成形砂轮修整技术研究现状
砂轮修整技术的研究及运用
砂轮修整技术的研究及运用摘要：砂轮修整器的修整质量是影响无心磨床加工精度的一个主要因素，本文针对当前无心磨床的砂轮修整问题，详细例举了四种修整方法，并进行了对比分析，分别概述了其优缺点及运用条件。
关键词：砂轮修整；单点修整；金刚滚轮成形修整随着机床行业不断发展，砂轮修整方式呈现出多元化趋势。
无锡机床股份有限公司作为国内同行业中的主导企业，多年来一直从事无心磨削成形与修整的研究。
砂轮修整是无心磨床的关键点之一，选择合适的修整方式，对机床加工精度起着重要作用。
砂轮修整与成形状态，不仅能决定最终成品的精度，而且对机床性能有着重大影响。
本文就结合我司几个磨削实例，介绍无心磨床砂轮成形的几种修整方法。
1.仿形板修整仿形板靠模修整技术，可以分为整体仿形板和拼接式仿形板修整两种。
型面较为简易的阶梯轴类工件,只要被磨削轴径的砂轮端面处相邻两轴径过渡区斜率不大于tg45°的工件，运用整体仿形板的仿形修整技术就能满足磨削要求。
如图1所示：图1图中:D为工件大轴径、d（d1、d2）为工件小轴径h（h1、h2）为相邻两轴径的半径差b（b1、b2）为相邻两轴径的沉割槽宽取砂轮磨削面超越工件被磨削表面的距离为0.5mm,则在仿形板爬坡角为45°情况下，沉割槽的最小宽度应为b=h+1。
但如若需要加工型面较为复杂且各型面之间轴径差较小的零件，整体仿形板技术工艺难度大，制造成本高。
仿形板形面精度难以保证，容易产生仿行运动误差，并将其反馈至砂轮形面，最终将误差体现于工件，影响磨削精度。
为了弥补这一缺陷，我们可将仿形板做成分段拼接式，各段的高低位置分别可以调整，并采用整体预调好后安装到修整器上。
我司为纺织机械行业提供的纺织锭杆专用无心磨床M11150/1便采用了此结构。
作为类似零件的典型代表，纺织锭杆特点较为显见，工件型面复杂，台阶多且相邻台阶差小，如果使用整体仿形板，得不到很好的工艺性能；而采用拼接式仿形板座，加工性能良好，人员操作简单快捷。
砂轮的磨损与修整
04 砂轮磨损与修整的应用案 例
案例一：磨削加工中的砂轮磨损与修整
磨削加工是利用砂轮的高速旋转， 通过磨粒的切削、刻划和划擦作 用，对工件表面进行加工的一种
工艺方法。
在磨削加工过程中，砂轮会因为 磨粒的磨损而逐渐变钝，导致加 工效率降低和工件表面质量下降。
为了保持砂轮的锋利度和磨削效 率，需要定期对砂轮进行修整， 去除钝化磨粒，使新磨粒突出，
通过使用化学溶液对砂轮 表面进行腐蚀，以达到修 整的目的。
砂轮修整的工具与设备
01
02
03
04
金刚石笔
用于修整砂轮的外圆和内圆， 具有精度高、寿命长的特点。
磨床
用于修整砂轮的平面和斜面， 具有高精度和高效率的特点。
磨石
用于修整砂轮的表面，具有磨 削效率高、使用寿命长的特点
。
抛光轮
用于修整砂轮的表面，具有抛 光效果好、使用方便的特点。
砂轮的磨损与修整
contents
目录
• 砂轮磨损概述 • 砂轮磨损的检测与评估 • 砂轮修整技术 • 砂轮磨损与修整的应用案例 • 结论与展望
01 砂轮磨损概述
砂轮磨损的定义
01
砂轮磨损是指砂轮在使用过程中 ，由于与工件之间的摩擦和切削 作用，导致其表面逐渐损耗的现 象。
02
砂轮磨损通常表现为砂轮表面的 磨粒变钝、脱落或出现裂纹等。
恢复砂轮的切削能力。
案例二：抛光处理中的砂轮磨损与修整
抛光处理是利用抛光轮的高速旋转，通过磨粒的切削、刻划和划擦作用，对工件表 面进行光整加工的一种工艺方法。
在抛光处理过程中，砂轮会因为磨粒的磨损而逐渐变钝，导致工件表面质量下降。
为了保持砂轮的锋利度和抛光效率，需要定期对砂轮进行修整，去除钝化磨粒，使 新磨粒突出，恢复砂轮的切削能力。
