一種陶瓷結(jié)合劑cbn砂輪的復(fù)合修整方法
【專利摘要】一種陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的復(fù)合修整方法，包括固定待修整的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪；采用單晶石金剛筆對所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪進行大用量破碎整形；采用金剛石滾輪對所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪表面微量擠壓破壞整形；采用剛玉塊切入和磨削修銳所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪表面；清理殘屑。本發(fā)明采用單晶石金剛筆、金剛石滾輪及剛玉塊依次對陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪表面進行修整和修銳，使得復(fù)合修整后的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪輪廓高度分布均勻，保持了磨粒適當高度露出的同時，也能保證陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪表層顯性氣孔的均勻存在，修整效果好，修整后的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪可獲得良好的地形地貌，滿足高效、精密磨削的要求。
【專利說明】
一種陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的復(fù)合修整方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及砂輪修整技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的復(fù)合修整方法。
【背景技術(shù)】
[0002]陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪是將陶瓷結(jié)合劑與CBN(立方氮化硼)磨料經(jīng)高溫工藝燒結(jié)在一起，配合以一定基體支撐與粘結(jié)工藝最終制成相應(yīng)形狀的高效固結(jié)式磨具。陶瓷CBN砂輪以其優(yōu)良的磨削性能和磨削表面質(zhì)量，在高速、超高速磨削、難加工材料的高性能磨削、高效成型磨削等加工領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。在磨削過程中，由于磨削力和磨削區(qū)域高溫、粘附等作用，砂輪工作表面的磨粒會逐漸鈍化，同時，砂輪工作表面的磨粒會因不均勻磨損而失去正確的原始幾何形狀，有時，高速磨削的磨肩非常細小，很容易堵塞砂輪工作表面空隙。為使陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪始終保持良好的磨削狀態(tài)，在磨削過程中必須對砂輪進行修整。
[0003]目前，CBN砂輪的修整一般可分為整形和修銳兩個步驟。整形是通過改變砂輪的宏觀形狀，使砂輪達到要求的幾何形狀和尺寸精度，并使磨粒尖端微細破碎形成鋒利的磨刃；修銳則是通過去除砂輪磨粒間的結(jié)合劑，使磨粒凸出結(jié)合劑表面，形成必要的容肩空間，使砂輪具有最佳磨削能力。根據(jù)陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的具體情況，整形和修銳需分步進行。目前，常用的陶瓷CBN砂輪的整形方法主要有以下四種:(I)金剛石筆整形，雖然可較容易實現(xiàn)CBN砂輪的整形，但整形尺寸及精度較低，修整速度低，且金剛石筆磨損較快。(2)滾壓整形，采用粒度稍大于待整形砂輪的綠色碳化硅或白色氧化鋁陶瓷結(jié)合劑砂輪，主要依靠擠壓力使磨粒破碎脫落，修整力大、修整速度及效率高，但修正精度低，修整厚砂輪表面損傷層較深，切削刃密度較低，磨粒較尖銳，易磨損，容易過整形。(3)磨削整形，與滾壓整形較為類似，但整形過程除了給予整形輪一定修整深度ar、整形輪線速度Vr及修整進給量^外并不施加壓力P。在采用金剛石砂輪做整形輪時，雖然整形精度好，效率高，但是由于過度擠壓破碎卻會導(dǎo)致被修砂輪的磨削能力較差，而對整形用量的控制也要求更為精確。(4)軟鋼磨削整形，雖然同時也具有修銳效果，但是由于粘附性大，修整過程容易造成軟質(zhì)砂輪的磨料脫落，不宜用來修整型面精度要求高的砂輪。
[0004]因此，傳統(tǒng)的單一修整方法，會造成砂輪表面高度輪廓落差過大，增大了砂輪磨粒與結(jié)合劑斷裂的概率，同時還會在磨削中對工件造成劃傷或材料殘留無法得到高質(zhì)量磨削表面，很難適應(yīng)陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪修整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種既保持了磨粒適當高度露出，又保證了陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪表層顯性氣孔的均勻存在，修整效果好，能得到良好磨削性能的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的復(fù)合修整方法。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的復(fù)合修整方法，包括:
[0008]步驟一:固定待修整的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪；
[0009]步驟二:采用單晶石金剛筆對所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪進行大用量破碎整形；
[0010]步驟三:采用金剛石滾輪對所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪表面微量擠壓破壞整形；
[0011]步驟四:采用剛玉塊切入和磨削修銳所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪表面；
[0012]步驟五:清理殘肩，陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪修整完畢。
[0013]進一步，所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪安裝于磨床的砂輪架上，所述單晶石金剛筆或所述金剛石滾輪或所述剛玉塊安裝于所述磨床的工作臺上。
[0014]進一步，所述單晶石金剛筆或所述金剛石滾輪或所述剛玉塊通過緊固件和卡具固定于所述工作臺，所述卡具卡持于所述單晶石金剛筆或所述金剛石滾輪或所述剛玉塊，所述緊固件將所述卡具固定于所述工作臺。
[0015]進一步，所述單晶石金剛筆垂直安裝于所述工作臺上，所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪位于所述工作臺的上方，且所述單晶石金剛筆相對于所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的中心偏置。
[0016]進一步，所述單晶石金剛筆修整時速度小于或等于30m/s，整形切入量為所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨粒尺寸的1/3，整形修整行程為2?5次。
