CBN砂轮在磨削加工

1. 汽车零部件——凸轮轴和曲轴的磨削 

            汽车发动机上的凸轮轴有多个凸轮，凸轮淬火后的粗磨和精磨是影响凸轮质量的关键工序。一般采用仿磨，工件速度有限，工件容易出现磨削烧伤裂纹。使用仿磨时，凸轮表面的轮廓曲线受砂轮直径的影响，因此很难确保凸轮轮廓曲线正确。生产实践证明，砂轮直径大时，磨削凸轮薄，砂轮直径小时，磨削凸轮肥。只有当砂轮直径接近或等于磨削主凸轮的滚子直径（通常为φ570mm）时，其仿形误差才接近于零，即磨削凸轮面的轮廓曲线接近于主凸轮。在实际生产中，所使用的砂轮直径一般从D600（或610）到D500，与理想的砂轮直径（570）相差很大，所以大多数凸轮轴的凸轮曲线在生产中总是超标。为了解决这个问题，我们在仿凸轮磨床上使用CBN砂轮磨削。 CBN砂轮的直径可以做成D575。 CBN磨料层的厚度为4～5mm。砂轮的最小磨削直径为D565。虽然范围只有10mm，但磨削零件的数量相当于几十个普通砂轮，既保证了正确的凸轮曲线，又不会造成磨削烧伤。.

            例如，立顿工业自动化公司采用CBN砂轮磨削凸轮轴，成本降低50%，凸轮面疲劳强度提高30%；东风汽车襄樊柴油机厂采用陶瓷结合剂CBN砂轮对冷硬铸铁凸轮轴进行粗磨，其凸轮磨削余量t=4～5mm，υ砂=60m/s，工件转速n=100r/min，υf=0.1 mm/s，使用高速磨削液，CBN砂轮的寿命基本相当于20片刚玉磨料砂轮。

2.CBN砂轮在内孔磨削中的应用

            内圆磨削的效率一直很低。主要原因是磨削速度、砂轮的材质和磨棒的刚性。生产过程中修整和更换砂轮所花费的时间几乎占单件工时的1/3至1/5。如果采用CBN电镀砂轮进行内圆或槽磨削，提高砂轮转速，加大磨棒直径，可适当提高工件的转速和进给速度。不仅可以保证孔（弧）径、槽宽和形状的位置精度、表面粗糙度和避免烧伤，而且可以使加工效率提高一倍，降低加工成本。

             例如，国内某厂加工一台年产60万件的纺织机滚动轴承套，磨削φ15.5+0.04孔及相邻圆弧槽。过去采用铬刚玉（GG）砂轮，两套工艺，两套。在M224内圆磨床上加工，槽（弧）径差和尺寸与孔的同轴度难以保证，效率低下。使用CBN砂轮后，磨棒加粗，进给量增加，节省修整。并且及时更换砂轮，彻底解决了原来的问题。后来改为孔槽同时磨削，即在磨杆上安装两个砂轮，磨削效率提高一倍，节省了一台磨床。加工后的工件表面粗糙度为Ra0.63μm。所用研磨工艺参数：υ砂=36m/s，υ2=19m/min，f粗切=1μm/r，f精切=0.5μm/r，平滑磨削时间t=bs，采用10%浓度乳化值


3. 带 CBN 砂轮的磨削齿轮

            过去，齿轮磨削采用单齿面和多齿面磨削。单齿平面磨削虽然可以获得较高的加工精度，但效率低，成本高。多齿平面磨削虽然生产效率高，但其加工质量不如单齿磨削。如果使用CBN砂轮进行磨削，无论是单齿平面磨削还是多齿平面磨削，使用电镀CBN砂轮或陶瓷结合剂砂轮进行磨削，效果都极为显着：

(1)CBN砂轮可制成高精度齿形。由于其高耐用性和不经常修整，无需频繁调整机床，可获得稳定的齿形、导程和节距精度。

(2)可实现齿面的高速磨削和高进给量磨削，粗糙度低，无烧伤，在提高磨削效率的条件下可获得较高的齿轮精度（6～7级）。

(3)CBN砂轮寿命长，磨削性能好，该段左右更换了许多辅助砂轮修整时间，调整机床和工件检测。

4. 使用立方氮化硼磨料加工难加工材料和表面

          或淬火钢或冷硬铸铁孔的珩磨，可使用CBN珩磨油石。对于合金钢、不锈钢、耐热钢及高强度、高硬度、高热敏性的合金，应选用高硬度、高强度的CBN。砂轮采用极压乳化液或高速磨削液冷却。 CBN砂轮应用于长导轨面或复杂轮廓，凸轮磨床的轮廓轴。

