CBN砂輪在軸承磨加工中的應(yīng)用

　　高速磨削的砂輪應(yīng)具有高強度、高抗沖擊強度、耐熱性好，微破碎性，雜質(zhì)含量低等性能，1957年美國通用汽車公司合成出具有以上性能的CBN超硬磨料。這之后CBN砂輪成為高速磨削磨具的研究方向。使用這種磨具使磨削效率大大提高。20世紀80年代后期，德國成功地將陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪應(yīng)用于軸承內(nèi)表面磨削，開創(chuàng)了軸承磨加工領(lǐng)域的新局面。

　　l.CBN砂輪的磨削特點：

　　CBN砂輪磨削刃鋒利，磨削拉力小，溫升低，工件表面無燒傷、裂紋。由于磨削表面有殘余壓應(yīng)力，因而使得磨削工件的尺寸精度、幾何精度較普通砂輪磨削大大提高，使軸承壽命大幅增長。

　　2.CBN砂輪在內(nèi)表面磨削中的應(yīng)用：

　　軸承內(nèi)圈內(nèi)徑、外圈滾道等內(nèi)表面磨削一直是軸承生產(chǎn)中的制約工序。由于受內(nèi)孔尺寸的約束，磨削砂輪的尺寸、接桿、冷卻條件都受到了限制，特別是小型球軸承內(nèi)圈內(nèi)孔的磨削，更是軸承磨削的一個難點，現(xiàn)有的生產(chǎn)手段不能很好地滿足生產(chǎn)的需要。采用CBN砂輪配以大功率、高剛性電主軸，大大地提高了切削性能，降低了砂輪磨損性，使得磨削工件表面質(zhì)量、工件尺寸、砂輪精度大大提高，同時也減少了修整砂輪、更換砂輪等輔助時間，提高了磨削效率。但使用CBN砂輪磨削軸承內(nèi)孔時，對軸承內(nèi)圓磨床及相關(guān)設(shè)施提出了新的要求。

　　（1）磨床CBN軸承內(nèi)圓磨床整體結(jié)構(gòu)有更強的工藝剛性，自床身到各部件的剛性都較普通磨床要求高，以滿足CBN砂輪緩進給大切深的要求。承擔磨削主運動的砂輪電主軸要求超大功率、高剛性和長壽命，這樣能高速可靠地切除金屬余量，并達到精度要求。由于CBN砂輪磨削的磨損率很低，所需修整量很小，軸承磨削的一般修整量僅為3—4微米，因而要求機床的進給及修整系統(tǒng)有極小的進給補償分辨率，通常為0.5～1微米進給、補償導(dǎo)軌低速進給時，不得有爬行現(xiàn)象，受力時不得變形。CBN砂輪修整若采用杯式金剛石修整器，還要求砂輪線速與修整器線速有一定比值，這就要求電主軸驅(qū)動變頻電源能夠適應(yīng)控制。

　�。�2）磨削冷卻CBN砂輪磨削使用油冷卻的效果明顯優(yōu)于水冷，因為水與CBN磨料發(fā)生親和反應(yīng)不利磨削。使用高壓大流量油冷卻，還需配套的吸霧裝置。

　�。�3）電氣控制在電氣控制方面，臺理調(diào)整適用于磨削的磨削參數(shù)也極為重要。CBN砂輪初修后，存在一個不穩(wěn)定期，這時機床應(yīng)適當調(diào)整降低進給速度，要求控制系統(tǒng)采用CNC控制，并能夠隨機適應(yīng)控制。

　　（4）砂輪的修整CBN砂輪的磨損率較剛玉類砂輪小得多。通常認為CBN砂輪的磨損形式主要是化學磨損，相變磨損和堵塞引起的磨料脫落等。陶瓷結(jié)合荊的CBN砂輪常用的修整器有金剛石石滾輪修整器（常用于修整成型面）、中頻驅(qū)動盒剛石圓盤修整器等。其中單點金剛石修整器結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，但金剛石易磨損，修銳效果欠佳，嚴重時會擠碎砂輪；氣動金剛石杯形修整器，修形、修銳效果好，金剛石磨損均勻，但修整器的轉(zhuǎn)速不易調(diào)準。結(jié)構(gòu)也稍復(fù)雜；中頻驅(qū)動金剛石圓盤修整器的修整轉(zhuǎn)速元級可調(diào)，可以選擇修整器和砂輪的速度比。修整效果相當理想，金剛石磨損均勻，是較修整器，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，修整器需由變頻電源驅(qū)動。其他修整方法還有彈性彎板修整裝置、鋼絲刷與金剛石砂輪組合修銳法、游離磨料輔助磨塊修銳法和電解在線修銳技術(shù)等。

　�。�5）應(yīng)用效果CBN砂輪在軸承內(nèi)圓高速磨削時，其磨削比、尺寸精度以及表面粗糙度等比氧化鋁砂輪有較大提高。減少了輔助時間，提高生產(chǎn)率，可實現(xiàn)無人化生產(chǎn)管理。普通軸承是一種低附加值的產(chǎn)品，在推廣使用CBN砂輪時，認真研究使用合理的磨削比，這樣才能扎扎實實地推廣和使用這一先進的磨削方法。

　　雖然目前CBN砂輪的性能價格比尚未被眾多的軸承生產(chǎn)廠家所接受，再加上國內(nèi)尚元適合CBN砂輪磨削的性能優(yōu)異的機床，但隨著國內(nèi)CBN砂輪的進一步研究，成本的進一步下降和專用機床的研制開發(fā)及其他相關(guān)技術(shù)的掌握，CBN砂輪必將在軸承磨削加工中獲得廣泛應(yīng)用。