[0017]進一步，所述金剛石滾輪的進給量小于所述單晶石金剛筆進給量的一半，整形修整行程為I?2次。
[0018]進一步，步驟二完成后，對所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪表面進行無火花光修。
[0019]進一步，所述金剛石滾輪或/和所述剛玉塊采用順修方式修整。
[0020]進一步，所述金剛石滾輪為樹脂結(jié)合劑金剛石滾輪。
[0021]進一步，所述剛玉塊為碳化硅砂塊，所述碳化硅砂塊晶粒粒度為所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪粒度的50 %?150 %之間。
[0022]本發(fā)明的有益效果:
[0023]本發(fā)明采用單晶石金剛筆、金剛石滾輪及剛玉塊依次對陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪表面進行修整和修銳，使得復(fù)合修整后的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪輪廓高度分布均勻，保持了磨粒適當高度露出的同時，也能保證陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪表層顯性氣孔的均勻存在，修整效果好，修整后的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪可獲得良好的地形地貌，滿足高效、精密磨削的要求。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明采用單晶石金剛筆對陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪修整的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明采用金剛石滾輪對陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪修整的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明采用剛玉塊對陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪修銳的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖中，丨一陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪、2—單晶石金剛筆、3—工作臺、4一卡具、5—緊固件、6—金剛石滾輪、7—剛玉塊。
【具體實施方式】
[0028]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0029]需要說明，本發(fā)明實施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關(guān)系、運動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。
[0030]另外，各個實施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應(yīng)當認為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護范圍之內(nèi)。
[0031]如圖1至圖3，本發(fā)明提出一種陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的復(fù)合修整方法，包括如下步驟:
[0032]步驟一:固定待修整的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪I，將待修整的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪I安裝在磨床的砂輪架上，本實施例中采用的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪I型號為CBN200J150V(尺寸為Φ370Χ6Χ Φ 160，粒度170/200，97?75μπι)，磨床為大功率高速及超高速磨削試驗臺，采用了液體動靜壓混合軸承及超高速大功率磨削主軸系統(tǒng)，磨床性能參數(shù)包括:主軸最大轉(zhuǎn)速，11000r/min ；主軸最大工作壓力，30MPa ；主軸軸徑，I 1mm;主電機功率，33KW；工作臺行程350mmo
[0033]步驟二:采用單晶石金剛筆2對陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪I進行大用量破碎整形，整形是通過改變砂輪的宏觀形狀，使砂輪達到要求的幾何形狀和尺寸精度，并使磨粒尖端微細破碎形成鋒利的磨刃。
[0034]如圖1，先將單晶石金剛筆2安裝于磨床的工作臺3上，單晶石金剛筆2通過卡具4和緊固件5固定于工作臺3，卡具4卡持于單晶石金剛筆2，而緊固件5將卡具4固定于工作臺3，因此單晶石金剛筆2可與工作臺3共同移動，以對陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪I表面進行修整。在本實施例中，單晶石金剛筆2垂直安裝于工作臺3上，陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪I位于工作臺3的上方，與單晶石金剛筆2相對設(shè)置，且單晶石金剛筆2相對于陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪I的中心略微偏置，便于單晶石金剛筆2的切入，且可減緩單晶石金剛筆2的磨損。
[0035]為了使修整效果好，單晶石金剛筆2修整時速度小于或等于30m/s，整形切入量達到陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨粒尺寸的1/3，整形修整行程為2?5次。在本實施例中采用的單晶石金剛筆2尺寸為Φ 12 X 50mm，0.5Ct，單晶石金剛筆2切入深度ar為0.02mm，陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪I速度vs為20m/s，徑向切入速度Vi為0.00 lmm/s，修整行程3次。
[0036]步驟二完成后，對陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪I進行無火花光修2次，即單晶石金剛筆2沿陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪I徑向不再進給，每個修整行程只去除少量砂輪材料，主要是為了獲得光整的砂輪表面。如果僅采用單晶石金剛筆2整形，容肩空間較小，切削刃較寬，磨削刃不鋒利，修出的砂輪磨削工件時，容易出現(xiàn)燒傷或者振紋。
[0037]步驟三:采用金剛石滾輪6對陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪I表面微量擠壓破壞整形，如圖2，金剛石滾輪6通過卡具4和緊固件5固定于工作臺3上，為了獲得較好的表面質(zhì)量，金剛石滾輪6的進給量小于單晶石金剛筆2進給量的一半，整形修整行程為I?2次。本實施例中采用直徑約75mm，厚度為8mm的樹脂結(jié)合劑金剛石滾輪(型號MBD 120L100 B)，粒度為120/140(125?106μπι)。采用順修方式，即金剛石滾輪6與陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪I在接觸點處線速度方向相同，修整行程2次。金剛石滾輪6用可調(diào)速變頻電機控制，軸徑為Φ 8mm，最高轉(zhuǎn)速可達15000r/mino滾輪速度為15m/s，切入深度ar為0.005mm。陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪速度Vs為20m/s。
