CBN砂轮的选择和实际范例
CBN砂轮的选择和应用实例
心 快 速发 展 高速 主轴 和硬 质刀 具广 泛应 用 ，磨床加工 的成本与其相比高了许 多。但
是 随着 磨 削技 术 的发展 ，磨具也 进一 步得
到 改进 。通过 创 新可 改进 磨料质 量 、组织
结 构 以及采 用新 结合 剂系 统从根 本 上提高
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１ 电镀 Ｃ Ｎ ） Ｂ ／金 刚石砂 轮
术还 未成 熟 。 笔 者用 以下 工作 实例 作 为范 例 ，探讨 砂 轮 的应
生产 工艺 简 单 、生产 成本低 、成型 简单 ，但 它
只有一层镀层 ，不能修 正 ，因此在加工过程 中较难掌 用 。 握磨 层何 时受损 。此砂轮适 用于小 批量 的机 械加 工 、 几何 图形 复 杂成 型磨 加工 ，还 可作修 正滚 轮使 用 。
描 述 ： 目 前与 所有 竟 争产 品 进 行 比较 试 验 ． 用度 为 每 蠢 耐 砂轮 组加 工 需 约 Ｉ０ 。 ７ ０ 个 零件
硬 度大 、密度高 ，可 加工成高精 度的修正滚 轮 ， 成 本 高 。主要 用于 大批 量 超硬 材料 以及 玻璃 和 石料
的加 工 ，还 可作 砂轮 的修 正滚 轮使 用 。
． 整器 ：金 刚石 滚 轮 Ｉ 参数： 砂 轮 速度 ｖ ６ Ｉ ３ ｃ Ｏ ／ 量 大横 向进 蛤 ・ ００ ｍ ・ ５
量 大 相应 单 位时 问 切削 量
剂 Ｃ Ｎ砂轮 其在修正修锐上 的技术 突破 Ｂ
可 以说是 磨削模 具 的一 次革命 。陶瓷 结合剂 ＣＢ Ｎ砂轮 的研 发成 功 ，反过 来对 生产 磨床 的
厂家也提 出 了技 术参 数 ，需要 生产适 应 Ｃ Ｎ砂轮 性质 的磨床 。这样磨 床生产 厂商和砂 轮 Ｂ 生产 厂商 共 同开发 的数控 多轴 磨床 ，大 大提 高 了加 工生产 效率 ，降低 了生产成 本 ，使 古
陶瓷cBN砂轮基体材料及截形选择
第20卷第3期 超 硬 材 料 工 程V ol.202008年6月SU P ERHAR D M A T ER IA L EN G IN EERIN GJun.2008陶瓷cBN 砂轮基体材料及截形选择肖乐银,刘志环,蒋燕麟,罗建平(国家特种矿物材料工程技术研究中心,广西桂林 541004)摘 要:陶瓷cBN 高速砂轮一般都采用金属基体材料,为了保证基体强度,改善应力分布,获得安全有效的砂轮定心及安装形式,对其基体材料进行选择和截形优化非常关键。
文章对各种金属材料的物理机械性能进行了对比,确定了适合高速磨削的砂轮基体材料;同时,列举了三种规格的砂轮基体,可以根据需要进行选择。
关键词:陶瓷结合剂;cBN 砂轮;基体;优化中图分类号:T Q 164 文献标识码:A 文章编号:1673-1433(2008)03-0015-04Matrix material of vitrified bond cBN grinding wheel with its best designXIAO Le -y in ,LIU Zhi -huan ,JIANG Yan -lin ,LU O Jian -ping(N ational Sp ecial M ineral M aterials E ngineering Research Center ,Guilin ,Guangx i 541004,China )Abstract :Metal matrix m aterial has usually been applied to vitrified bond cBN hig h-speed g rinding wheel .In o rder to