单层钎焊CBN砂轮磨粒破损的研究

在A．Ghosh和A．K．Chattopadhyay的研究中，最近介绍的单层钎焊CBN砂轮由精密的钎焊技术制造而成。该技术使得钎焊CBN砂轮在多方面上都比电镀CBN砂轮有优越性。在磨粒承受低负荷和高负荷两种情况下对这种钎焊砂轮的结合力都进行了评估。有趣的是，任何情况下都没有发现磨粒脱落问题。但是，在高负荷情况下可以观察到磨粒在胎体层出现破裂，并且与胎体（钎焊合金）整体脱落。钎焊砂轮的这种早期破裂．严重影响了它的磨削性能。本文对钎焊CBN砂轮的缺点，包括磨粒可能的破裂形式进行深入分析。对钎焊砂轮与电镀砂轮中影响CBN磨粒的破裂形式进行了比较。此外，还列出了钎焊砂轮磨粒破坏形式的可能因素，也介绍了提高单层钎焊CBN砂轮性能切实可行的方法。     

AgCuTi合金钎焊单层立方氮化硼砂轮

为研制我国新一代单层钎焊CBN(立方氮化硼 )磨料砂轮 ,尝试Ni-Cr和Ag -Cu-Ti两种活性钎料 ,在真空炉中钎焊。试验结果表明 ,Ni-Cr合金钎料对CBN磨料不浸润 ,钎焊后CBN磨料全部脱落 ;而Ag -Cu -Ti合金钎料对CBN则表现出良好的浸润性并将CBN牢牢钎焊住。借助扫描电镜、X射线能谱和X射线衍射对界面微区组织的分析研究表明 ,钎焊过程中Ag -Cu -Ti合金钎料中的Ti向CBN磨料界面富集 ,并与CBN磨料表面的N和B元素反应生成TiN和TiB ,这是实现Ag -Cu -Ti合金钎料与CBN磨料高结合强度的关键因素。断口形貌的分析研究表明 ,CBN与Ag -Cu -Ti合金钎料间的断口发生在Ag -Cu -Ti合金钎料层 ,说明CBN磨料与Ag -Cu -Ti合金钎料的结合强度已超过了Ag-Cu -Ti合金钎料本身强度。最后将研制出的单层钎焊CBN磨料砂轮与传统电镀CBN砂轮进行了重负荷磨削对比试验 ,钎焊砂轮表现出明显的优势     

石墨软涂层自润滑单层钎焊CBN砂轮干式磨削钛合金实验研究

钛合金在磨削加工时容易产生烧伤现象,影响工件表面质量,因而传统的磨削加工大量采用磨削液浇注法降低磨削温度,但是磨削液的大量使用给环境和操作者健康带来了很大的危害,而且增加了磨削液排放回收的成本.基于“用固体润滑剂替代磨削液”的思想,制备了石墨软涂层自润滑单层钎焊立方氮化硼(CBN)砂轮,并进行了干式磨削钛合金实验.实验结果表明:自润滑砂轮的涂层中石墨质量分数最佳值为20％,此时干式磨削钛合金的工件表面温度最低;另外,与无自润滑剂砂轮相比,磨削温度均较低,不超过440℃.     

单层钎焊CBN砂轮磨削CSS-42L钢的试验研究

采用单层钎焊CBN砂轮开展了切入式磨削CSS-42L钢的试验,测试了磨削过程中的磨削力和磨削温度,研究了磨削用量(切深和工件进给速度)对磨削力、工件表面温度和磨削比能的影响规律,并和白刚玉砂轮进行了对比。研究结果表明:磨削深度对磨削力和磨削温度的影响最为明显,而工件速度的影响不明显;相同情况下,采用单层钎焊CBN砂轮磨削CSS-42L时的磨削力、温度、比能都低于白刚玉砂轮,亦即在切入式磨削CSS-42L钢时,单层钎焊CBN砂轮的磨削加工性能优于白刚玉砂轮。     