[0038]步驟四:采用剛玉塊7切入和磨削修銳陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪I表面，修銳是將剛玉塊7壓向陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪1半徑方向，剛玉塊7磨粒的硬度足以切除陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪1磨粒間的陶瓷結(jié)合劑。當陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪1磨粒與剛玉塊7磨粒相遇時，由于陶瓷結(jié)合劑 CBN砂輪1磨粒硬度更高，剛玉塊7磨粒將發(fā)生破碎，剛玉塊7磨粒間隙中填滿碎磨粒有助于對結(jié)合劑進行切削，從而使陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪1上較淺的磨粒脫落，達到修銳的目的。 [〇〇39]如圖3,剛玉塊7通過卡具4和緊固件5固定于工作臺3上，本實施例中剛玉塊7為低密度粗晶粒碳化硅砂塊，尺寸為8*20*40mm，碳化硅砂塊晶粒粒度為陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪1粒度的50%?150%之間，剛玉塊7采用順修方式，剛玉塊7切入深度ar為0.02mm，陶瓷結(jié)合劑 CBN砂輪1速度vs為20m/s。
[0040]步驟五:清理殘肩，陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪1修整完畢。用尼龍610號毛刷對殘留在陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪1磨粒間隙間的碳化硅磨粒殘肩進行清理。[0041 ]復(fù)合修整完畢后，使用激光位移傳感器在被修整的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪1的圓周上，取5000個輪廓高度采樣點，形成砂輪地貌輪廓高度分布曲線，并與磨損后砂輪的地貌輪廓高度分布曲線，以及經(jīng)單一修整方法修整后砂輪的地貌輪廓高度分布曲線，并進行分析對比。發(fā)現(xiàn)復(fù)合修整后的砂輪輪廓高度分布最為均勻，而且輪廓高度值極差約為84wn，既保持了磨粒適當高度露出的同時，也保證了砂輪表層顯性氣孔的均勻存在，修整效果最佳。[0042 ]修銳是清理砂輪磨粒間的結(jié)合劑，形成必要的容肩空間，提高砂輪磨削金屬的去除率，以達到砂輪的磨削能力。而在修正后再進行修銳，則可減小初始磨削力，磨削力盡快趨于穩(wěn)定，砂輪較早進入正常磨削，磨削起始力低，磨削效果好。因此，本發(fā)明依次采用單晶石金剛筆、金剛石滾輪及剛玉塊這三者相結(jié)合的復(fù)合修整方法可以達到最佳的修整效果。 [〇〇43]以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的復(fù)合修整方法，其特征在于，包括: 步驟一:固定待修整的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪； 步驟二:采用單晶石金剛筆對所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪進行大用量破碎整形； 步驟三:采用金剛石滾輪對所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪表面微量擠壓破壞整形； 步驟四:采用剛玉塊切入和磨削修銳所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪表面； 步驟五:清理殘肩，陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪修整完畢。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的復(fù)合修整方法，其特征在于:所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪安裝于磨床的砂輪架上，所述單晶石金剛筆或所述金剛石滾輪或所述剛玉塊安裝于所述磨床的工作臺上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的復(fù)合修整方法，其特征在于:所述單晶石金剛筆或所述金剛石滾輪或所述剛玉塊通過緊固件和卡具固定于所述工作臺，所述卡具卡持于所述單晶石金剛筆或所述金剛石滾輪或所述剛玉塊，所述緊固件將所述卡具固定于所述工作臺。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的復(fù)合修整方法，其特征在于:所述單晶石金剛筆垂直安裝于所述工作臺上，所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪位于所述工作臺的上方，且所述單晶石金剛筆相對于所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的中心偏置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的復(fù)合修整方法，其特征在于:所述單晶石金剛筆修整時速度小于或等于30m/s，整形切入量為所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨粒尺寸的1/3，整形修整行程為2?5次。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的復(fù)合修整方法，其特征在于:所述金剛石滾輪的進給量小于所述單晶石金剛筆進給量的一半，整形修整行程為I?2次。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的復(fù)合修整方法，其特征在于:步驟二完成后，對所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪表面進行無火花光修。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的復(fù)合修整方法，其特征在于:所述金剛石滾輪或/和所述剛玉塊采用順修方式修整。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的復(fù)合修整方法，其特征在于:所述金剛石滾輪為樹脂結(jié)合劑金剛石滾輪。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的復(fù)合修整方法，其特征在于:所述剛玉塊為碳化硅砂塊，所述碳化硅砂塊晶粒粒度為所述陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪粒度的50 %?150 %之間。
【文檔編號】B24B53/06GK106002633SQ201610348065
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】于天彪, 孫雪, 王學(xué)智, 王紫瑄, 王宛山
【申請人】東北大學(xué)