g uar antee the matrix streng th ,im pro ve stress distribution ,and obtain safe with efficient g rinding w heel centering and fixing form ,it is very critical to cho ose the m atrix material and optimize its design.It has compared different mechanical pro perties o f different m etallic materials,and decided the matrix material for high -speed grinding wheel .M eanw hile ,thr ee sizes of g rinding w heel matrix hav e been listed,w hich can be chosen to meet different dem ands.Keywords :v itrified bond;cBN g rinding w heel;matrix ;optimizing1 前言砂轮磨削是一个相当复杂的过程,磨削力是磨削过程中产生的切削力和摩擦力的总和。
磨削加工中的CBN砂轮
首先 ， 我们可 以采用常规 的修型和修 锐方 法进行 Ｃ Ｎ砂轮 的修 型 和 修 锐 。理 论 上 ， Ｂ 陶瓷 结 合 剂 脆 而 易 碎 ， 该 能够 用 常规 修整 方 法修 整 。然 而试 验表 明 ， 应 目 前 的修 整 方 法 不 适 合 于 新 型 的 Ｃ Ｎ砂 轮 。为 了 获 得 Ｂ 最 佳 的修 型 和修 锐 （ 称 修 整 ） 果 ， 们 必 须 确 定 一 合 效 我 整 套 新 型 的工 作 参 数 和条 件 。通 过研 究更 佳 的使用 条 件， 使得 Ｃ Ｎ砂 轮修 整 和机 床 控 制技 术 取 得 了更 大 的 Ｂ 进步。 修整 过程 的精 确 设 定 和 先 进 的适 应 控 制 ， 用 户 使 的 Ｃ Ｎ砂 轮工 作 在最 佳 状 态 。 Ｂ 没有 陶瓷 结 合 剂 ， Ｂ Ｃ Ｎ砂 轮 就 不 可 能 进 入 大 批 量 生 产 使用 。正是 这 种 多孑 的结 合 剂 材料 产生 了必 须 的 Ｌ 小空 隙 ， 保存 冷 却液 并 保证 了 Ｃ Ｎ磨 削黑 色金 属所 需 Ｂ 的修 整 加工 。 ２ Ｃ Ｎ砂轮 的修 整方 法 Ｂ Ｃ Ｎ磨 料 是一 种 昂 贵 的磨 料 ， 轮 制 造 商 必 须 提 Ｂ 砂 供一 种 尽可 能少 地 消 耗 磨 料 的修 整 方法 ， 以便 用 户 在 丢弃 砂 轮之 前 ， 够 尽 可 能 多 地 磨 削工 件 。一 般 情 况 能 下， 只需 去 除几 个 微米 就 可使 Ｃ Ｎ砂 轮重 新 锐 利 。 Ｂ 同时 ， 制造 商必 须 找 到 有 效 的 方 法 使 磨 粒 的 切 削 刃 凸露 出来 ， 们 采 用 奥 地 利 泰 利 莱 公 司 Ｂ ４型 Ｃ Ｎ 我 ６ Ｂ 砂轮 作 为典 型磨 料 进 行 研 究 。 据 介 绍 ， 种 级 别 的砂 这 轮磨 料 合成 缺 陷控 制 在 亚微 米 水平 。泰利 莱 公 司能 够 改变 磨 粒 的破 裂特 性 并 能生 产具 有 良好 控 制破 裂 强 度 的磨 料 。 我们 在 磨 削试 验 中发 现 ， 整 进 给 速 度 和修 整 速 修 度之 比对颗 粒 破裂 特 性 影 响极 大 ， 整 速 比是 指 修 整 修 轮线 速 度 与磨 削线 速 度 之 比。 速 比为 正指 在修 整 接 触 位置 ， 砂轮 与修 整 轮旋 转 方 向相 同 。 在对 Ｂ ４型 陶 瓷 结 合 剂 Ｃ Ｎ砂 轮 进 行 的 一 项 研 ６ Ｂ