成形磨削中砂轮修整精度的研究
削 的工 件 轮 廓精 度 主要 取 决 于 被修 整 砂
轮 的轮廓精度如何 （ 在此不考 虑砂轮轴线 和 工 件 回 转 轴 线 在 安 装 高 度 方 向 的 偏 差 ） ，一 般采 用带有 金 刚石 笔 的修整器 摆
动或 沿靠模移动修 整砂轮 ，笔尖 相对砂轮 的位置决定 砂轮 的轮廓精度 ，但是要精 确 调 整金 刚石 笔 尖 的指 向相 对 砂轮 轴 心
维普资讯
机 械产 品与科 技
２０ ０ ２年第 ３期
。研究与设计 。
成形 磨 削 中砂轮 修整 精 度 的研 究
装备分公司 姚 斌
摘要
技术部
王建 军
党为 民
成 形 磨 削一 般 采 用 金 刚 石 笔 来修 整 所 需 要 的 砂 轮 形 状 ，金 刚 石 笔
机械 产 品与科技
２０ ０ ２年第 ３期
于仓库 、码头 、货 场 、车站 中的短距离转
运 作业 。 （ 变 型能力强 ， ２） 只要对基本 型的油 缸 、车体 进行改 动 ，就 可派 生出从 ０ — ． ５ ３ 的系列产 品 ， 可变型为 大高度起重车 ｔ 也
辆及货叉 超长 、超宽 ，车体超低等产 品 ，
和砂 轮轴 心线 不 等高 引 起 的砂 轮 廓 形 误
差 ｌ ： 为
ｌ ’（ ＝， Ｘ）一，（ Ｘ）
Ａ２＝４ ”一Ｘ √ 一Ｘ Ｒ 一 尺
针 对第二种 情况 的廓形误差 ３ ： 为
３ ＝ｈ （ Ｘ） 一ｈ （ ± ）
在 机床上 是一个定值 ，由上式计算 可知 ，当砂 轮半径 ｒ被修得越小 ，轮廓误 ｆ 差 就越 大 ，被 加工 的工 件轮廓 度误差
式中
ｈ （ —— 砂轮 轮廓母 线沿砂 轮 Ｘ）
砂轮修整技术的发展
磨削属于精 密 加 工 方 法 之 一,由 于 具 有 磨 粒 硬 度 高 、切 削 速 度 高 、加 工 精 度 高 、加 工 能 力 强 等 优 点 ,可 以 获得高的加工精 度 和 低 的 表 面 粗 糙 度,特 别 适 合 于 加 工高硬度、高强 度 的 材 料。磨 削 过 程 中 砂 轮 表 面 的 几 何形状和表面磨 粒 切 削 刃 分 布、裸 露 情 况 是 决 定 砂 轮 磨削性能、精度和 工 件 表 面 质 量 的 重 要 因 素 和 前 提 条 件,只有通过对砂 轮 的 修 整 才 能 使 砂 轮 具 有 精 确 的 形 状、合 适 的 表 面 磨 刃 状 态,以 实 现 所 希 望 的 磨 削 结 果。 在 磨 削 过 程 中 ,砂 轮 磨 粒 的 磨 损 、脱 落 使 砂 轮 工 作 形 面 发生不均匀磨损失去了原来正确的几何形状。同时随 磨削 进 程,砂 轮 工 作 表 面 发 生 磨 钝、堵 塞 等 现 象,造 成 砂轮 钝 化、磨 削 性 能 下 降,也 须 对 砂 轮 进 行 定 期 修 整, 恢复砂轮工作形 面 上 的 正 确 几 何 形 状,表 面 形 成 新 的 锋利磨粒切削刃 和 新 的 容 屑 空 间,恢 复 砂 轮 的 磨 削 性 能。所以修整技术是磨削加工技术的重要环节之一。
2 修整方法及应用
2.1 单点金刚石笔修整法 金刚石修整笔 修 整 砂 轮 属 于 单 点 修 整,修 整 过 程
是模仿车床上车刀车削工件外圆表面的运动。金刚石 修整笔的修整部 分 被 刃 磨 成 一 定 的 形 状,以 一 定 的 修 整吃刀深度切入 砂 轮,并 沿 砂 轮 轴 向 以 一 定 的 修 整 导 程作均匀的低速进给运动。通过调节金刚石笔的进给 运动的速度可以 修 整 出 不 同 的 粗 糙 度 的 砂 轮 表 面,通 过调整修整轨迹可以修整出需要的砂轮形面。
