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CBN砂轮的修整方法

日期:2020-09-21 14:38
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摘要:CBN磨料是一种昂贵的磨料,砂轮制造商必须提供一种尽可能少地消耗磨料的修整方法,以便用户在丢弃砂轮之前,能够尽可能多地磨削工件。一般情况下,只需去除几个微米就可使CBN砂轮重新锐利。 我们在磨削试验中发现,修整进给速度和修整速度之比对颗粒破裂特性影响极大,修整速比是指修整轮线速度与磨削线速度之比。速比为正指在修整接触位置,砂轮与修整轮旋转方向相同。 同时,制造商必须找到有效的方法使磨粒的切削刃凸露出来,我们采用奥地利泰利莱公司B64型CBN砂轮作为典型磨料进行研究。据介绍,这种级别的砂轮磨料合成缺陷控制在亚...
CBN磨料是一种昂贵的磨料,砂轮制造商必须提供一种尽可能少地消耗磨料的修整方法,以便用户在丢弃砂轮之前,能够尽可能多地磨削工件。一般情况下,只需去除几个微米就可使CBN砂轮重新锐利。 

我们在磨削试验中发现,修整进给速度和修整速度之比对颗粒破裂特性影响极大,修整速比是指修整轮线速度与磨削线速度之比。速比为正指在修整接触位置,砂轮与修整轮旋转方向相同。 

同时,制造商必须找到有效的方法使磨粒的切削刃凸露出来,我们采用奥地利泰利莱公司B64型CBN砂轮作为典型磨料进行研究。据介绍,这种级别的砂轮磨料合成缺陷控制在亚微米水平。泰利莱公司能够改变磨粒的破裂特性并能生产具有良好控制破裂强度的磨料。 

在对B64型陶瓷结合剂CBN砂轮进行的一项研究中,砂轮由旋转金刚石轮以+0.2的速比修整,当修整量为1μm时,CBN磨粒就会出现微观裂纹,因为它保留了具有大量切削刃并集中在表面上的磨粒 ,微观裂纹有益于砂轮的锋利。 

当修整量增加到2~3μm时,发现了明显的宏观裂纹。宏观裂纹出现时,磨粒的重要部分就丧失了。结果砂轮表面只有很少锋利的切削刃,这就产生了很多不佳切削表面,大量昂贵的磨粒脱落又造成表面磨粒密度的降低,缩短了砂轮使用寿命和降低了性能价格比。

这些结果表明通过修整进给的微小改变很容易地影响了修整过程的效果。为了进行必要的微调, CBN用户必须具备高分辨率的修整进给机构。 

改变修整速率的结果类似于改变修整深度。因为修整器与砂轮同向旋转引起的修整力大于正常磨削力,修整去除了更多的陶瓷结合剂和较少的磨粒。当修整速率由+0.2提高到+0.8时,更多的结合剂被切除,磨粒的宏观裂纹也同时加剧。甚至当进给深度为1μm时,很大一部分磨粒已被打碎。根据以上结果,用户不能只因为高修整速比去除了更多的结合剂就认为速比越高越好。如果高速比加剧了宏观裂纹,那么砂轮修整就导致了砂轮的加速磨损。
 
在进行磨削外圆柱面的大尺寸砂轮的修整过程中还发现,增加修整速比和进给深度引起的砂轮由微观裂纹转变为宏观裂纹应引起特别的关注,这是因为大磨粒更可能具有以后成为裂纹起点的缺陷,当我们观察大裂纹时也更容易分清两种裂纹的不同之处。 

通过其它的一些研究,我们认识到采用适合的修整速率以保证修整轮与CBN砂轮上的每一个磨粒的合适接触的重要性。理想状态是,一个磨粒只能被修整轮上的一粒金刚石修锐。如果每个磨粒的作用金刚石的数目不到一个,修整就会遗漏一些未被修锐的钝磨粒。

一般来说,修整轮的旋转使金刚石对每一磨粒的作用多于一次,即每一磨粒的有效修整多于一次。由于在磨粒的表面,**次后的每一次修锐作用都是在微进给的情况下进行的。进给速度导致的多重修锐作用产生了一个相对不锋利的表面。通过多年对砂轮修锐作用的研究,我们重新修改了修整装置的设计。我们发现,获得良好的修整效果和对于给定的砂轮转速和CBN磨粒尺寸进一步计算出适当的修整转速还是相对容易的。
 
我们仔细地研究了修整和使用后的陶瓷结合剂CBN砂轮的表面,发现修整使得砂轮表面层CBN磨粒和陶瓷结合剂的密度低于砂轮其它部分。陶瓷结合剂普通砂轮同样会出现这样的表面层,它被称为表面变质层。这种表面层可从几微米到30微米深,随着砂轮的使用,变质层的深度会继续加大,在砂轮表面的作用会继续加强。 

砂轮使用后的修整能够消除使用中日益变深和更具危害的表面变质层。由于陶瓷结合剂普通砂轮的修整进给深度远大于陶瓷结合剂CBN砂轮, 陶瓷结合剂普通砂轮的修整情况更是如此,修整进给深度确保修除了几乎所有的磨削变质层,产生了一个仅由修整参数决定的磨粒和结合剂组成的新的表面层。但当陶瓷结合剂CBN砂轮修整时,修整进给深度可能远小于变质层,这深刻地影响了修整后的砂轮性能。
 
要完全修复CBN砂轮,用户必须有较大进给深度的修整器。我们还发现,修整分四次共进给2微米与一次修整2微米相比,宏观裂纹*小,且修整消除了变质层。

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