用于高速磨削的高性能cbn和金刚石砂轮的发展

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1、新金刚石和前沿碳处理技术2005年第4卷MYU东京NDFCT486用于高速磨削的高性能cBN和金刚石砂轮的发展NofihiroFunayama和JunichiMatsuda*日本千叶市，290-0515，朝日金刚石工业有限公司研究与开发（2004年11月29日至2005年3月19日）关键词：高速磨削，cBNviMfied结合剂砂轮，金刚石砂轮高速磨削用的cBN轮是一般的研磨方法，对这种方法的改进技术是必要的。因此，有限元法（FEM）被用来优化车轮的形状，并设计爆破试验验证。为了重复研磨实验，一个适合用于高速研磨优化的车轮（的技术必须要）很发达。轮的

2、表现在这磨削实验里验证了，通过整修和换药，车轮表面的调整是可能的。然后（才能）执行用于金刚石砂轮性能确认测试一个类似的实验。1.介绍虽然对高速磨削效率的提高已经研究了近六十年，但是破坏还是发生在常规轮圆周速度旋转达到60米/秒的时候。cBN晶体高速磨削研究一直以来都是出现在市场上。高速主轴的发展加快了其实际用途的发展。因为cBN晶体的硬度，热稳定性，尤其重要的是，切削刃的磨料颗粒，都适合用于高速研磨，因为它必须保持工作很长一段时间。在20世纪80年代，使用（磨料，轮毂，磨床）高速磨削相关技术的发展，决定了它的实际用途。特别是，高速研磨技术被应用到到

3、高效率的齿形磨削加工汽车零部件上。圆周速度达到160米/秒的大规模生产线是目前的行业标准，高速磨削已知最先进的加工者：电子邮箱：matsuda@asahidia.co.jp该报告提出了一些不可缺少的对于大规模生产线的部分都采用200米/秒的圆周速度进行高速磨削的技术。2.车轮设计的高速磨削高速磨削，在一般情况下，是施加到玻璃化的cBN的车轮上的。用于车轮高速磨削，不仅是良好的磨削性能，考虑以下三个点，而且由离心力引起的应力和位移引起的对安全方面旋转的破坏的减少是很有必要的。1】轮芯材的选择2】轮芯的设计3】接合层的粘合方法轮毂的设计和车轮的平衡，影

4、响表面光洁度和形状在下一节中解释。2.1轮芯的高速磨削对于轮芯的高速砂轮，所选择的材料应具有较高的的刚性。铝合金，钛合金和碳纤维增强塑料（CFRP）等材料符合此标准。因为位移和应力，会降低材料的刚性，就如如。（1）和（2）所示的那样。E：杨氏模量，V：泊松比，p：比重;w：角速度R：内径；R：外径；k：R/r；g：重力加速度此外，获取所选择材料的易用性是必须要考虑的。虽然最近从环境保护和降低回收成本的观点出发，在圆周速度为160m/s时通常使用的钛合金和铝合金钢，但是，在200米/秒是却不能使用。因为芯材的选择需要考虑材料的疲劳极限。2.2车轮的形

5、状在车轮的高速磨削中，除了核心材料的选择，形状也是很重要的。利用有限元法（FEM）中的设计，以降低由于离心力的应力和位移。特别是，由于离心力的位移，直接关系到车轮的破坏，控制这种位移的设计是一个关键点。图1示出的以位移值的差异作为形状的函数。由于具有窄的点A和B的类型是有效的位移，这样的形状的轮子被经常采用。此外，车轮的重量的设计作为减少轮交换的工作的一个因素，也被认为是在塑造最佳的车轮形状。图一旋涡的速度位移的关系。2.3粘附性许多陶瓷结合剂砂轮已应用于CBN高速砂轮，其中有一些附着到金属芯的分部。由于adherance核心直接涉及到剥落和销毁段

6、，所以为了防止破坏的车轮，粘合剂的选择是很重要的。此外，通过考虑的段的形状和长度，和优化的车轮的外直径是一个函数，车轮破坏速度是可以得到改善的。图2示出了不同的段长度的销毁速度比较。2.4车轮平衡由于离心力的作用，车轮由于不平衡引起振动，形状和表面粗糙度增加使其变得更坏。根据行业标准，由于不平衡的重量与转速的第二功率成正比，必须经过高速磨削车轮平衡调整的开始，但可能会出现错误的核心形状的主轴或不准确的装修不平衡。图3显示了不平衡量的关系为主轴的拟合误差。在这种情况下，因为车轮被分离，重心的变化成为一个问题。一个解决这个问题的方法是采用O环轮孔。据了

7、解，采用此方法时拟合误差的效果是不明显的，就像图4所示。然而，该方法并不能减少不平衡量。因为，它最重要的是要抑制车轮的不平衡，平衡必须配备改性机理，即使在机器方面来说，平衡的调整也是所需的。虽然使用了平衡变形的机制，但是，这是不够的。因为在高速旋转的车轮上使用的液体由于离心力的作用而会流向外部。由操作者加入重量进行调整后的车轮被安装在机器上是由最有效的解决办法。然而，这种方法从安全的观点出发并不推荐。但是随着高速磨削使用次数的增加这个问题应该能够得到解决。图2段的长度和破坏的速度比较图三（左）关系的不平衡拟合误差。图四（右）不平衡的车轮O形环3砂轮

8、高速磨削的安全性评价通过进行破坏试验从各种检查结果对砂轮进行优化，从而对设计进行验证。图5示出的挂在车轮上的旋转测试仪是一