砂轮修整技术综述
砂轮修整技术综述作者：朱羽辰来源：《山东工业技术》2016年第09期摘要：本文对砂轮修整技术领域的技术发展进行了梳理，描述了砂轮修整技术由手工到设备、由通用到专用的技术演进路线，对我国国内砂轮修整技术的发展进行了思考和展望。
关键词：砂轮；修整；技术DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.09.0501 砂轮修整技术的国外发展1.1 砂轮修整设备初态砂轮修整是在砂轮工作一段时间后对砂轮外形、粗糙度进行的改善，使其适于继续工作的工艺技术。
1906年4月23日法国人申请的专利，图1所示，显示砂轮修整器具的最初形态均为棒状，端部为金刚石打磨头，由工人手工控制方向及力度对砂轮进行修整[1]，此后主要改进方向在于端部将金刚石嵌入等。
1.2 砂轮修整设备发展由于不满足于手持修整器带来的不便，开始为棒状的修整器设计底座。
1919年5月3日的美国专利，图2所示，该设备使得金刚石磨头位置可以进行横向或旋转调节使磨头可产生不同的偏心角度[2]；1933年5月8日，美国申请将金刚石磨头的方向调整装置作了一定改进，使其体积减小，更加轻巧[3]。
1939年4月10日，美国申请给出了一种可同时修整砂轮侧面及圆周面的修整装置，使得修整装置更加多功能化[4]；此后，英国申请给出了一种修整砂轮角度的修整装置，这使得砂轮的修整不再局限于其表面粗糙度的修整，更随着砂轮形状的多样化变得更具有专一性[5]。
在砂轮修整器具专一化的同时，集成化也在悄悄进行，英国的申请将砂轮修磨装置设计成了可修磨不同种类不同样式砂轮的装置。
1.3 砂轮修整设备成熟多功能的砂轮修整装置不断改进，1969年6月27日，英国申请给出了一种砂轮修整器，图3所示，其发展已相当成熟，且一直被沿用至今[5]。
随着带角度的砂轮的使用不断增长，角度砂轮修磨装置也在不断改进，1984年5月15日，美国申请给出了一种角度砂轮修磨装置，图4所示，可以认为，它已经是今天所使用的砂轮角度修磨器的最初成熟状态[6]。
中国砂轮片行业市场现状及产量分析
中国砂轮片行业市场现状及产量分析砂轮片是磨削加工中最主要的一类磨具。
砂轮片是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。
由于磨料、结合剂及制造工艺不同，砂轮片的特性差别很大，因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。
砂轮片的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。
按形状可分为平形砂轮、斜边砂轮、筒形砂轮、杯形砂轮、碟形砂轮等；按结合剂可分为陶瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮、金属砂轮等。
砂轮的特性参数主要有磨料、粘度、硬度、结合剂、形状、尺寸等。
砂轮是磨料磨具行业的重要部分，磨料模具行业在机械生产中的地位越来越重，砂轮有着不可或缺的作用。
随着科学技术的发展，新型材料不断增长，机械加工向高质量、高精度、高效率、自动化方向的不断发展，陶瓷结合剂金刚石砂轮的应用范围越来越广，用量不断增加。
陶瓷结合剂金刚石砂轮有高强度，耐热性能好，切削锋利，磨削效率高，磨削过程中不易发热和堵塞，热膨胀量小，易控制加工精度。
同树脂结合剂金刚石砂轮相比，它解决了树脂金刚石砂轮的低寿命，磨削效率低，磨具本身在磨削过程中易变形的问题。
我国的砂轮片行业起步较晚、发展历史较短，行业整体实力尚显不足。
