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【新闻】磨削领域向高效的方向迈进嘉峪关

发布时间:2020-10-18 17:42:30 阅读: 来源:混合机厂家

砂轮是磨削加工中最重要的一类工具。传统的碳化硅和刚玉普通磨料砂轮由于耐磨性差、切削能力弱已不能完全满足当前高速、高效、高精度的磨削要求,金刚石和立方氮化硼(CBN)超硬磨料砂轮的应用已成为当今磨削领域的亮点,被誉为磨料磨具行业取得的一项具有里程碑意义的突破性成果。特别是CBN磨料虽然硬度低于金刚石,但该磨料对铁族元素有较大的化学惰性,特别适合镍基高温合金、钛合金等难加工材料的磨削加工。例如,笔者前期在进行高温合金轴花键磨削工艺研究过程中,采用陶瓷刚玉砂轮进行试验,发现砂轮磨损剧烈而需频繁修整,同时砂轮左右两侧磨损不均匀,易导致花键齿型超差、磨削效率低、加工质量一致性差。通过选用新型单层CBN成型砂轮,不仅节省了砂轮修整时间,而且有效解决了砂轮磨损不均匀的问题,花键齿型磨削效率和精度满足要求。

当前国内外开发的CBN超硬磨料砂轮依据结合剂类型的不同,主要可分为树脂砂轮、金属砂轮、陶瓷砂轮、电镀砂轮与钎焊砂轮。

现阶段,尽管多层CBN砂轮在航空发动机零件的平面磨削与外圆磨削中有应用,但在叶片、齿轮等零件的成型磨削应用中却存在局限,其中最主要的原因就是CBN砂轮工作面的形状修整极其困难。这也是普通陶瓷刚玉砂轮尽管耐磨性不佳、磨削效率低,但在现阶段成型磨削中仍获得应用的重要原因。针对此类问题,目前国内外在工具层面主要从两方面着手解决:

(1)选用新型微晶刚玉磨料砂轮。微晶刚玉是棕刚玉的派生品种,通过改变刚玉的冷却结晶方式而获得。微晶刚玉磨料的特点是磨粒由微细结晶聚合而成,韧性好、强度大且自锐性好,特别适合成型磨、切入磨、精磨和重负荷磨削。徐九华等开展了微晶刚玉磨料砂轮缓进深切成型磨削镍基高温合金叶片榫头榫槽试验,材料去除率比普通刚玉磨料砂轮提高2~3倍,磨削比提高50~100.

(2)研制单层电镀或钎焊CBN成型砂轮。电镀和钎焊CBN砂轮的精度主要取决于砂轮基体的加工精度,通过将基体制作为与被磨工件型面匹配的成型面,然后再电镀或钎焊一层CBN磨粒,即可直接用于成型磨削,解决了CBN超硬砂轮修整困难的问题[9].特别是钎焊CBN砂轮,利用高温钎焊过程在磨料、钎料和工具基体结合界面发生的化学与冶金作用,从根本上提高了砂轮对超硬磨料的把持强度,避免了磨粒的非正常脱落[10].除此以外,钎焊砂轮还能够依据加工对象和加工要求的不同,在工作面择优排布磨粒(图3),同时实现高效与精密加工。南京航空航天大学徐鸿钧、徐九华等在国内最早开始研究单层钎焊金刚石与CBN砂轮的制造机理与工艺技术,开发的单层钎焊CBN砂轮在叶片榫头、涡轮盘等的高效精密磨削加工中取得了显着成果,特别是在高速超高速磨削加工中优势明显。

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