如何选择适合磨削使用的CBN立方氮化硼砂轮
CBN砂轮作为整个磨削系统中至关重要的一个要素，其正确合理的选用直接影响了整个加工输出的结果。
由此可见，其选择适用性是比较重要的，下面，本文就给大家分享一些关于选择的时候需要注意的问题，以便大家进行了解。
1、粒度的选择：粒度指磨料颗粒的大小。
一般磨粒用筛选法分类，它的粒度号以筛网上一英寸长度内的孔眼数来表示。
例如60#粒度的磨粒，说明能通过每英寸长有60个孔眼的筛网，而不能通过每英寸70个孔眼的筛网。
120#粒度说明能通过每英寸长有120个孔眼的筛网。
2、粗磨时选用粗粒度砂轮；精磨时选用细粒度砂轮；超精磨削或镜面磨削时，一般使用微粉砂轮。
3、磨料粒度的选择，主要与加工表面粗糙度和生产率有关。
粗磨时，磨削余量大，要求的表面粗糙度值大，应选用较粗的磨粒。
因为磨粒粗、气孔大，磨削深度较大，砂轮不易堵塞和发热。
精磨时，余量较小，要求粗糙度值较低，可选取较细磨粒。
一般来说，磨粒越细，磨削
表面粗糙度越好。
这时大家如还有不清楚的或者是需要购买该类产品的，可咨询郑州中拓磨料磨具有限公司进行详细的了解。
我们是一家从事CBN(立体氮化硼）超硬砂轮和金刚石超硬磨具研究、生产、销售、服务于一体的技术型和生产型制造企业。
为客户解决磨削加工过程中出现的难题。
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本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==cbn砂轮知识篇一：CBN砂轮常识CBN砂轮性能优越的砂轮必须同时具备磨削锋利、自锐性好和耐用度高等特征。
制造和选择砂轮时主要考虑结合剂、磨料、砂轮浓度和磨具硬度。
1结合剂CBN磨具的四种结合剂（树脂、陶瓷、金属、电镀）中，以陶瓷结合剂的CBN磨具发展最快。
世界范围内，陶瓷CBN磨具的比例已由20世纪80年代的4%上升到现在50%以上，增速迅猛。
由于陶瓷CBN磨具具有磨削效率高、形状保持性好、耐用度高、易于修整、磨料利用率高（为75%以上，其余类型结合剂为5060%砂轮使用寿命长等优势，因而成为高效、高精度磨削的首选磨具。
目前，用于凸轮轴磨削的CBN砂轮全部采用陶瓷结合剂。
2磨料选择磨削加工中，磨料是磨具中的主体，其性能好坏直接影响磨削效果。
CBN磨料与刚玉磨料相比，具有更高的硬度和强度，因而切削锋利且耐磨。
凸轮轴加工这样高强度的磨削情况下，使用CBN磨料是最佳选择。
不同牌号的CBN磨料，因制造工艺的不同，其晶体形态、颗粒形状也各不相同，各自具有不同的强度、热稳定性、耐化学侵蚀性和破碎特性。
应根据结合剂的种类、磨削工件和磨削方式的不同，选择不同牌号的磨料。
需要指出的CBN磨料在高温下易与水和碱性氧化物发生化学反应而使其结构受到破坏，这是选择磨削液的种类、压力和流量时必须考虑的因素。
3浓度砂轮浓度的高低表示在磨削时砂轮工作面单位面积上参加磨削的磨粒数的多少，高浓度可带来高的磨削比，200%浓度比100%浓度砂轮寿命长45倍。
目前，高速、高效磨削均采用较高的砂轮浓度，如进口磨凸轮轴磨床配套的陶瓷CBN砂轮浓度一般均为200%4硬度磨具的硬度等级表示结合剂对磨料把持力的大小，制造商工艺控制的重要指标，也是用户选择磨具性能的主要参数。
砂轮硬度均匀和稳定及硬度高低的合理选择是保证磨削质量的重要前提。
用于高性能磨削的CBN砂轮