主要表现在以下几个方面：行业内大型企业数量较少，产业集中度偏低；大部分企业自主研发能力、产品创新能力偏弱，产品同质化现象明显；资金实力不足，生产技术、设备、工艺的改造和升级速度偏慢，造成产品结构较为单一，不能很好与实际的市场需求相匹配。
近年来，我国砂轮片市场对高品质、高性能的中高端砂轮片的市场需求十分旺盛。
但目前国内仅有少数几家行业龙头企业具备相应产品的供货能力，产品供不应求。
在良好的市场环境下，行业整体实力的不足限制了国产产品市场份额及市场竞争力的进一步提升。
据博思数据发布的《2016-2022年中国砂轮片行业现状分析及投资建议研究报告》，目前，河北、浙江、广东、河南等省份是固结磨具产品的生产大省。
CBN砂轮的修整方法及其应用
CBN砂轮的修整方法及其应用1 引言CBN砂轮以其优良的磨削性能和磨削表面质量在高速、超高速磨削、难加工材料的高性能磨削、高效成型磨削等加工领域获得了广泛应用。
在磨削过程中，由于磨削力和磨削区域高温、粘附等作用，砂轮工作表面的磨粒会逐渐钝化；同时，砂轮工作表面的磨粒会因不均匀磨损而失去正确的原始几何形状；此外，由于高速磨削的磨屑非常细小，很容易堵塞砂轮工作表面空隙。
为使CBN砂轮始终保持良好的磨削状态，在磨削过程中必须对砂轮进行修整。
CBN砂轮的整形、修锐技术是CBN砂轮应用领域一个相当重要的研究课题。
CBN砂轮的修整可分为整形和修锐两个步骤。
整形是通过改变砂轮的宏观形状，使砂轮达到要求的几何形状和尺寸精度，并使磨粒尖端微细破碎形成锋利的磨刃；修锐则是通过去除砂轮磨粒间的结合剂，使磨粒凸出结合剂表面，形成必要的容屑空间，使砂轮具有最佳磨削能力。
根据具体情况，整形和修锐可统一进行或同时完成，也可分步进行。
2 CBN砂轮的整形方法CBN砂轮的整形方法较多，常用的有车削整形法、滚压整形法、磨削整形法、电加工整形法等，近年来又出现了激光整形法。
1.车削整形法车削法是采用单颗粒金刚石笔、粉末冶金金刚石笔或金刚石修整片等整形工具车削砂轮，以达到整形目的。
1.单颗粒金刚石笔整形单颗粒金刚石笔具有极高硬度和良好的耐磨性，因此常用于陶瓷结合剂或树脂结合剂CBN砂轮的修整。
金刚石笔的尖端由于受到热和力的集中连续作用，磨损剧烈，因此修整时应通过合理供给冷却液进行充分冷却。
采用单颗粒金刚石笔修整陶瓷结合剂CBN砂轮后，砂轮表面状态不易达到磨削加工要求，容屑空间较小，切削刃较宽，磨削刃不锋利，若直接用于磨削，初期磨削力和磨削温度均较大，容易出现磨削烧伤和振纹，因此必须用油石对修整后的砂轮表面进行合理修锐。
2.金刚石片状修整器整形采用粉末冶金方法将小粒度金刚石颗粒固结在硬质合金基体上，制成片状修整器。
用金刚石片状修整器修整CBN砂轮的优点是费用较低，且片状修整器磨损后性能变化不大，整形时可以采用较大的修整进给量而不会增大修整后砂轮的表面粗糙度。
数控成形磨齿机砂轮修整技术
数控成形磨齿机砂轮修整技术数控成形砂轮磨齿机广泛应用于航空航天、船舶、风电、核电、军工等重型机械传动行业精密齿轮磨削，尤其适合大模数、少齿数齿轮精密磨削。
成形砂轮磨齿机磨削齿轮是将砂轮截形修整成与齿轮齿槽相适应的形状，通过往复磨削获得精确齿廓。
数控成形砂轮磨齿机的最大优势在于数控砂轮修整器，配备相应的软件后可以磨制各种齿形修缘、齿根圆角过渡曲线、鼓形齿、各种特殊齿形、摆线齿、圆弧齿和花键等。
数控成形砂轮磨齿机采用成形法磨削，砂轮截形精度是关键，这取决于截形计算精度及砂轮修整精度。
国内外磨齿机制造商对成形砂轮修整技术进行了深入研究，开发了不同的砂轮修整装置，以此保证砂轮的修整精度，提高齿轮磨削精度。
本文介绍了数控成形砂轮磨齿机砂轮修整技术方面的进展和现有的数控砂轮修整装置及修整技术，并对如何获得高的廓形精度进行了讨论。
