各種超硬磨具的特點(diǎn)及其選擇原則
超硬磨具具有磨削效率高、使用壽命長(zhǎng)、加工工件粗糙度低、精度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，適用于多種難加工材料的粗、精加工。根據(jù)其所用磨料的種類，超硬磨具主要分為人造金剛石磨具和立方氮化硼磨具兩種。所使用的結(jié)合劑有：樹(shù)脂結(jié)合劑(B)、金屬結(jié)合劑(M)、陶瓷結(jié)合劑(V)、電鍍結(jié)合劑(Me)。不同的磨料品種適用于不同的加工對(duì)象，而每種結(jié)合劑又有相應(yīng)的使用特點(diǎn)和效果。
金剛石磨具磨削加工具有以下特點(diǎn)：(1)磨削力小而穩(wěn)定，由于金剛石硬度極高，研磨能力強(qiáng)，所以在使用金剛石磨具時(shí)，磨削力遠(yuǎn)小于普通磨具。金剛石樹(shù)脂砂輪磨削硬質(zhì)合金時(shí)的工作壓力只相當(dāng)于普通砂輪磨削力的1/4～1/5。這有利于機(jī)床動(dòng)力消耗的減少和磨削震動(dòng)的減弱，工件、機(jī)床、砂輪主軸形變小，提高工件加工精度和表面粗糙度。(2)磨削熱小，由于金剛石磨削力小，所以磨削發(fā)熱小，同時(shí)由于金剛石的導(dǎo)熱率高，比Sic高8～9倍，因此磨削區(qū)溫度低，當(dāng)進(jìn)給量為0.2mm，Sic磨具磨削硬質(zhì)合金，磨削區(qū)溫度可達(dá)1100度，而金剛石砂輪磨削溫度只有400℃，當(dāng)進(jìn)給量為0.01 mm時(shí)，磨削區(qū)溫度只有200℃，這樣避免工件燒傷和組織退火變軟，保證磨削工件表面質(zhì)量。(3)磨削比高，使用壽命長(zhǎng)，減少了加工過(guò)程的更換和修整次數(shù)。提高生產(chǎn)效率。
立方氮化硼(CBN)硬度僅次于金剛石，而熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于金剛石，對(duì)鐵族金屬有較大的化學(xué)惰性，因此加工硬而韌的黑色金屬有獨(dú)到之處，CBN砂輪耐用度很高，磨削比是剛玉砂輪的百倍，磨削力和磨削熱都比較小，加工工件表面質(zhì)量好，砂輪修整次數(shù)少，形狀保持性好，CBN聚晶復(fù)合片刀具具有耐高溫的“紅硬性” 。用于高速干切削，高速切削產(chǎn)生的高溫軟化了被加工材質(zhì)，改善了可加工性，在加工鎳基合金時(shí)，CBN車刀比硬質(zhì)合金車刀壽命長(zhǎng)上百倍。立方氮化硼砂輪磨削工件時(shí)，不能使用堿性磨削液和水溶性磨削液，這會(huì)加速CBN磨料的分解。
為了充分發(fā)揮超硬磨具的磨削特點(diǎn)，在選擇時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行正確的選擇。
一 磨料的選擇
磨料選擇的主要依據(jù)是由被加工工件材料的性質(zhì)決定的。其中人造金剛石磨料適用于非金屬硬脆材料的加工：如硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷、半導(dǎo)體材料、磁性材料、合金鑄鐵、寶石、碳素材料、石材、耐火材料等;立方氮化硼磨料具有良好的熱穩(wěn)定性，對(duì)鐵族金屬具有化學(xué)惰性，主要適用于硬韌材料的磨削加工：如高速鋼、模具鋼、軸承鋼、特種合金鋼等難磨材料的加工。
磨料的選擇應(yīng)與結(jié)合劑的品種相適應(yīng)，樹(shù)脂結(jié)合劑和陶瓷結(jié)合劑一般選擇RVD人造金剛石，晶體形狀為針片狀、塊狀，金屬結(jié)合劑、電鍍結(jié)合劑一般選擇MBD系列的人造金剛石，晶體形狀為等積形、六一八面體、干磨、干切的超硬磨具需要選擇TTI高的磨料。磨料品級(jí)的提高，磨具的生產(chǎn)成本及售價(jià)也會(huì)相應(yīng)提高。
二 粒度的選擇
被加工工件的表面粗糙度和磨削效率受磨料的影響極大，因此，粒度的選擇主要是考慮這兩方面的要求，細(xì)粒度磨料加工的表面粗糙度好，但加工效率低;粗粒度則與之相反，加工效率高，粗糙度較差，用戶初次使用超硬磨具，可根據(jù)所需要達(dá)到的產(chǎn)品粗糙度，由生產(chǎn)廠家?guī)椭x擇磨料粒度，如果使用過(guò)普通磨具產(chǎn)品，則可選擇比普通磨具細(xì)一個(gè)號(hào)的超硬磨料，但在滿足所需粗糙度的前提下，應(yīng)該盡量選擇較粗粒度，這樣可以提高生產(chǎn)效率。粒度與粗糙度的對(duì)應(yīng)如下表所示，加工工件為硬質(zhì)合金。