用于高性能磨削的CBN砂轮1前言在高性能磨削或高效深磨中，由于采纳极高的砂轮线速度（100m/s～250m/s左右）进行深磨（切深5mm～20mm），工件进给速度也相当高，因而无论对机床和砂轮都提出了很高的要求。
对于砂轮来说，必需具有很高的抗碎裂强度、很好的形状精度保持性以及尽可能高的耐用度，以削减转动时离心力的影响和缩短更换砂轮所需的时间。
传统的陶瓷和树脂结合剂砂轮已不能充足高性能磨削的需要，必需采纳新型的砂轮以适应高速和大切深。
目前国内外在金属材料的高性能磨削中重要采纳单层电镀CBN砂轮，另外为了解决单层电镀砂轮容屑空间比较小的问题，还开发出了一种金属单层CBN砂轮。
以下简要讨论一下高性能磨削砂轮的基本特征和两种不同结合剂形式砂轮的性能特点。
2高性能磨削砂轮的基特征本高性能磨削的效果与砂轮的合理设计和使用紧密相关，而用于高性能磨削的砂轮与一般砂轮有很大区分。
在正确的使用条件下，高性能磨削时砂轮的磨损特别小，即使在高效深磨的条件下，磨削比也可达到20000甚至更高，而且这种现象随砂轮速度的提高表现得愈加明显，而速度的提高对砂轮强度提出了极高要求。
高强度和半永久性是高性能磨削砂轮两个基本特征。
高性能砂轮设计应遵从三个原则：（1）安全性好；（2）加工精度高；（3）良好的磨削性能。
其中安全性是最重要的。
高性能砂轮的安全性很大程度上倚靠于基体强度，对磨料层强度、基体与磨料层结合强度也有很高要求。
由于磨料层厚度相对很小，砂轮的安全设计重要是基体综合设计，这也是与一般砂轮设计的紧要区分。
依据有关原则（最大切向应力、疲乏强度、砂轮全塑性变形）可以确定砂轮的临界失效转速。
另外还要考虑砂轮直径与主轴转速的合理匹配，对基体截型应考虑多种因素进行优化设计。
高性能磨削中极高的砂轮线速度和很高的工件进给速度相结合，有可能导致磨削系统振动，因而要求砂轮应具有肯定的阻尼减振特性，一般可通过在砂轮和主轴之间加入阻尼垫或采纳阻尼特性好的高分子或复合材料制作砂轮盘。
cbn砂轮适合磨什么材质
立方氮化硼（CBN）砂轮其磨粒韧性、硬度、耐用度是刚玉类砂轮的100倍，适于加工硬度高、粘性大、高温强度高、热传导率低的难磨钢材及高速或超高速磨削。
其应用范围与人造金刚石起着互相补充的作用。
金刚石砂轮在磨削硬质合金和非金属材料时，具有独特的效果，但在磨削钢料时，尤其是磨削特种钢时，效果不显著。
立方氮化硼砂轮磨削钢件的效率比刚玉类砂轮要高近百倍，比金刚石砂轮高五倍，但磨削脆性材料不及金刚石。
如果经济条件允许的话，用户可以以CBN砂轮来代替普通砂轮磨硬质钢，尤其是磨高速工具钢。
因为在深磨高速工具钢时，普通砂轮的磨损较快，以及对材料结构造成有害的热效应，使切削性能受到限制。
该砂轮的主要优点是其寿命极长及可“冷磨削”。
因此，与金刚石或碳化硅砂轮相比，本品提供了更为经济的效果。
这时有购买需求的采购商，可以咨询郑州中拓磨料磨具有限公司进行详细的了解。
我们是一家从事CBN(立体氮化硼）超硬砂轮和金刚石超硬磨具研究、生产、销售、服务于一体的技术型和生产型制造企业。
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金刚石、CBN无心磨砂轮简介
磨凸轮轴、曲轴砂轮
磨制冷配件砂轮
顾客至上
锐意进取
二、金刚石、CBN无心磨简介
顾客至上
锐意进取
二、金刚石、CBN无心磨介绍
金刚石、CBN无心磨砂轮可应用于各种棒材、管材、圈套的外圆加工。 包括硬质合金棒材、高速钢棒、钨钢棒、陶瓷棒(管)、磁性材料棒、轴承 套圈外圆、轴承滚柱(滚针)外圆等。如下图：
顾客至上
锐意进取
一、金刚石、CBN磨料简介
由于天然金刚石在自然界中储量极少，通常在工业上采用高温高压
技术来合成制备金刚石，这为金刚石砂轮的普及奠定了基础。 目前金刚石砂轮的主要应用领域有：硬质合金、热喷涂、宝石、陶 瓷、磁性材料、玻璃等。
