用金剛石砂輪高效率磨削硬質(zhì)合金總結

　　摘 要：目前，采用樹(shù)脂結合劑金剛石砂輪對硬質(zhì)合金進(jìn)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(guò)較為詳細地闡述濕式磨削工藝的優(yōu)點(diǎn)、砂輪間隙的調整及工藝，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，目前應用廣泛、先進(jìn)、有效的工具是樹(shù)脂結合劑金剛石砂輪，該類(lèi)砂輪通常用于干磨工藝，干磨工藝磨削硬質(zhì)合金時(shí)，因為摩擦產(chǎn)生的高溫不能及時(shí)散發(fā)，導致摩擦點(diǎn)最高溫度達400℃以上，使得樹(shù)脂結合劑發(fā)生軟化，磨料從砂輪上脫落。

　　解決以上問(wèn)題，要在實(shí)踐生產(chǎn)中摸索出一套較為成熟、先進(jìn)的濕式磨削工藝。即金剛石砂輪改用銅基結合劑，在磨削過(guò)程中采用冷卻液進(jìn)行冷卻。經(jīng)過(guò)實(shí)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(gè)月增加至3年，充分發(fā)揮了金剛石本身的優(yōu)越性。

　　2 金剛石砂輪結構

　　金剛石砂輪由里到表是基體、過(guò)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(guò)渡層。

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

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

　　3 濕磨工藝的優(yōu)缺點(diǎn)及砂輪間隙的調整

　　3.1 濕磨工藝的優(yōu)缺點(diǎn)

　　濕磨工藝中的金剛石層采用了硬度更大、粘結力更強、壽命更長(cháng)的銅基結合劑，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。

　　但是銅基導熱效果好，在磨削過(guò)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(guò)程中銅基受到擠壓，銅基與金剛石磨料之間的間隙能穩定在0.02～0.03㎜，該間隙空間足以讓磨削硬質(zhì)合金過(guò)程中磨削下來(lái)的粉塵有足夠的空間存落，也有足夠的空間讓冷卻液通過(guò)，進(jìn)而對金剛石層進(jìn)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(guò)0.02mm，若是超過(guò)了該范圍，必須用跑合法對其磨削面進(jìn)行修整。跑合法就是用另外一個(gè)高速轉動(dòng)的、質(zhì)地較軟的碳化硅砂輪對金剛石砂輪進(jìn)行消磨修整，碳化硅砂輪消耗快，金剛石砂輪消耗慢，從而實(shí)現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(guò)反復擦拭硝酸溶液來(lái)進(jìn)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(wàn)能、萬(wàn)向性強，沒(méi)有冷卻液回流裝置，對于其冷卻系統的改裝，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(jìn)行遮擋覆蓋，也可把冷卻液直接倒到工件上。磨削時(shí)對工件一次性進(jìn)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(wú)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(jìn)行磨削，機床固定不動(dòng)，一次進(jìn)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(shí)可把進(jìn)刀量一次給到位：磨削時(shí)手動(dòng)輕柔緩慢進(jìn)刀，待一圈磨削完畢后，繼續轉2～3圈，一次進(jìn)刀磨削余量就可以完全被吃掉。繼續重復上面工序，把其他刀面的工作余量也用以上方法進(jìn)行消除。此方法的特點(diǎn)就是，因為合金工件和金剛石砂輪兩者均在不停轉動(dòng)磨削，平均到金剛石砂輪每個(gè)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(shí)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(xiàn)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(huì )產(chǎn)生一個(gè)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(jìn)刀速度，進(jìn)刀壓力通過(guò)手感及經(jīng)驗控制。如圖1所示。

　　磨削深度與進(jìn)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(shí)，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(huì )大大降低磨削效率，同時(shí)還極易造成金剛石砂輪的堵塞。所以，在磨削工件時(shí)，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(gè)金剛石砂輪均應有各自的芯軸，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(cháng)的磨床其定位精度越高。

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