1 数控成形砂轮磨齿机砂轮修整方法对成形砂轮的修整主要有金刚笔和金刚滚轮两种形式，金刚笔修整结构简单、成本低，理论上可以获得更高的修整精度。
由于金刚笔磨损严重、寿命短、磨损量难以估测，无法精确补偿，导致砂轮廓形精度一致性差，对于大型齿轮的磨削加工影响较大，逐渐被金刚滚轮修整所取代。
金刚滚轮刚性高、修整量大、效率高，采用轨迹包络方法，更加适合修整复杂的成形表面。
金刚石滚轮修整砂轮的方法分为切入式滚轮修整和摆动式滚轮修整。
成形磨齿原理见图1。
图1 成形磨齿原理图2 切入式修整原理(1) 切入式滚轮修整采用切入式滚轮修整时，金刚石滚轮在修整电机驱动下高速旋转，沿砂轮径向做切入运动，为了修整成形表面，金刚滚轮和砂轮沿轴向相对运动。
如图2所示，修整成形砂轮时，修整滚轮和砂轮以一定的线速比绕自身回转中心回转。
砂轮沿自身轴线（Y轴）方向往复运动，修整滚轮沿自身径向（W轴）方向，以一定的比例关系跟随砂轮轴向运动。
Y轴和W轴插补走圆弧或直线，金刚滚轮R圆弧圆心走砂轮廓形等距线（见图3）。
利用滚轮和砂轮的接触点包络出砂轮截形。
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３
现去除。在重复放电过 的智能化修整。模糊数学、神经网络、数据库、以范例和模
程中，放电凹坑相互重 型为基础的决策系统、专家系统等理论与技术的发展及
叠，逐渐将砂轮修整到 图 ７ 电火花修整砂轮原理图 所需形状。在电火花整
１．成形砂轮 ２．脉冲电源 ３．电极
形过程中，由于砂轮与
其在制造业中的成功运用，为成形砂轮修整技术的智能 化提供了可靠的技术基础。
Ｆ ｏ ｒｕ ｍ ｏ ｎ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉａ ｌ Ｔｏ ｐ ｉｃ 专题论坛
成形砂轮修整技术研究现状
李继贤， 张飞虎 （ 哈尔滨工业大学，哈尔滨 １５０００１）
摘 要：介绍了修整成形砂轮常用的金刚石笔修整、金刚石滚轮修整、Ｇ Ｃ 杯形砂轮修整、点挤压修整、电加工修整方法
的整形原理和特点。并分析了目前成形砂轮修整中存在的问题及发展趋势。
越大，修整效率越高，但金刚石砂轮表面越粗糙。无论修
整密实型结合剂金刚石砂轮，还是修整疏松型结合剂金
刚石砂轮，都能取得良好的效果。尤其是对金属结合剂砂
轮的修锐效果，是普通修锐法无法比拟的 ［２］。
如图（２ ｂ）所示，杯形砂轮沿一定的轴线作摆动，控制
Ｏ
ＣＢＮ
（ ａ）
（ ｂ）
图 ２ ＧＣ 杯形砂轮修整装置简图
中，金属结合剂砂轮与 用声信号来判断砂轮的工况，对砂轮修整质量进行评价，
１
工 具 电 极 间 产 生 的 电 应用计算机对修整过程进行控制，开发检测、处理、质量
２
火 花 放 电 脉 冲 在 砂 轮 评价、控制一体化的修整系统；
表面形成放电凹坑，实
（ ３）应用自适应控制技术和专家系统技术，实现砂轮
＋－
１９ 机械工程师 ２００６ 年第 １０ 期
专题论坛 Ｆ ｏ ｒｕ ｍ ｏ ｎ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉａ ｌ Ｔｏ ｐ ｉｃ
回转中心的位置，并控制回转运动与其同步，按照直线包
络的原理，即可修整出任意凸型廓形。杯形砂轮的修整效
果取决于杯形砂轮的硬度和粒度、修整用量、磨削液流量
以及修整次数等条件。使用该装置对陶瓷结合剂 ＣＢＮ 圆
（ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｈａｒｂｉｎ １５０００１， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｍａｎｙ ｄｒｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍｉｎｇ ｗｈｅｅｌ ｄｒｅｓｓｉｎｇ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ， ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ， ｄｉａｍｏｎｄ ｐｏｉｎｔ ｄｒｅｓｓｉｎｇ， ｄｉａｍｏｎｄ ｒｏｌｌｅｒ ｄｒｅｓｓｉｎｇ， ＧＣ － ｃｕｐ ｗｈｅｅｌ ｄｒｅｓｓｉｎｇ， ｐｏｉｎｔ － ｐｒｅｓｓ ｄｒｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｄｒｅｓｓｉｎｇ． Ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｒｍｉｎｇ ｗｈｅｅｌ ｄｒｅｓｓｉｎｇ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｆｏｒｍｉｎｇ ｗｈｅｅｌ； ｄｒｅｓｓｉｎｇ； ｇｒｉｎｄｉｎｇ
弧砂轮进行修整，试验表明：修整器返向时的间歇越短、
进给量越小，形状误差越小；修整后的 ＣＢＮ 砂轮磨削初
期磨削力较小，使用寿命长［３］。
１．３ 挤压修整法
如图 ３ 所示，修整时修整器和砂轮之间没有相对速
挤压滚轮
挤压
点挤压
挤压滚轮
Ｐ
Ｐ
Ａ Ｐｖ
Ｎ ｘ
度，修整器的转动 依赖于砂轮。砂轮 的形状由成形修 整器的运动轨迹
滑，但砂轮的磨削性
能差，形状及尺寸精
度较低，适用于各种
型号和规格的氧化
铝、碳化硅砂轮的整 形修整。
图 １ 金刚石笔修整
１．２ ＧＣ 杯形砂轮修整法
杯形砂轮修整装置如图（２ ａ）所示，用 ＳｉＣ 砂轮对金
刚石砂轮进行修整，修整过程中从杯形砂轮上脱落下来
的磨粒对金刚石磨粒和结合剂桥的冲击以及研磨作用产
生修整效果。在整形的同时也进行修锐。脱落下来的磨粒
ｙ
产生。挤压轮进给
ｘ
直到与砂轮接触，
可修整砂轮
通过挤压使结合
图 ３ 挤压成形修整示意图
剂破裂、脱落，形 成容屑空间，并使
磨粒表面崩碎形成微刃。
在金刚石砂轮的成形修整中采用挤压技术，常用钢
质或硬质合金的挤压轮。对于每一种形状都要求用一个
与其对应的挤压滚轮。采用这种修整方法时，成形工具往
往遭受很大的磨损。同时，接触面积大导致切削力大、切
有特殊的要求：砂轮结合剂应具有良好的导电性和电解
２０ 机械工程师 ２００６ 年第 １０ 期
Ｆ ｏ ｒｕ ｍ ｏ ｎ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉａ ｌ Ｔｏ ｐ ｉｃ 专题论坛
性能；结合剂元素的氧化物和氢氧化物不导电。而且，需 配备专用的电源、电极和电解液，装置较贵且有一定的特
要专门的修整电极、电源和电解液，成本相对较高，常用 殊要求。
（ ４）开发远程控制系统。应用网络技术对修整过程进
工具电极不接触，砂轮不受接触力作用，从而避免了接触 行远程操作、管理、临控与诊断。
式修整法整形时出现的振颤现象发生，可达到较高的整 ３ 结 语
形精度，并保证磨粒的完整性。
成形砂轮修整是实现精密复杂型面磨削、高速高效
电火花修整砂轮具有以下特点：①可进行在位、在线 磨削、成形磨削的关键因素。成形砂轮的修整方法各种各
以修整出不同的砂轮成形表面。
随着数控技术的发展，成形砂轮的数控修整方法得
到不断的完善和发展。汕头大学开发了一种具有 ２ 个移
