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加工PCD刀具/PCBN刀具/钻石/工业陶瓷的陶瓷金刚石砂轮

粒度: W3.5~100/120 型号:1A1 14A1 6A2 11A2 12A2 4A1
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电镀结合剂CBN砂轮的性能简述

2012.08.06  河南恒远超硬材料有限公司 www.kosuperhard.com  浏览次数:
电镀结合剂砂轮的一个突出特点是磨削指标的不稳定性。如果说对于传统结构的CBN砂轮来说,其使用指标具有准稳定特点(在自动刃磨条件下),那么电镀结合剂CBN砂轮的使用指标则随着工作时间的增加变化单一:磨削效率和切削力不断增加,而被加工表面的粗糙度、砂轮磨损强度和切削能力则不断降低。关于电镀砂轮,CBN砂轮,砂轮的信息

批量生产的CBN砂轮主要以陶瓷和有机结合剂为主,这些砂轮是传统的多层复合物,靠CBN磨粒,填充剂及结合剂的偶然排列形成,在这些磨具中CBN的潜能仅发挥了 3-10%。
以上所述已为许多研究者多次证明。

提高 CBN 利用率的有效途径是制作电镀结合剂单层CBN砂轮。这种砂轮具有高精度金属基体,工作层内电镀析出的金属使CBN磨粒固结成一层,且工作层的型面与被加工工
件表面形状一样。

电镀析出的金属(最常用的是镍)牢牢把持住CBN磨粒,即使在重负荷加工规范下CBN磨粒也不会从结合剂中脱落出来,砂轮的磨损仅在磨粒自身遭到破坏时才发生。以上所述已为电镀结合剂 CBN 砂轮在平面磨、成型磨、内圆磨、成型精磨及切割工序的试验中所证明。在上述几种加工工序中电镀结合剂 CBN 砂轮的切削能力达 1000mm   3/min・mm。看来,为了使砂轮有最好的切削能力必须达到在CBN磨粒被牢牢固结的前提下使粘结用的金属有最小的厚度。电镀结合剂 CBN 砂轮的另一个重要优点是不必修整或找平砂轮,以恢复其切削能力。
电镀CBN砂轮,河南胜创超硬材料有限公司供图

电镀结合剂CBN砂轮是一种非常有发展前景的产品,但就其制作和使用而言,尚需付出一番努力。

首先要改造磨料。为了制作单层砂轮必须使用尺寸和形状经专门分选过的CBN磨粒,以提高单晶颗粒的含量。下图中显示了磨具中CBN颗粒质量对被加工表面粗糙度和磨具相
对切削能力的影响。磨具相对切削能力按专门研制的方法测定。曲线 1、3 是磨粒未经专门分选的CBN砂轮,曲线 2、4 是磨粒经过专门分选的以提高基本粒数量、单晶颗粒数量和等径颗粒数量为目的CBN砂轮。

磨料牌号为∧KB,粒度为 100/80 的电镀结合剂 CBN 砂轮的相对切削能力(曲线 1、2)和被加工工件表面粗糙度(曲线 3、4)与砂轮工作时间的关系。
1、3——磨粒未经专门分选
2、4——磨粒经过专门分选
为确定单层砂轮对 CBN 磨粒的要求,以及最合适的磨削条件和建立磨削工序的周期,本文作者进行了理论及实验研究。

建议建立电镀结合剂CBN砂轮磨损的静态模型,其基础是热力周期内应力所造成磨粒的疲劳磨损这一物理设想。在此模型基础上研究出了计算砂轮磨损量的方法,从而可以确定对 CBN磨粒的最佳要求,按此要求编制了电镀结合剂 CBN 磨具所用的牌号为∧T 的特制CBN磨粒的技术条件。

看来,砂轮的非传统结构要求在其制作上做细致研究。本文作者研制出了电镀结合剂CBN 单层砂轮的制作工艺。

此工艺的基础是镍的电镀析出过程。CBN磨粒的固结发生在磨具制作的第一个阶段,即镍的连续析出过程中。所制定的工艺能在最短的固结时间内均匀分布CBN磨粒。磨具表
面 CBN 磨粒的数量接近于按下列公式计算出的理论值 Z=108/A2・K式中:
Z——磨具单位表面上的磨粒数量,个/cm2;
A——上筛网筛眼的净尺寸,μm;
K——修正系数,等于 0.378。
磨具制作的第二个阶段为用电镀镍沉积的办法来植砂。砂轮工作面上的沉积层中的磨粒的凸出高度须为磨粒平均尺寸的 1/2-2/3,这样磨具才能有良好的切削能力。

模拟电镀结合剂CBN砂轮的磨削过程可确立砂轮使用的合适条件。研究表明,用深磨削的方法能在一个行程内磨除全部余量,冷却液选用矿物油,回程加速,深度上无进给量。本文作者研究出了可计算出具体加工规范的计算方法。例如,按照本方法计算出了加工内渐开线花键的磨削规范。所用砂轮直径为 40-124mm。余量(其尺寸不超过 0.3mm)在一个工作
行程内被磨掉,根据对花键表面质量要求不同,纵进给速度为 1100-400mm/min。冷却液选用20号机油,用量为不少于 100l/min,砂轮磨削系数大于 20000。为了拓宽电镀结合剂CBN砂轮的应用范围,还试验了用其加工复杂型面,精磨特制滚刀的后刃面,精磨效率提高了3倍。

所研制的磨具能使加工后的型面达到所要求的精度,一片砂轮可工作 9-12 个月,所加工出的工件表面无任何灼伤,破碎或裂纹。所研制出的直径为1-6mm,CBN牌号为∧KB 的电镀结合剂磨头在工业上找到了广泛应用。用这种磨具磨削淬火钢零件的孔眼,与同类金刚石磨具相比,生产效率可提高0.5-1倍。

成功使用电镀结合剂单层CBN砂轮的前提条件之一是机床需有良好的刚性及精度。砂轮固定到机床后其径摆和端摆不能大于 0.005-0.01mm。

电镀结合剂砂轮的一个突出特点是磨削指标的不稳定性。如果说对于传统结构的CBN砂轮来说,其使用指标具有准稳定特点(在自动刃磨条件下),那么电镀结合剂CBN砂轮的使用指标则随着工作时间的增加变化单一:磨削效率和切削力不断增加,而被加工表面的粗糙度、砂轮磨损强度和切削能力则不断降低。这是因为在砂轮的磨损过程中,切削粒数量不断增加,因此必须建立磨削周期和确定磨削规范的用途。为此专门研究出了磨削过程的适应控制法。

此法的基础是磨削条件要时刻适应磨具切削能力的变化,判断切削能力的标准是磨削效率。

本文作者研制出了电镀结合剂CBN单层砂轮的磨削新工艺。虽然实施新工艺有一定的难度,但在工业生产中运用此新工艺同传统结构的CBN砂轮相比,电镀结合剂CBN砂轮
表现出了无可比拟的优点。

根据研究结果及在生产中的使用经验,新工艺在下列加工类型中表现出了高效性:成型磨(用于磨削内外咬合的筒形轮齿沟,精度为 6-8 级;花键;沟槽;刀具后刃面的成型磨;带曲线形母线的导槽);孔眼磨削;磨削难加工、未淬火、高熔点、耐热、磁化钢;高效切割。

来源: 贾英伦译《INTERGRING》   网络文档由陶瓷结合剂金刚石砂轮整理

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