石墨自润滑钎焊CBN砂轮磨削镍基高温合金温度的试验研究

利用石墨自润滑钎焊CBN砂轮和陶瓷CBN砂轮进行了高温合金GH4169磨削对比试验,采用夹丝半人工热电偶方法测量工件表面磨削温度,并运用扫描电镜、能谱仪对砂轮表面磨粒的微观形貌及元素分布情况进行分析。结果表明:在相同磨削条件下,多层自润滑钎焊CBN砂轮磨削GH4169高温合金的磨削温度比陶瓷结合剂CBN砂轮低100℃左右;砂轮表层的磨粒表面形成一层石墨薄膜,有助于减小摩擦,从而降低磨削温度。     

CBN陶瓷砂轮组织特征

本文通过对普通磨料与超硬磨料的陶瓷结合剂砂轮的组织的对比,讨论了它们的组织特征,特别是CBN砂轮的结构特点,给出了适合实际生产的CBN陶瓷砂轮的结合剂-磨料－气孔三者内在关系的分布图,对CBN陶瓷砂轮的实际生产具有一定的指导作用。     

用于复杂型面电镀CBN砂轮的研制

本文针对复杂形面工件的磨削加工，设计制造了电镀ＣＢＮ砂轮。探讨了电镀ＣＢＮ砂轮使用中存在的一些问题，以砂轮基体加工到ＣＢＮ磨料的电镀及机床热变形对成形磨削的影响等方面进行了初步试验研究。     

CBN研磨盘用陶瓷结合剂的研究

本文对三种低温陶瓷结合剂的性能进行综合研究,结果发现:耐火度为775℃,流动性为110%~130%,线膨胀系数为5.79×10-6℃-1的低温陶瓷结合剂V2的综合性能优异。通过差热分析发现,在测定温度范围内结合剂V2没有明显的晶相产生。用结合剂V2制备的陶瓷结合剂CBN磨具试样在800℃烧成后,磨具试样的抗弯强度达到最佳值67.5 MPa。制备的磨盘在磨削时锋利性好,磨削中间修整次数少,磨盘的耐用度高。运用扫描电子显微镜(SEM)对磨削后CBN磨片的磨削面形貌进行观察,表明结合剂对磨粒黏结牢固,断面组织均匀。     

陶瓷CBN砂轮修整方法及修整工艺研究

本文论述了陶瓷CBN砂轮修整的重要性,对修整的整形和修锐两个步骤进行了评述.使用电镀金刚石滚轮对用于数控磨削凸轮轴的高速陶瓷CBN砂轮进行了修整工艺的实验研究,得出了滚轮与砂轮的速差是影响修整效果的重要因素,顺修的修整效果优于逆修方式.顺修时速差不能过小,否则容易造成磨削振纹.必须使用逆修的场合,速差不能过大,建议对砂轮采取降速修整.根据实验结果,得出了速差的合适范围--顺向修整速差不能小于11 m/s,逆向修整速差不能大于95 m/s;滚轮相对砂轮纵向走刀速度推荐使用600 mm/min.在此参数范围内修整出的砂轮,用于磨削冷激铸铁凸轮轴凸轮,表面粗糙度为0.63μm,凸轮桃尖部无振纹、麦穗纹及单斜纹,质量达到了工件的技术要求.     

CBN砂轮磨削镍基高温合金磨削温度实验研究

磨削高温是限制磨削技术发展的主要瓶颈之一,因而研究磨削过程中产生高温的机理及磨削温度的变化规律十分重要。采用260 mm的单层钎焊有序排布CBN砂轮,对镍基高温合金GH4169进行不同速度下的磨削实验。实验过程中,保持砂轮线速度和工件进给速度的比值不变,从而保持单颗磨粒最大未变形切屑厚度不变,发现比磨削能得到有效控制,磨削温度的上升主要由材料去除率的提高所导致;随着砂轮线速度的增加,磨削弧区热量分配关系发生显著变化,传入工件的能量增加;磨粒排布方式对传入工件的热量有影响,同一磨削工艺参数下,磨粒斜排布的砂轮磨削温度要低于磨粒直排布的砂轮,最佳磨粒排布方案还有待进一步的研究。     