动轴加 １ 个转动轴的 ３ 轴联动功能的数控磨床砂轮修整
器，解决了 ２ 轴联动数控修整时，由于零件截面曲线较陡
使修整工具与砂轮发生干涉的问题［６］。南京理工大学开发
了成形砂轮修整 ＣＡＤ／ＣＡＭ 系统，解决了各种类型的蜗
杆和齿轮的砂轮修整廓形自动生成、自动编程、加工仿
真、误差补偿及修整自动控制等问题，同时能满足任意形
状的成形砂轮修整要求 ［ ７， ８］。
１．５ 电加工修整法
１．５．１ 在线电解修整法（ ＥＬＩＤ）
在线电解修整是专门应用于金属结合剂超硬磨料砂
轮的修整方法。如图 ６ 所示，砂轮通过电刷接电源正极，
根据砂轮的形状制
关键词：成形砂轮；修整；磨削
中图分类号：ＴＧ７４３
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２－ ２３３（３ ２００６）１０－ ００１９－ ０４
Ｒｅｓｅａｒ ｃｈ Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｏｒ ｍｉｎｇ Ｗｈｅｅｌ Ｄｒ ｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＬＩ Ｊ ｉ－ ｘｉａｎ， ＺＨＡＮＧ Ｆｅｉ－ ｈｕ
定的出刃高度和容屑空间，随着电解过程的进行，在砂轮
表面逐渐形成一层钝化膜，阻止电解过程的继续进行，使
砂轮损耗不致太快。当砂轮表面的磨粒磨损后，钝化膜被
工件材料刮擦去除，完成砂轮表面进一步修整。
该方法具有修整力小、效率高、工艺简单、修锐质量
高等优点 ［ ９］ 。并且，钝化膜的形成使金刚石砂轮不会过快
磨损，提高了贵重磨料的利用率。但是，电解修整对砂轮
造一个导电性能良
１
５
好的、形状与成形砂
４
轮廓形相关的电极
２
接电源的负极，电极
与砂轮表面之间有
３
一定的间隙，从喷嘴
中喷出的具有电解 作用的磨削液进入 该间隙后，在电流的 作用下，砂轮的金属
图 ６ 在线电解修整成形砂轮
１．成形电极 ２．成形砂轮 ３．工件 ４．喷嘴 ５．电源
基体作为阳极被电解，使砂轮中的磨粒露出表面，形成一
于铸铁结合剂砂轮的修锐。
新的修整工具、修整技术的发展将趋于高精、高效、
电解修整时砂轮的成形规律受阴极工具和砂轮之 柔性及自动化方向。
间的电场、流场、电极反应动 力 过 程 等 因 素 影 响 ，因 而
（ １）开展实用的、低成本、高效率的修整技术研究。当
其修整间隙并非处处相等， 而是依某种规律呈不均匀 前的金属基金刚石砂轮修整法或多或少地都存在着修整
度修整 ［１１］。
修整方案，以达到最佳的修整效果。开发低成本、高效率、
电火花修整法适合于各种金属结合剂砂轮，若在结 适应性广、工业化应用程度高的修整方法是成形砂轮修
合剂中加入石墨粉，使之具有一定的导电性，也可用于树 整技术的主要研究方向。
脂、陶瓷结合剂砂轮。该方法既可整形又可修锐。 哈尔滨工业大学研制了摆动电极式电火花修整装
分布［１０］。所以，采用在线电解修整时，工具电极的设计 成本高、效率低、装置复杂、操作不易掌握等局限性，所以
是关键。
开发低成本、高效率、适应性广、工业化应用程度高的砂
１．５．２ 电火花修整技术
轮修整技术已成当务之急；
电火花修整的原理如图 ７ 所示。在电火花整形过程
（ ２）开发修整的在线检测、监控、故障自诊断技术。利
齿轮的精密磨削之中 ［４］。
１．４ 金刚石滚轮修整法
如图 ４ 所示，金刚石滚轮以一定转速旋转，通过对高
速旋转的砂轮表面产生磨削和辗压作用，使砂轮获得与滚
轮型面吻合的锋利工作表面。砂轮成形后再磨削工件，从
１
而把滚轮外形轮廓及
２
精度通过砂轮“ 复制”
到工件上，可提高工件