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磨具磨料 |
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轴承磨削加工之最新发展：高效磨削 |
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作者： |
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当今磨削工艺的发展方向为超精密，高效率，超硬磨具。有人说普通砂轮的发展已到了尽头，100多年以来形成的技术再变也变不出什么新花样，只有朝超硬方向发展才是大势所趋。这种言论有一定道理，但并不完全正确。
超硬磨具有其优势，同时也存在着一些局限，比如它对机床的主轴转速和刚性提出了严格的要求，不是随便什么机床都能装配CBN砂轮的。再比如，CBN砂轮的冷却液不能采用普通冷却液，砂轮修整也需要特制的金刚滚轮来完成。由此可知，普通砂轮在当今金属加工领域仍然占据着不可替代的位置。
那么，普通砂轮的发展是否真的已经“江郎才尽”？众所周知，砂轮由磨料、结合剂和气孔三部分组成，要开发一个新的砂轮，也只有从这三方面入手。事实上，这三个部分的开发潜力还很大，技术的不断进步推动着人们的认识逐步深入，圣戈班公司每年都有新产品问世就是一个有力佐证。
下文分别从内圆磨削和端面磨削两个角度，结合圣戈班新研制的产品，探讨面向轴承加工的磨削技术之最新发展。其中，在内圆磨削上针对高速磨削研发的新一代NQ磨料，其磨削性能和寿命较原有磨料产品有成倍提高；而面向端面磨削新推出的VORTEX制造技术，则可使砂轮组织结构获得更大的气孔率，充分体现出磨削的高效性。 
内圆磨
内圆高速磨削：NQ砂轮尽显高效性
在此，谨将高速磨削定义为砂轮工作线速度在63m/s以上，普通速度一般为35-45m/s的水平。高速较普通速度具备以下特点：①可提高生产效率1倍以上；②能够将工件的表面粗糙度参数值降低40-50%；③可将砂轮的寿命提高1倍左右；④使磨削力下降40%左右，加工精度也会相应提高。
高速磨削：新型磨料的开发与NQ砂轮应用
圣戈班公司于10年前研发出SG磨料，其比普通电熔刚玉磨料的硬度高，而且因为磨料是微晶结构，本身便具有很多锋利的切削刃，自锐性好。但是，在高速内圆磨削中，由于速度高导致磨削力下降，而SG磨料恰恰在低磨削力情况下无法发生晶面分解，也就是说，其在自锐性方面的优势无法体现出来。
为此，圣戈班于2007年推出一种磨料NQ（NORTON QUANTUM），它克服了SG不适合于低磨削力的弱点，在内圆磨、齿轮磨等应用上具有明显优势。与SG相同，NQ磨料本身也属于陶瓷烧结刚玉，唯一不同在于磨料颗粒的形状—这种独特的形状能使其在较小磨削力情况下产生较好的自锐性，当磨料受到磨削力作用时，它的钝化部分会沿着晶面分解，新的锋口随即出现并参与到切削作用中，自锐性的功效得以体现。表1和表2所示为NQ砂轮的数个应用实例。 
经实践验证，NQ砂轮与SG砂轮相比，寿命提高幅度在33-100%之间，在磨削效率（进刀量）上的提升幅度则在30%左右。同时，磨削功率可降低15%，进一步改善了工件的精度。而且，无论是陶瓷还是树脂砂轮，NQ磨料都能在高速磨削中发挥低磨削力、高磨削效率的优势。
无心磨
高效端面磨削：VORTEX砂轮助一臂之力
VORTEX技术是将磨料颗粒按照设计的组织结构做成磨料团，然后再由这些磨料团来制成砂轮。这一技术使得砂轮组织的透气性更好，气孔大小也可根据实际应用调整，从而使得冷却液更充分地进入到磨削区域，确保磨削时进给量更大，同时也不会引致烧伤。
修整加工图
表3列出了轴承内圈端面磨削的应用实例。端面磨削的基本要求是获得所需的内外圈厚度及公差，同时获得所需的平行度和平面度，这些平面将作为后续加工的基准面。结果证明，VORTEX砂轮的磨削余量从0.4mm提高到0.6mm，砂轮转速和工件通过速度维持不变，同时修整间隔从10,000件/修延长到14,000件/修，提升幅度达40%。
从以上实例可见，普通砂轮仍然具有相当大的开发潜力，金属加工业的向前发展从未止步，不断提升的磨削加工需求呼唤新的磨料磨具产品来予以满足。
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(2/4/2009) |
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