超硬材料网

　　高速磨削的砂轮应具有高强度、高抗冲击强度、耐热性好，微破碎性，杂质含量低等性能，1957年美国通用汽车公司首次合成出具有以上性能的CBN超硬磨料。这之后CBN砂轮成为高速磨削磨具的研究方向。使用这种磨具使磨削效率大大提高。20世纪80年代后期，德国成功地将陶瓷结合剂CBN砂轮应用于轴承内表面磨削，开创了轴承磨加工领域的新局面。
　　l CBN砂轮的磨削特点
　　CBN砂轮磨削刃锋利，磨削拉力小，温升低，工件表面无烧伤、裂纹。由于磨削表面有残余压应力，因而使得磨削工件的尺寸精度、几何精度较普通砂轮磨削大大提高，使轴承寿命大幅增长。
　　2 CBN砂轮在内表面磨削中的应用
　　轴承内圈内径、外圈滚道等内表面磨削一直是轴承生产中的制约工序。由于受内孔尺寸的约束，磨削砂轮的尺寸、接杆、冷却条件都受到了限制，特别是小型球轴承内圈内孔的磨削，更是轴承磨削的一个难点，现有的生产手段不能很好地满足生产的需要。采用CBN砂轮配以大功率、高刚性电主轴，大大地提高了切削性能，降低了砂轮磨损性，使得磨削工件表面质量、工件尺寸、砂轮精度大大提高，同时也减少了修整砂轮、更换砂轮等辅助时间，提高了磨削效率。但使用CBN砂轮磨削轴承内孔时，对轴承内圆磨床及相关设施提出了新的要求。
　　(1)磨床CBN轴承内圆磨床整体结构有更强的工艺刚性，自床身到各部件的刚性都较普通磨床要求高，以满足CBN砂轮缓进给大切深的要求。承担磨削主运动的砂轮电主轴要求超大功率、高刚性和长寿命，这样能高速可靠地切除金属余量，并达到精度要求。由于CBN砂轮磨削的磨损率很低，所需修整量很小，轴承磨削的一般修整量仅为3—4微米，因而要求机床的进给及修整系统有极小的进给补偿分辨率，通常为0．5～1微米进给、补偿导轨低速进给时，不得有爬行现象，受力时不得变形。CBN砂轮修整若采用杯式金刚石修整器，还要求砂轮线速与修整器线速有一定比值，这就要求电主轴驱动变频电源能够适应控制。
　　(2)磨削冷却CBN砂轮磨削使用油冷却的效果明显优于水冷，因为水与CBN磨料发生亲和反应不利磨削。使用高压大流量油冷却，还需配套的吸雾装置。
　　(3)电气控制在电气控制方面，台理调整适用于磨削的磨削参数也极为重要。CBN砂轮初修后，存在一个不稳定期，这时机床应适当调整降低进给速度，要求控制系统采用CNC控制，并能够随机适应控制。
　　(4)砂轮的修整CBN砂轮的磨损率较刚玉类砂轮小得多。通常认为CBN砂轮的磨损形式主要是化学磨损，相变磨损和堵塞引起的磨料脱落等。陶瓷结合荆的CBN砂轮常用的修整器有金刚石石滚轮修整器(常用于修整成型面)、中频驱动盒刚石圆盘修整器等。其中单点金刚石修整器结构简单，价格低廉，但金刚石易磨损，修锐效果欠佳，严重时会挤碎砂轮；气动金刚石杯形修整器，修形、修锐效果最好，金刚石磨损均匀，但修整器的转速不易调准．结构也稍复杂；中频驱动金刚石圆盘修整器的修整转速元级可调，可以选择最合适的修整器和砂轮的速度比．修整效果相当理想，金刚石磨损均匀，是较高级的修整器，但其结构较复杂，修整器需由变频电源驱动。其他修整方法还有弹性弯板修整装置、钢丝刷与金刚石砂轮组合修锐法、游离磨料辅助磨块修锐法和电解在线修锐技术等。
　　(5)应用效果CBN砂轮在轴承内圆高速磨削时，其磨削比、尺寸精度以及表面粗糙度等比氧化铝砂轮有较大提高．减少了辅助时间，提高生产率，可实现无人化生产管理。普通轴承是一种低附加值的产品，在推广使用CBN砂轮时，认真研究使用合理的磨削比，这样才能扎扎实实地推广和使用这一先进的磨削方法。
　　虽然目前CBN砂轮的性能价格比尚未被众多的轴承生产厂家所接受，再加上国内尚元适合CBN砂轮磨削的性能优异的机床，但随着国内CBN砂轮的进一步研究，成本的进一步下降和专用机床的研制开发及其他相关技术的掌握，CBN砂轮必将在轴承磨削加工中得到广泛应用。
　　
　　
　　作者:杨立芳 屈理强,洛阳轴承研究所.