磨硬质合金刀具
磨热喷涂、磁材
宝石抛光
磨陶瓷材料
顾客至上
锐意进取
一、金刚石、CBN磨料简介
金刚石是碳的同素异形体，与铁族元素具有较好的亲和力，所以金
刚石砂轮不适宜加工钢件。 由此，人类合成的另一种材料CBN(立方氮化硼)，硬度仅次于金刚石， 是目前加工高硬度淬火钢的首选磨料。目前 CBN 砂轮在替代刚玉系砂轮、 SG 砂轮上潜力巨大。 CBN 砂轮的应用行业主要有：凸轮轴曲轴、工量具 （丝锥、卡尺等）、高速钢、制冷配件等。
题。由于金刚石、CBN砂轮的硬度非常高，所以同样高硬度的金刚石笔
或金刚石修整滚轮不适宜对其修整。
顾客至上
锐意进取
四、金刚石、CBN无心磨的修整
通常情况下，金刚石、CBN无心磨砂轮一般有两种修整方式：
1、专用修整器
某些机床上配套有专门修整金刚石、CBN无心磨砂轮的修整器，其上 安装有高速旋转的GC砂轮，以实现对无心磨的修整；
顾客至上
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CBN砂轮的选择和实际范例
作者:KREBS & RIEDEL Schleifscheibenfabrik GmbH & Co KG 中总代理雷伟坚先生
1 引言
磨削加工类最古老加工手段之一，随着工业的发展，特别是硬金属的加工，它是不可缺少的加工手段。
在上世纪八十年代，发达的西方国家CN机床和机床加工中心高速发展，高速主轴和硬质刀具的应用，磨床加工与其相比也就显得加工成本昂贵了。
但是随着磨削技术的发展，磨具也进一步得到改进。
通过创新可供使用的磨料质量、改进组织结构以及采用新结合剂系统使磨具从根本上提高生产效率。
超硬材料CBN发明，作为磨料用于砂轮的制造，不但能有效率的加工较硬的钢材(HRc 45-65)，并使砂轮的耐用度成倍的提高。
特别是以德国Krebs & Riedel公司（珂萡石•雷德乐）为代表的，在上世纪八十年代中期，研发出的陶瓷结合剂的CBN砂轮，尤其是在修正修锐上的技术突破，可以说它是磨削模具的一次革命。
陶瓷结合剂的CBN砂轮的研发成功，反过来对生产磨床的厂家提出了技术数，生产适应CBN 砂轮性质的磨床。
样磨床生产厂商和砂轮生产厂商共同开发的数控多轴磨床，大大的提高了加工生产效率和降低了生产成本，使这古老加工工艺又发挥了新的光彩。
2 CBN砂轮的分类
CBN磨料制作的砂轮，根据不同的加工工艺和所用不同成分的结合剂可分以下四种。
它们的性质和用途（指的机械加工用途）也有所不同。
（1）电镀CBN/金刚石砂轮
砂轮的生产工艺简单，生产成本低。
成型简单但是只有一层镀层，不能修正，在加工过程中，较难知道，何时磨层受损。
适用于小批量的机械加工和几何图形复杂成型磨加工用和作为修正滚轮用。
（2）烧结式CBN/金刚石砂轮
硬度大和密度高，加工成高精度的修正滚轮，成本高。
主要用于作砂轮的修正滚轮和大批量的超硬材料的加工。
（3）树脂CBN/金刚石砂轮
砂轮的生产工艺简单，生产成本低。
成型简单但是不好修正整型。
用于多型状小批量的加工。
如工具磨和刀具的加工，和玻璃的加工。
(4) 陶瓷结合剂的CBN/金刚石砂轮
加工工艺和结合剂的配方被少数外国厂家掌握，如刚进入中国市场的德国Krebs & Riedel 公司，世界最大的磨料模具集团圣戈班手下的WINTER公司，奥地利的TYROLIT公司，德国的Wendt公司和瑞士的WINTERTHUR。
国产的陶瓷结合剂的CBN/金刚石砂轮近期也有所突破。
陶瓷结合剂的CBN/金刚石砂轮具有磨削力强，高速加工不烧伤工件，可修正和并且耐用等优点，是目前最理想的高速，高效和高精度的磨削工具。
用以下工作的实例作为范例，与同行同事共同讨论砂轮的应用。