大力推广CBN材料在机械加工关键工序中的应用

CBN材料无论是用于制造工具还是制造磨具，都可以用于高速切削或磨削，并能收到提高产品质量、提高加工效率、缩短加工周期、减少加工量等显着效果。成本。因此，在加工中，大力推广CBN刀（磨）是提高制造技术的有力措施。但是如果被广泛使用，仍然存在很多问题。

为更好地推广CBN刀（磨）具在生产中的使用，应做好以下工作：

（一）充分发挥CBN刀（磨料）研究所（所）的带动作用

目前国内CBN材料生产厂家很多，产量大，但优质的厂家不多，CBN刀（磨）具稳定用户较少。主要原因是机加工部门对昂贵的CBN刀具（磨具）的选择和使用缺乏了解。购买的CBN工具不是很有效。在经济紧缩的条件下，他们不敢轻易投入工艺实验。为解决这一问题，只有CBN刀具（磨具）研究所（所）主动深入机械制造生产单位，选择生产效率和质量的薄弱环节，拥有或易于制造CBN加工条件，并与用户协商签订CBN应用联合开发合同。刀具开发单位负责免费提供试验用CBN刀（磨），用户负责在试验所需条件下组织生产试验。这充分发挥了各方的积极性。从CBN质量选择到刀具制造，都将以最好、最快的速度进行。从准备测试条件到使用，用户可以看到达到合约目标值的结果，无需花费测试费用即可解决。生产问题容易推广。工具研究所（所）也可以在未来的供应中逐步收回利润。只要双方保持互利互惠，合作关系就会更加巩固。我厂通过这种方式与许多研究所（学校）开发了许多新技术。

(2)实现三点一线联合开发，即CBN-刀具制造-用户或CBN与刀具制造-机床-CBN砂轮在磨削加工中应用

CBN刀具可以解决机械加工中的许多加工难点，但在目前的条件下，国内还没有人能够单独完成，因为CBN刀具具有独特且通用的加工能力。精镗硼缸套我们也用过CBN刀片，效果并不比新的陶瓷刀片好。造成这种情况的原因有很多，例如CBN的质量、含量、品牌规格和结合剂是否适合加工硼铸铁。至于CBN磨具的磨削效果，还有更多的因素，除了原材料的质量、磨具的配比和磨具的制造工艺外，还有使用的条件和技术。如磨削速度（应用高速磨削速度）、磨床刚性好、无振动、自动精进修整补偿机构、合适的磨削参数和冷却液等，这些都是相互补充的重要因素其他并依靠相关方面。共同努力，提高自己的产品质量，相互促进，CBN工具和专用设备才能成功地用于生产。
     
       （3）积极开展立方氮化硼刀具（磨料）制造及使用技术研究

用户希望使用有效的 CBN 工具。为此，要求刀具制造商不仅要尽快提高CBN刀具的制造技术，而且要建立明确的产品质量识别标准和方法，并对刀具的CBN等某些性能参数进行分配。含量和品牌、磨具的硬度和CBN的精度、浓度等，在此基础上进行生产和使用测试，充分发挥用户的生产经验，对加工结果进行对比分析通过不同的切削参数和冷却液获得。 CBN刀具得到了质的改进。 CBN刀具的适用范围、使用条件和技术支持（如设备和冷却液等）使用户能够正确选择和使用CBN刀具。

(4)用户需提高产品质量意识，勇于改进制造技术

21世纪是高科技时代。产品要有市场，企业才有活力，要有高性能和高质量。为此，应尽快提高制造技术水平，推广使用CBN刀具提高制造技术是有力措施。这不仅需要相关部门的大力资助和支持，还要有组织、有计划地逐步推进CBN工具的技术支持和支持。同时，要求用户勇于接受新材料、新技术，改变过去陈旧的生产理念和管理方式。即刀（磨）耗的成本指标很低，只能占到产品成本的1/100左右。以提高生产效率和保证产品质量为主导，这将限制优质高效刀（磨）具的应用和先进设备的生产能力。实践证明，CBN刀（磨具）工具的有效性不仅可以提高产品的加工质量，而且可以增加经济效益。