必须锋利，并具备高的硬度、良好的耐热性和一定的韧性。常用磨料的名称、代号、特性和用途见表1 。 表1 常用磨料
粒度指磨料颗粒的大小。粒度分磨粒与微粉两组。磨粒用筛选法分类，它的粒度号以筛网上一英寸长度内的孔眼数来表示。例如 60 # 粒度的的磨粒，说明能通过每英寸长有 60 个孔眼的筛网，而不能通过每英寸 70 个孔眼的筛网。120# 粒度说明能通过每英寸长有120 个孔眼的筛网。 对于颗粒尺寸小于40μm（微米，1毫米=1000微米）的磨料，称为微粉。微粉用显微测量法分类，它的粒度号以磨料的实际尺寸来表示（ W ）。各种粒度号的磨粒尺寸见表2 。
磨料粒度的选择，主要与加工表面粗糙度和生产率有关。粗磨时，磨削余量大，要求的表面粗糙度值较大，应选用较粗的磨粒。因为磨粒粗、气孔大，磨削深度较大，砂轮不易堵塞和发热。精磨时，余量较小，要求粗糙度值较低，可选取较细磨粒。一般来说，磨粒越细，磨削表面粗糙度越好。不同粒度砂轮的应用见表3 。 表3 不同粒度砂轮的使用范围 3、结合剂及其选择 结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，使砂轮具有必要的形状和强度。 （1）、陶瓷结合剂（V）：化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉，占90%，但性脆，不宜制成薄片，不宜高速，线速度一般为35m/s。 （2）、树脂结合剂（B）：强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差 (300℃)，自锐性好。 关于自锐性：砂轮的磨削作用主要靠磨粒外露的锋利的棱角，在磨削过程中，锋利的棱角会慢慢会磨掉而变钝，削弱砂轮的磨削能力。这时表面的磨粒会脱落或断裂，从而形成新的磨削刃，以达到锋利的磨削效果，这就是自锐性。 （3）、橡胶结合剂（R）：强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐热性差(200℃)，自锐性好。 （4）、金属结合剂（M）：青铜、镍等，强度韧性高，成形性好，但自锐性差，适于金刚石、立方氮化硼砂轮。 4、硬度及其选择 砂轮的硬度是指砂轮表面上的磨粒在磨削力作用下脱落的难易程度。砂轮的
1 引言 为了满足生产的需要，修整砂轮,在实际生产中是常遇到的。主要是根据所加工工件几何形状以及表面精度要求等,对砂轮进行修整后再对工件进行修磨,达到保证磨切工件质量要求，所以砂轮的修整对磨削的精度起着重要的作用。传统的砂轮修整是通过砂轮修整笔进行手工修整，或者采用成型修整器(如滚轮)进行修整。但这两种方法修整后的砂轮都会产生圆弧形状误差，影响加工后工件的形状精度。影响砂轮修整精度的原因有两方面：一是修整器本身的精度；二是操作不当。如在使用砂轮修整笔手工修整砂轮时，若工人操作不当，使修整器与过砂轮中心线的水平面偏离，则在修整笔尖A处，修整笔的运动轨迹在水平面内为圆弧曲线2，而在OA平面内砂轮的截面形状却是椭圆弧1，由此造成砂轮修整的形 状误差(如图1所示)。此外，由于待修整砂轮的圆弧直径不同，因此修整时需要很多不同半径的成型修整器，既增加了修整器的数量，使用起来也十分不便。因此我们设计了圆弧多功能砂轮修整器。本次设计是采用金刚笔车削法。即以金刚钻为工具用车削形式来修整砂轮的方法。
2 圆弧砂轮修整器的总体设计 2.1 圆弧砂轮修整器的基本结构 圆弧砂轮修整器基本结构如图所示： 图1 圆弧砂轮修整器结构示意图 1—金刚笔 2—支架 3—锥齿轮2 4—锥齿轮1 5—手柄 6—垫片 7—锁紧螺钉 8—卡紧装置 9—螺纹套
2.2圆弧砂轮修整器的工作原理 工作时将圆弧砂轮修整器安装在磨床的工作台上，调整升降机构，使修整笔的高度与砂轮的中心轴线同高，对于不同界面的形状可以通过转动手柄来实现。当需要修整的砂轮界面形状外为圆弧时，转动手柄5，2、3两齿轮啮合，通过两个锥齿轮将转动传递给修整笔1上，使修整笔绕锥齿轮2的中心轴线来回摆动。根据加工要求的不同，可以调整修整笔右端的滚花转轮来实现对砂轮内外圆弧的修整。当修整内圆弧砂轮时，使修整笔尖左移，使笔尖超出齿轮轴线一部分，修整砂轮为外圆弧时，使修整笔绕着齿轮的中心轴线右移，使笔尖向右超出轴线一部分，砂轮修整圆弧的半径取决于笔尖与该转动轴线的相对移动距离。 当磨削平面，外圆柱面时，需要修整的砂轮截面形状平直，只需要纵向移动修整笔，即可进行修整，我们把齿轮修整器安装在机床上，使它可以纵向进给，使修整笔的位置保持在上图所示位置，再进行纵向进给，就可以实现对砂轮的修整。 3 圆弧砂轮修整器的各部件设计 3.1 升降机构的设计 升降机构的主要作用使调节修整笔的高低，使修整笔的轴线能与砂轮的轴线再同一条水平线上。我们的升降机构采用的是螺旋式的锁紧机构。其中螺旋柱中间开一直径位8mm的通孔，目的是在螺纹套上下调整的时候，不至于使套筒和螺旋柱之间形成密封，高度为170mm,用螺纹套以螺纹的形式和螺旋柱配合，通过旋转螺纹套，箱体能够上下移动，当箱体上升到一定的高度时，即修整笔的轴线与砂轮的轴线再同一个水平轴线上时，通过紧固螺钉，能够把箱体固定，在螺旋柱和紧固螺钉之间，有一垫片，垫片有一的弧度如下图所示：