3应用实例
4采用CBN砂轮磨削轿车凸轮轴
在Hauser磨床上进行坐标磨削
采用CBN砂轮进行强力切槽磨削
任务：给定的调节参数下提高
耐用度
描述：用户在使用比较中指出
CBN砂轮耐用时间太短。
技术数据：
工件： R4柴油发动机轿车凸轮轴，材质为灰铸铁，加工余量约0.25mm 磨床：Fortuna FNH2 D350
冷却液：矿物油组分乳浊液
砂轮：KREBS&RIEDEL
CBN砂轮两件一组，
250×19×127mm
特性：4B 126/9 X13VP6340-150
修整器：金刚石辊
参数：
砂轮速度Vc：60m/s
最大横向进给ae：0.05mm
最大相应单位时间切削量Qw’：10mm3/mm*s
循环次数ia：13＋1周期
接触时间/凸轮tkn：15s
结论：
修整间隔为加工300个轴
表面粗糙度均衡的保持在3.5－4.5µm之间
耐用度比竞争产品高3倍
接到期订购合同单
任务：提高每单位时间切削加工量
描述：在较小的切削压力下，来提高金属磨削量。
技术数据：
工件：切削罩128x100x49mm
磨床：Hauser S35 CNC
冷却液：喷枪切割油
砂轮：KREBS&RIEDEL
形式1A8W 硬质合金把柄10x10x6mm
特性：4B 151X26V8118-150
修整器：旋转叶片式修整器MK0
参数：
砂轮速度vc：30m/s
进给速度 Vw：120mm/min
横向进给ae：0.1mm
结论：
节省时间20％, 工件质量保持不变
任务：给定的调节参数下优化砂轮
磨损性能
描述：目前与所有竞争产品进行比较试验。
耐用度为每套砂轮组加工约17000个零件。
技术数据：
工件： HSS1.3343, 64Hrc开槽削，圆形零件加工4个槽每个90º槽：b=8.75mm；t=6.5mm；
l=28mm以分度头夹紧。
磨床：Blohm Profimat
CNC-专用磨床
冷却液：矿物油组分浓缩乳浊液；通过优化的冷却液喷嘴供给（pe 10bar，Q200 l/min）
砂轮：KREBS&RIEDEL
CBN砂轮两件一组，
形式14A1 400x15x127mm
X=5mm，U=8.75mm
特性：4B 126/3X22VP7336-125
修整器：电镀涂层金刚石型辊，半径5mm
参数：
砂轮速度vc：80m/s
进给速度 Vw：200mm/min
横向进给ae：6.5mm
最大相应单位时间切削量Qw’：22mm3/mm*s
结论：
提高耐用度>100％
用户评价最好的砂轮
接到长期订购合同单
由此看见，对于耗材产品一定要用性价比而不能只看价格。
作为大批量，质量稳定的生产，不可忽略的参数――时间：即效率的提高和废品率降低，所带来的经济效益。
由此说明其磨削生产的成本低。
4 结论
在发达的工业国家，对于大批量，高精度的磨削加工，其加工件硬度HRc大于45，基本上都用陶瓷CBN砂轮磨削。
它被广泛的用在汽车的主要零件上如凸轮轴，曲轴，变速箱的齿轮轴和齿轮，轴承和刹车片。
用在机床的精密加工件如导轨，丝杠和电机轴的磨削。
印刷机零件的磨削，使其精度达到尺寸的0,3-0,5微米。
CBN陶瓷砂轮用于轧钢辊轮的磨削加工和在航空，航天和军工等领域的应用就不一一点说了，如果要探讨这方面的应用经练，请来电子邮件: lei.weijian@。
由于CBN陶瓷砂轮的生产周期较长，所以用者一定要有计划定购。
好的生产厂商是根据用户的生产工艺和工件的技术参数来配制砂轮。
磨料的选择，磨粒的大小，组织的松紧，砂
轮的硬软和形状这些生产砂轮的参数不仅要根据工件的技术参数还要考虑磨床的技术参数，所以对买卖双方来说应用CBN工艺是个技术含量较高的技术，要通过专业渠道购买，才能购到适合的砂轮，提高生产效率，降低生产成本。