引言：
CBN砂輪具有耐用度高、磨損小、磨削比高、磨削穩定性好、磨削效率高等優點，因而越來越多的應用于磨削加工行業：它不僅可以大大地提高磨削加工生產效率，而且還可改善磨削加工表面質量。磨削加工后的表面質量包括表面粗糙度、殘余應力、燒傷等指標，而表面粗糙度又是考察工件是否合格的一個最為重要的因素。采用CBN砂輪進行磨削可以保證工件的尺寸、形狀精度穩定不變和高的磨后表面質量，大大提高了加工精度和產品合格率。通常，被磨削工件的耐用度能提高30～50%。本文將進行陶瓷結合劑CBN砂輪磨削表面粗糙度的試驗研究。
采用正交試驗的方法進行陶瓷結合劑CBN砂輪外圓切人磨削45號淬火鋼的表面粗糙度的研究。為了研究磨削用量對表面粗糙度的真實影響，在加工到一定時間后直接退刀，使測量的表面粗糙度的值不受光磨時間的影響。
試驗條件：
機床：MS1320高速外圓磨床
砂輪：陶瓷結合劑CBN砂輪，80/100# ，125％，P，400×10×127。
工件：45號淬火鋼（HRC50～55），尺寸Φ120×8。
冷卻液：100%煤油。
修整用量：修整速度vd=300mm/min；修整進給量td =5～10μm /雙程。
試驗安排及結果見表。
對試驗結果進行回歸分析，可以得到如下經驗公式：
Ra=21.8vs-0.443vf0.339nn0.070 （1）
由試驗結果可知，陶瓷結合劑CBN砂輪磨削中，砂輪速度，砂輪進給速度，對工件已加工表面粗糙度的影響都很顯著，而工件轉速對工件已加工表面粗糙度的影響非常小。砂輪速度越高，單位時間內掠過工件表面的磨粒就越多，所以表面粗糙度越小；砂輪進給速度的提高即金屬磨除率的增大，就會使單顆磨粒的未變形切屑厚度增大，反映到工件表面上就是工件表面的溝槽較深，隆起較高，所以工件表面粗糙度就越大；工件轉速的提高同樣也會使單顆磨粒的未變形切屑厚度增大，而造成工件表面粗糙度的惡化，但工件轉速的影響效果不大。試驗得出的經驗公式（1）可以作為陶瓷結合劑CBN砂輪磨削用量選擇的依據。
CBN砂輪磨削對磨削液有特殊的要求。油性磨削液在磨削過程中對改善磨削加工表面粗糙度極其穩定性方面要明顯優于水溶性磨削液。我們進行了陶瓷結合劑CBN砂輪磨削中磨削液對表面粗糙度影響的試驗研究：結果如圖1所示。
由圖1可看出，對于水溶性磨削液來說，隨著Vf的增大，尺值基本成線性增大；而對于油性磨削液來說，則存在一個最大極限進給速度Vfmax ，當Vf<Vfmax 時，工件已加工表面粗糙度基本能維持在一個比較良好的數值上，當vf >Vfmax 時，工件已加工表面粗糙度才迅速惡化；而且油性磨削液在保持工件已加工表面粗糙度的穩定性方面要明顯優于水溶性磨削液。因此，陶瓷結合劑CBN砂輪為獲得較好的磨削效果，必須選用油性磨削液（非水溶性磨削液）。
3磨削加工過程陶瓷結合劑CBN砂輪磨削表面粗糙度變化的試驗研究
CBN砂輪是一種半永久性磨具，其可磨削層很薄，試驗用的CBN砂輪的磨料層厚度只有10mm。我們進行了陶瓷結合劑CBN砂輪磨削表面粗糙度在磨削加工過程中變化的試驗研究，并選用了兩種不同的砂輪進給速度進行比較，試驗結果如圖2所示。圖2為陶瓷結合劑CBN砂輪磨削表面粗糙度隨金屬磨除體積的增加而變化的情況。
試驗研究表明，陶瓷結合劑CBN砂輪的表面形貌保持性好，非常耐磨，所以工件表面粗糙度在磨削過程中非常穩定，見圖2。對于每一個不同的砂輪進給速度，CBN砂輪的表面形貌相應的有所變化，因而引起了磨削表面粗糙度的變化。當砂輪進給速度較大時，其表面形貌變得粗糙，磨削后工件表面粗糙度也較大，見圖2。另外，陶瓷結合劑CBN砂輪剛整形后的表面較平整，其磨粒凸出高度和容屑空間均較小，因此，陶瓷結合劑CBN砂輪整形后有必要進行開刃，而且開刃的好壞直接影響到工件已加工表面質量的好壞和磨削工作的正常進行。
結論和問題
通過試驗研究我們可以得到如下結論：
（1）陶瓷結合劑CBN砂輪磨削中，磨削用量的影響不是很大，但是提高砂輪速度有利于加工表面粗糙程度的改善；
（2）陶瓷結合劑CBN砂輪受磨削液的影響很大，油性磨削液有利于更好的發揮CBN砂輪的優越性能，但是卻會造成環境污染等問題；
（3）陶瓷結合劑CBN砂輪中，由于砂輪的耐磨性很好，因此在磨除了相當多金屬體積后，工件表面粗糙度仍然能保持非常穩定的狀態。
(本文轉載自《磨料磨具》第51期雜志，更多精彩盡在《磨料磨具》雜志。)