单层钎焊立方氮化硼砂轮工作面磨粒包埋深度的确定

以Ag-Cu-Ti合金为钎料在真空炉中实现了CBN磨粒与45钢基体的钎焊连接，运用红外光谱仪测试了钎焊磨粒内部的残余应力，分析了最大残余拉应力对磨粒强度的影响，据此优选了钎焊CBN砂轮工作面上磨粒的包埋深度。结果表明：当包埋深度不同时，尽管钎焊磨粒内部的残余应力分布差异较大，但最大残余拉应力始终位于磨粒与钎料顶层截面的边缘位置，并且最大残余拉应力与包埋深度不存在线性关系；为提高钎焊CBN磨粒强度和确保砂轮容屑空间，磨粒包埋深度应控制在其自身高度的30％-40％之间。     

CBN磨料特性对树脂砂轮磨削性能的影响

对6种不同CBN磨料的静压破碎负荷、冲击韧性（TI）和热冲击韧性（TTI）的数据进行分析研究,并分别制作成树脂结合剂砂轮。针对不同材料工件进行磨削,研究不同CBN磨料制作的砂轮磨削铸铁、高速钢、不锈钢和氮化不锈钢等材料的磨削比。实验结果表明:同样结合剂和工艺条件下,不同CBN磨料制作砂轮的磨削比相差较大;树脂CBN砂轮对铸铁和高速钢材料的磨削比相对较高,但对不锈钢和氮化不锈钢材料的磨削比低;CBN-B1500和CBN850磨料对几种工件材料的磨削性能相对较好。树脂CBN砂轮中磨料靠结合剂机械嵌合力把持,因此具有粗糙表面和适中静压破碎负荷的CBN磨料是较优选择。      

Improved monolayer CBN wheel for load free grinding

A galvanically bonded wheel made of a monolayer of CBN grits may not always ensure free cutting action when a large volume of chips is to be handled because of the fact that about two thirds or more of the grit height has to be covered by the matrix for effective anchorage. The present study shows that the problem of chip accomodation during grinding is further aggravated when the CBN wheel has some surface defect like growth of the galvanic layer in the space between the grits. In order to utilize more effectively the extraordinary capability of CBN grits, a new kind of monolayer CBN wheel has been developed, using a special bonding technique (patent pending). This technique keeps the level of the bond material low but sufficient to hold the grits during grinding. Performance of this CBN wheel relative to that of a galvanically bonded wheel, with particular reference to its grinding capability while grinding unhardened 100 Cr6 steel is discussed in this paper.     

曲轴轴颈端面磨削烧伤问题的新解决方案

为解决磨削曲轴轴颈端面时出现磨削烧伤的问题,在调整冷却系统无果的情况下,重新设计砂轮结构。通过调整砂轮端面和磨料类型,设计并制备新型电镀CBN砂轮,并以其进行磨削加工实验。结果表明:在冷却系统不变的情况下,新型电镀CBN砂轮可以解决此加工过程中的磨削烧伤问题。      

Design and application of CBN shape grinding wheel for gears

In the field of gear precision manufacturing, the CBN shape grinding technique is of great importance. In this research, a mathematical model for the profile of CBN grinding wheel base body has been developed based on the theory of gear engagement; the modification of the gear shape is introduced into the design of the CBN grinding wheel. Biarc segments are used to approximate the theoretical profile. Approximation deviation can be controlled within prescribed tolerance under optimized conditions. A series of wheels were made to ascertain the validity and effectiveness of the presented method, the final gear precision reaches the fifth class of GB10095-88 (China).     

细纱机锭杆CBN砂轮成形磨削及修整方法研究

本研究采用CBN砂轮代替传统的棕刚玉砂轮,进行了细纱机锭杆表面成形磨削实验研究.锭杆材料选用热轧轴承钢GCr15.磨削在无锡产M11100专用磨床上进行,CBN砂轮为CBN-850磨料、粒度160#、浓度100%、硬度为J-K.砂轮主轴转速提高到2000 r/min,采用英国产泰勒索夫5对加工表面进行测量,结果表明锭杆表面粗糙度由Ra 0.8降低到Ra0.4 μm.精度由IT8提高到IT6.用酸蚀法检测锭杆表面,结果显示完全克服了磨削烧伤现象;采用金相显微镜测定表面变质层达到0.035 mm以下.由于CBN砂轮磨粒耐磨、锋利,使得砂轮修整次数大大减少,生产效率提高20倍以上.文中还阐述了采用计算机数控系统修整砂轮成形面的原理.