用金剛石砂輪高效率磨削硬質(zhì)合金總結(jié)

　　摘 要：目前，采用樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪對硬質(zhì)合金進行干式磨削，是硬質(zhì)合金磨削最主要的工藝，但是干式磨削工藝金剛石砂輪壽命短、磨削深度小。介紹了一種最新的濕式磨削工藝，并通過較為詳細地闡述濕式磨削工藝的優(yōu)點、砂輪間隙的調(diào)整及工藝，為相關(guān)企業(yè)單位提供參考。

　　關(guān)鍵詞：金剛石 砂輪 硬質(zhì)合金

　　1 背景介紹

　　對于硬質(zhì)合金的磨削加工，目前應(yīng)用廣泛、先進、有效的工具是樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪，該類砂輪通常用于干磨工藝，干磨工藝磨削硬質(zhì)合金時，因為摩擦產(chǎn)生的高溫不能及時散發(fā)，導(dǎo)致摩擦點最高溫度達400℃以上，使得樹脂結(jié)合劑發(fā)生軟化，磨料從砂輪上脫落。

　　解決以上問題，要在實踐生產(chǎn)中摸索出一套較為成熟、先進的濕式磨削工藝。即金剛石砂輪改用銅基結(jié)合劑，在磨削過程中采用冷卻液進行冷卻。經(jīng)過實踐，用濕式磨削工藝磨削硬質(zhì)合金，磨削深度可由干式磨削的0.02mm增加至3mm，金剛石砂輪的壽命也由干式磨削的6個月增加至3年，充分發(fā)揮了金剛石本身的優(yōu)越性。

　　2 金剛石砂輪結(jié)構(gòu)

　　金剛石砂輪由里到表是基體、過渡層、金剛石層。

　　基體：基體通常為鋁、鋼、膠木材質(zhì)，起到框架作用，支撐金剛石層及過渡層。

　　過渡層：過渡層主要材料為粘合劑，作用就是把金剛石牢牢粘結(jié)到基體上。

　　金剛石層：金剛石層是由金剛石和少量結(jié)合劑混合而成，是砂輪的重要部分，砂輪磨削過程中就是由金剛石層對零件進行磨削。

　　3 濕磨工藝的優(yōu)缺點及砂輪間隙的調(diào)整

　　3.1 濕磨工藝的優(yōu)缺點

　　濕磨工藝中的金剛石層采用了硬度更大、粘結(jié)力更強、壽命更長的銅基結(jié)合劑，但是由于金剛石磨料和銅基在高速磨削中，銅基受熱膨脹，使得金剛石磨料和銅基之間的間隙減小或間隙消失，從而發(fā)生堵塞，磨削變得困難。

　　但是銅基導(dǎo)熱效果好，在磨削過程中如果不間斷地加入冷卻液，可使磨削溫度大大降低，又加上在磨削過程中銅基受到擠壓，銅基與金剛石磨料之間的間隙能穩(wěn)定在0.02～0.03㎜，該間隙空間足以讓磨削硬質(zhì)合金過程中磨削下來的粉塵有足夠的空間存落，也有足夠的空間讓冷卻液通過，進而對金剛石層進行沖洗降溫，如此即可大大增加金剛石砂輪的磨削效率、精度與壽命。

　　3.2 砂輪間隙的修整

　　新安裝的金剛石砂輪，其磨削面的偏擺偏差不得超過0.02mm，若是超過了該范圍，必須用跑合法對其磨削面進行修整。跑合法就是用另外一個高速轉(zhuǎn)動的、質(zhì)地較軟的碳化硅砂輪對金剛石砂輪進行消磨修整，碳化硅砂輪消耗快，金剛石砂輪消耗慢，從而實現(xiàn)對金剛石砂輪磨削面的修整。

　　金剛石砂輪磨削面修平后，為了消除表面的砂面，使金剛石磨料突出，可采用硝酸溶液(濃度30%～50%)擦拭金剛石砂輪表面，最后用清水清洗干凈即可。金剛石磨料突出的大小、磨料與銅基之間間隙的大小，可通過反復(fù)擦拭硝酸溶液來進行控制，通常情況下擦拭四五次即可，每次擦拭一分鐘。

　　3.3 濕式磨削工藝機床的防濺裝置

　　通常情況下，濕式磨削工藝下的平面和外圓磨床均含有冷卻液回流裝置，但是工具磨床因其萬能、萬向性強，沒有冷卻液回流裝置，對于其冷卻系統(tǒng)的改裝，必須注意防止冷卻液飛濺到電器部分，可直接采用塑料薄膜對需要保護的部分進行遮擋覆蓋，也可把冷卻液直接倒到工件上。磨削時對工件一次性進料采用錐面磨削，不僅可以一次性磨出后角，而且還能提高后角亮度。

　　3.4 冷卻液的選擇

　　冷卻液的選擇要遵循冷卻效果好、無毒、防銹、潤滑、阻燃的原則，通常可選用肥皂水、弱堿性乳化液，流量控制在2～8L/min。

　　4 濕式磨削工藝方法

　　4.1 徑向切入法

　　徑向切入法磨削工藝，即利用外圓磨床對工件進行磨削，機床固定不動，一次進刀深度為2～3mm，磨削寬度與砂輪寬度相近。比如對多面、多刃刀具工件外圓的磨削，磨削走刀時可把進刀量一次給到位：磨削時手動輕柔緩慢進刀，待一圈磨削完畢后，繼續(xù)轉(zhuǎn)2～3圈，一次進刀磨削余量就可以完全被吃掉。繼續(xù)重復(fù)上面工序，把其他刀面的工作余量也用以上方法進行消除。此方法的特點就是，因為合金工件和金剛石砂輪兩者均在不停轉(zhuǎn)動磨削，平均到金剛石砂輪每個金剛石磨料上的磨削量是微乎其微的，磨削量大概為0.01～0.03mm，這樣磨削是最平滑、最順利、效率最高的，同時合金工件也具有很高的光潔度。

　　4.2 慢走刀、大切深法

　　慢走刀、大切深磨削法，即選用碗型的金剛石砂輪，碗型金剛石砂輪直徑大些為宜，直徑越大，砂輪邊緣的線速度越大，磨削效率越高。碗型金剛石砂輪使用久了在邊緣會產(chǎn)生一個圓弧或是斜坡，如此增大了工件與砂輪的接觸面積，金剛石磨料也增多，加之冷卻液的潤滑冷卻效果，磨削深度可達0.5～2.5mm。磨削深度決定了磨削的進刀速度，進刀壓力通過手感及經(jīng)驗控制。如圖1所示。

　　磨削深度與進刀速度關(guān)系如表1所示。

　　5 注意事項

　　(1)在磨削硬質(zhì)合金工件時，切勿磨削到工件的鋼材部位，磨削到工件的鋼材部位不僅會大大降低磨削效率，同時還極易造成金剛石砂輪的堵塞。所以，在磨削工件時，要使工件的鋼材部位比工件的合金部位低0.5mm。

　　(2)機床上的每個金剛石砂輪均應(yīng)有各自的芯軸，芯軸位置確定后不可隨意拆卸，若必須拆卸，要把砂輪和芯軸整體拆卸。

　　(3)錐面越長的磨床其定位精度越高。

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