高技术磨削

总的来说高科技意味着最新技术的使用，与工业增长密切相关。磨削过去常用于加工工件，而且对工件的表面质量和轮廓精度都有很高的要求。因此“高技术磨削”这一术语指的是目前所有工业发展领域的磨削技术。进军国外市场和减少生产时间是使用超硬材料制品的关键因素。必须牢记的是这些磨料的断裂韧度是有限的，因此不得不将成本和技术优势进行权衡。
　　超硬材料的性能
　　与普磨相比尽管立方氮化硼和金刚石工具的投资成本要高一些，普通磨料磨具在大范围领域内的应用已经逐渐被这些超硬材料所代替；与普磨相比更长的使用寿命和修整周期的减少则是超硬材料的主要优点。这两者导致（由于检修,待料等）停工期的减少从而节省成本。为了能够充分利用这些超硬材料，其开发往往是和客户密切合作，从而使它适应独特的工件加工。
　　首先，砂轮能够适应不同的磨削工作（工具材料、形状、尺寸、涂层等）和结合剂（粘结剂材料、多孔性、硬度等）。例如，我们要设计客户指定的磨床，用这个磨床来加工工件。而且这台磨床有一个相对较高的弹性，在一定程度上，选择一个兼容的结合剂，可以减少加工过程中的摩擦力和工件变形。加工本身的复杂性影响了磨床的运转情况。例如，高速切削导致砂轮变得更坚硬，然而进给量的增多使砂轮变得更软一些。超硬材料的一些优势将会在下面几个例子中做详细的阐述。
　　齿轮铰刀的磨削
　　图1所示的是用CBN 陶瓷砂轮加工齿轮铰刀。在此加工过程中把砂轮和齿轮铰刀之间的摩擦热量有效的散发出去，这是非常重要的。否则有着火的可能性。由于砂轮的高孔隙率，接触长度达60mm时，要确保有相同面积的冷却剂。CBN陶瓷砂轮在此加工过程中的应用是由于它的高强度陶瓷熔块和粘结剂。

　　图1 CBN 陶瓷砂轮加工齿轮铰刀

　　多区复合磨具的发展
　　当代砂轮的发展趋势标志着多区复合磨具的功能结构已经适应了特殊的工件加工。这一创造的优势是代替个人制造程序，同时将个人制造程序合并成一个装置，这不仅意味着夹具错误是可以避免的，而且还可以节省大量的成本。因此生产率的提高是可以实现的。
　　分级CBN珠型砂轮的精磨
　　使用分级CBN珠型砂轮精磨物体的表面或者侧面，例如：发动机的部件、水泵零件、由钢、高速钢或者陶瓷制成的轴承等。分级CBN珠型砂轮适应不同的磨削速度和磨损程度. 和其他研磨不同的是，这种珠型砂轮也适用于磨削特大型物体，因此，改良后的加工程序能够把粗磨和精磨一步完成。尽管如此，用研磨膏也可以达到用上述方法磨削达到的效果。这一加工程序的特点是可以实现对机械零部件的抛光，其粗糙度1微米或以下。决定这种加工程序设计的主要因素是工件表面，砂轮表面和接触力（其范围是10,000 N - 30,000 N）。
　　和研磨相比“冷磨”是这种方法的另一优势，它可以减少对工件表面的损害。
　　这一加工程序具有较高的自动化程度。另外，如果砂轮有任何损害，它会进行自我修复。与研磨相比，珠型砂轮的处理费用要低的多，因此在研磨过程中会产生大量的研磨浆，这些研磨浆需要单独处理。由于这些优势，节省三倍甚至更多的时间和成本是可以实现的。

　　图二 分级CBN珠型砂轮的精磨

　　磨内孔表面及内径面的复合工具
　　传动部件内孔表面及内径面的新磨削方法已经被引进。从加工一些装置开始，降低加工机械零件的费用是必要的。此方法包括了内径面、表面的磨削和相当大的修整周期（指的是把氧化铝换成CBN这段时间）。专为完成这个加工任务而开发的陶瓷CBN砂轮有两个功能：左侧的内孔磨削和右侧的内孔磨削。开发这种CBN砂轮的最大挑战是确保在磨削接触点上有足够的冷却液，因为砂轮和内孔表面及内径面的接触面积相当大。此外，接近接触面积是非常困难的，这也意味着碎屑的处理和热量的散发也是非常困难的，再加上CBN砂轮高速磨削时产生的压力和热量，导致了在加工过程中风险的增多，例如：工件着火。用一种可靠的加工方法来消除这种危险，在工件和CBN磨削工具之间敷上冷却剂。

　　图三 磨内孔表面及内径面的复合工具

　　总结及前景
　　砂轮是机械和工件之间的连接纽带。上面所述的例子中，用超硬材料或CBN专门为特定任务加工而成的砂轮不仅节省加工时间，而且还大大节约了成本。与普磨相比，这些超硬材料制品拥有以下的优势：良好的耐磨性，寿命长，修整周期短等。不过，使用超硬材料制品的成本要高一些，同时要把功能和寿命考虑在内。特别是考虑到这些高投资成本，砂轮制造商和用户在选择或开发工具的时候一定要有效利用这些材料。进一步提高磨削效率在于多区复合磨具的使用。总的趋势对表面质量和成本效益的要求越来越精确（加工时间更短、砂轮寿命更长、修整间隔时间更长），这就意味着超硬材料制品领域要持续不断的发展和创新。