磨料磨具特性参数的选择技术及其发展构想

磨料磨具特性参数的选择技术及其发展构想
赵海祥
石家庄市博深工具股份有限公司 河北石家庄 050000

一、 前言
  本文首先介绍了磨料磨具的出现和意义，随后对相关技术参数的的选择问题进行了详细的分析，在此基础上，对我国磨料磨具今后发展的方向进行了展望。
二、我国磨具发展的基础
  1、以难磨材料为加工对象的***强力磨削工艺迅速发展，并相应地发展新的磨具。80 年代前列技术和新材料迅速发展，这些新材料的工件或者强度高而耐磨，或要求精度甚高而且生产效率很高才能与生产线节拍相匹配，促使高速***磨削工艺日益显示出它的重要性。
  2、高速磨削的效率比普通磨削一般可提高 1-3 倍，光洁度可提高 1-3小级，砂轮耐用度可提高 1 倍左右。70 年代国际上高速磨削曾得到过飞速的发展，60 米 / 秒以上高速磨床品种超过 150 种，少数达到过 125 米 / 秒。但是在高速磨削中，工件表面层易变质，重新被淬硬时，磨削功率的增加几乎与切削效率成正比，振动加剧，因此高速磨床必须配备有能承受极大离心力的高强度结构的砂轮，具有能冲破高速气流、避免表面***的冲洗性能良好的高压冷却润滑系统，具有能承受大功率、高转速、高刚度的机床结构，具有符合各种安全标准，确保操作人员***安全的高强度安全防护装置。从国外磨床的发展历史来看，大约砂轮的使用速度每 30、40 年提高 10米 / 秒左右，即使今后的速度提高将会加快，也不可能一下子提得很高。目前国外普遍采用的是 45、50 米 / 秒磨削，并作为一档逮度相对固定下来，与36 米 / 秒并存，机床结构只作少许变动。
  3、深切缓进给磨削是通过加大切入深度，降低磨削速度直接从毛坯磨削出零件要求的尺寸和精度的***磨削工艺。它可以成倍地提高金属切除率，而且粗精磨削一次完成，可以有效地解决难加工材料成形表面特别是沟槽的加工问题，如滚子叶片槽、叶片的摔槽、滚动轴承的沟槽、花键槽加工等。切深应达到多大才称为深切入磨削，尚无明确规定，一般为零点几至 30mm，工件进给速度为 10、500mm/ 分。
  4、数控磨床迅速发展。自从 1958 年美国研制成***台数控磨床以来，产量成倍增长，品种迅速增加，数控装置每隔 3、4年更新换代，技术水平日新月异。尤其是日本，目前已处于世界前列地位，无论在产量、品种、技术水平上都已超过欧美各国。随之而来的是要求更加均匀、稳定、耐用、锋利的砂轮。
三、选择磨具特性参数的一般性原则磨具特性参数主要包括磨料、粒度、硬度、结合剂、组织或浓度（超硬磨料磨具）、强度及砂轮形状尺寸等。选择这些特性参数的主要影响因素有工件材料、表面完整性、加工精度、磨削用量、磨削效率、机床及磨削条件等。
  （1）磨料种类主要是基于磨料和工件材料的理化性能，依据磨料对工件材料的磨削能力及加工适应性来选择。刚玉类磨料适合磨削抗拉强度较高的材料；而 SiC 磨料则适合磨削抗拉强度较低的材料。磨削难加工材料、高速及超高速磨削可选用 CBN 和金刚石超硬磨料。考虑化学磨损因素，人造金刚石砂轮适于磨削硬质合金、陶瓷等一些非金属难加工材料；而 CBN砂轮可用来加工高钒高速钢、工具钢、耐热合金等一些金属难加工材料；SiC 砂轮则不宜用来磨削钢，刚玉砂轮不宜磨削玻璃。
  （2）磨料粒度的选择主要根据工件表面粗糙度和加工效率要求来确定，此外还要考虑工件材料和磨削条件如磨削液、机床及修整条件等。通常中等粒度应用普遍。一般是在满足工件表面粗糙度的前提下，为保证加工效率，尽可能选择较粗粒度。精磨选取细粒度，粗磨时选取较粗粒度。工件材料延伸率大和导热性差、接触弧较长或磨削深度较大时，选择较粗粒度，以防止堵塞和***。工件刚性差，为减少热变形，选择较粗粒度。为保持砂轮形状精度，成型磨削选用较细粒度为宜。
  （3）磨具硬度的选择原则是：在磨削过程中保证适当的自锐性，还要避免磨具产生过大磨损和过高温度。工件硬度高，磨具硬度应低一些，以保持自锐性；工件硬度低，磨具硬度则应高一些，以充分发挥磨具的磨削性能。磨削延伸率大的材料如铜合金，选择较低的硬度，以保持自锐性。切入及成型磨削，选择较硬砂轮。表面质量要求较高或材料导热性差时，选择较低硬度，以防止裂纹和***。断续及重负荷磨削，选用硬级或超硬级砂轮，以防止磨具过快磨损。接触面积大，磨粒易钝化，应选用较低硬度。此外，修整条件、磨削速度、生产率等对选择磨具硬度也有直接的影响，因此要兼顾这些因素。硬度选择合适，磨刃钝化与自锐处于一种平衡状态，使砂轮保持良好的锐利性和形状保持性，不*可以保持较高的磨削效率和表面质量，还能降低磨具消耗，获得良好的经济效益。