金屬磨削工藝是一個高精度的工藝，要求研磨機床生產廠家在設計和生產過程中必須要精益求精，在研磨機至關重要的砂輪選擇上更要精心嚴選，再匹配上優良電氣自動化系統，才能達到磨削速度快、精度高、粗糙度好、良品率高的目的。

砂輪是由磨料和結合劑在一起制成的，有圓形、圓環等形狀，通過旋轉對被加工物進行磨削，這種砂輪被稱作傳統砂輪，傳統砂輪是由氧化鋁磨料與結合劑在一起制成的圓餅等形狀的砂輪。

以CBN（立方氮化硼）磨料為原料，分別用金屬粉、樹脂粉、陶瓷和電鍍金屬作結合劑，制成各種形狀的制品，用于磨削、拋光、研磨的工具叫CBN磨具。 與金剛石相比，它是一種低成本的磨削方式；與傳統的磨削材料性能相比，它的表現非常優異，特別是在磨削硬質合金的時候。CBN很難磨損，所以磨削的精度也非常好，其幾何形狀也保持得很好，需要的修整頻率低，其轉速也遠遠高于傳統砂輪，所以磨削速度也很快、效率更高。

1.砂輪的類型

（1）單鍍層砂輪（見圖1）。這種砂輪是在鋼鐵的基體上電鍍一層CBN材料而做成的，鋼鐵因其特性比較易于電鍍，故而成為合適的基體材料，主要應用在幾何公差不是很嚴格的粗加工上。

圖 1

這種砂輪通常在賣出時就屬于“就緒可用”的狀態，并一直使用至壽命結束。但它也可以進行一次“修刮”。隨著砂輪的磨損，磨削的顆粒逐漸變平，會使得磨削的表面粗糙度質量下降，而磨削所需的力會增加。在砂輪壽命的末期，所需的磨削力可能比初期增加50%。

它的優點有以下幾個方面：①初始成本比多層CBN砂輪低（雖然***終是多層砂輪的平均成本要低）。②機床可以設計的簡單一些，不需要修整器、平衡器，也不需要提供不同砂輪轉速的驅動。③有些上道工序的粗加工可以省略不做，直接可以砂輪磨削。④因其砂輪轉速很高，故其磨削速度要比傳統砂輪效率高。⑤砂輪的基體可以重復使用多次，從而降低了成本。

但其也有一些不足的地方：①壽命比多次CBN砂輪短很多，不能進行修整，其理想的磨削條件是使用油來冷卻，這點很多客戶不太愿意接受，因為存在健康的風險。②單塊砂輪的投入成本很高，如果損壞的話得不償失。③機床一開始使用的時候可能需要客戶更小心調整以獲得好的磨削效果。

（2）多層砂輪（見圖2）。由鐵和鋁合金做成基體，上面鑲有多層CBN材料，通常CBN層有5mm厚，主要應用在高精度的磨削工藝上。

它的優點有以下幾個方面：①不需要提供不同砂輪轉速的驅動。②更長的使用壽命，可以進行修整，故能保持磨削質量的穩定。③能提高幾何精度、表面粗糙度質量和表面輪廓度。④雖然單個砂輪的初始成本很高，但因其磨削的工件數量多，所以平均成本比單層砂輪和傳統砂輪低。⑤磨削效率高。

缺點也有以下幾個方面：①砂輪選型比較困難，故機床前期調試耗費的時間很長。②機床更復雜，特別堅固，需要修整器和平衡儀。③其理想的磨削條件是使用油來冷卻，因為存在健康的風險，故而客戶不太容易被接受。④在單塊砂輪上的高投入意味著高的損壞風險。⑤機床一開始使用的時候可能需要客戶更小心地調整，以便獲得好的磨削效果。

圖 2

2.砂輪的成分

CBN砂輪由三種基本成分組成：顆粒、粘合劑和基體。

（1）顆粒。磨削顆粒是由立方氮化硼組成的，并由顆粒的大小分類。類似于傳統砂輪，磨削的速度和表面粗糙度是決定顆粒大小的關鍵因素。

（2）粘合劑。類似于傳統砂輪，粘合劑通過其硬度來分級，目前有4種等級類型：合成樹脂、金屬粘合劑、玻璃化及電鍍型。

（3）基體。基體是砂輪的身體部分，是影響砂輪的靜態和動態強度的重要部位。在高速旋轉的情況下，基體應該以勻速的方式拉伸，因為高速的情況下離心力很大容易產生破壞。

下面是4種類型基體的介紹：①鋁基體抗震效果差，具有非常好的散熱性能和機械強度。②鋁合金基體具有中等的抗振性能，散熱性能較好，機械強度較好。③合成樹脂基體抗振性能好，散熱性能差，機械強度較好。④鋼基體抗振效果差，具有非常好的散熱性能和機械強度。

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