引言：

　　CBN砂轮具有耐用度高、磨损小、磨削比高、磨削稳定性好、磨削效率高等优点，因而越来越多的应用于磨削加工行业：它不仅可以大大地提高磨削加工生产效率，而且还可改善磨削加工表面质量。磨削加工后的表面质量包括表面粗糙度、残余应力、烧伤等指标，而表面粗糙度又是考察工件是否合格的一个最为重要的因素。采用CBN砂轮进行磨削可以保证工件的尺寸、形状精度稳定不变和高的磨后表面质量，大大提高了加工精度和产品合格率。通常，被磨削工件的耐用度能提高30～50%。本文将进行陶瓷结合剂CBN砂轮磨削表面粗糙度的试验研究。

　　采用正交试验的方法进行陶瓷结合剂CBN砂轮外圆切人磨削45号淬火钢的表面粗糙度的研究。为了研究磨削用量对表面粗糙度的真实影响，在加工到一定时间后直接退刀，使测量的表面粗糙度的值不受光磨时间的影响。

　　试验条件：

　　机床：MS1320高速外圆磨床

　　砂轮：陶瓷结合剂CBN砂轮，80/100^# ，125％，P，400×10×127。

　　工件：45号淬火钢（HRC50～55），尺寸Φ120×8。

　　冷却液：100%煤油。

　　修整用量：修整速度v_d=300mm/min；修整进给量t_d =5～10μm /双程。

　　试验安排及结果见表。

　　对试验结果进行回归分析，可以得到如下经验公式：

Ra=21.8vs^-0.443v_f^0.339n_n^0.070     （1） 

　　由试验结果可知，陶瓷结合剂CBN砂轮磨削中，砂轮速度，砂轮进给速度，对工件已加工表面粗糙度的影响都很显著，而工件转速对工件已加工表面粗糙度的影响非常小。砂轮速度越高，单位时间内掠过工件表面的磨粒就越多，所以表面粗糙度越小；砂轮进给速度的提高即金属磨除率的增大，就会使单颗磨粒的未变形切屑厚度增大，反映到工件表面上就是工件表面的沟槽较深，隆起较高，所以工件表面粗糙度就越大；工件转速的提高同样也会使单颗磨粒的未变形切屑厚度增大，而造成工件表面粗糙度的恶化，但工件转速的影响效果不大。试验得出的经验公式（1）可以作为陶瓷结合剂CBN砂轮磨削用量选择的依据。

　　CBN砂轮磨削对磨削液有特殊的要求。油性磨削液在磨削过程中对改善磨削加工表面粗糙度极其稳定性方面要明显优于水溶性磨削液。我们进行了陶瓷结合剂CBN砂轮磨削中磨削液对表面粗糙度影响的试验研究：结果如图1所示。

　　由图1可看出，对于水溶性磨削液来说，随着Vf的增大，尺值基本成线性增大；而对于油性磨削液来说，则存在一个最大极限进给速度V_fmax ，当Vf<V_fmax 时，工件已加工表面粗糙度基本能维持在一个比较良好的数值上，当vf >V_fmax 时，工件已加工表面粗糙度才迅速恶化；而且油性磨削液在保持工件已加工表面粗糙度的稳定性方面要明显优于水溶性磨削液。因此，陶瓷结合剂CBN砂轮为获得较好的磨削效果，必须选用油性磨削液（非水溶性磨削液）。

　　CBN砂轮是一种半永久性磨具，其可磨削层很薄，试验用的CBN砂轮的磨料层厚度只有10mm。我们进行了陶瓷结合剂CBN砂轮磨削表面粗糙度在磨削加工过程中变化的试验研究，并选用了两种不同的砂轮进给速度进行比较，试验结果如图2所示。图2为陶瓷结合剂CBN砂轮磨削表面粗糙度随金属磨除体积的增加而变化的情况。

　　试验研究表明，陶瓷结合剂CBN砂轮的表面形貌保持性好，非常耐磨，所以工件表面粗糙度在磨削过程中非常稳定，见图2。对于每一个不同的砂轮进给速度，CBN砂轮的表面形貌相应的有所变化，因而引起了磨削表面粗糙度的变化。当砂轮进给速度较大时，其表面形貌变得粗糙，磨削后工件表面粗糙度也较大，见图2。另外，陶瓷结合剂CBN砂轮刚整形后的表面较平整，其磨粒凸出高度和容屑空间均较小，因此，陶瓷结合剂CBN砂轮整形后有必要进行开刃，而且开刃的好坏直接影响到工件已加工表面质量的好坏和磨削工作的正常进行。

　　结论和问题

　　通过试验研究我们可以得到如下结论：

　　（1）陶瓷结合剂CBN砂轮磨削中，磨削用量的影响不是很大，但是提高砂轮速度有利于加工表面粗糙程度的改善；

　　（2）陶瓷结合剂CBN砂轮受磨削液的影响很大，油性磨削液有利于更好的发挥CBN砂轮的优越性能，但是却会造成环境污染等问题；

　　（3）陶瓷结合剂CBN砂轮中，由于砂轮的耐磨性很好，因此在磨除了相当多金属体积后，工件表面粗糙度仍然能保持非常稳定的状态。
 

(本文转载自《磨料磨具》第51期杂志，更多精彩尽在《磨料磨具》杂志。)