CBN（Cubic boron nitride，立方氮化硼）是一種硬度僅次于金剛石的磨料。CBN砂輪具有磨削效率高，加工精度高，使用壽命長等諸多優點，特別是陶瓷結合劑CBN砂輪的(de)應用(yong)大(da)大(da)推(tui)動了(le)研磨(mo)加(jia)工(gong)的(de)進程，也非(fei)常適用(yong)于(yu)軸承零件(jian)的(de)磨(mo)削(xue)加(jia)工(gong)。如何實現CBN砂輪的(de)高質(zhi)量(liang)磨(mo)削(xue)，設備、工(gong)具、材(cai)料(liao)、磨(mo)削(xue)條(tiao)件(jian)、磨(mo)削(xue)液、加(jia)工(gong)環境等因素(su)都不能忽略(lve)。

01　CBN砂(sha)輪和普通砂(sha)輪的對比

普通砂輪的磨削能力（單位時間內磨削的橫截面積）一般為1～3 mm3 /（mm·s）。其采用氧化鋁或碳化硅磨(mo)粒(li)，硬度為2100～2500 HK，將磨(mo)粒(li)固結(jie)在(zai)一起的(de)結(jie)合(he)劑強度較低，因磨(mo)削(xue)力(li)和自銳性，磨(mo)粒(li)常會破碎和脫(tuo)落，砂輪(lun)表面狀(zhuang)態(tai)經(jing)常發(fa)生變(bian)化、砂輪(lun)使用(yong)壽命短且需經(jing)常修整，加(jia)工效率低。

CBN砂(sha)輪的(de)磨(mo)削能力為1～15 mm3 /（mm·s），CBN磨(mo)粒的(de)硬度(du)為4700HK，使用高(gao)強度(du)結合劑(ji)（陶(tao)瓷(ci)結合劑(ji)）將CBN磨(mo)粒固結在一(yi)起，磨(mo)粒破碎或脫(tuo)落的(de)發生率很(hen)低。因(yin)此，隨著加工的(de)進行，砂(sha)輪表面狀態的(de)變化(hua)很(hen)小，磨(mo)削精度(du)可保持更(geng)長(chang)時間(jian)。

02　磨削表面紋理

高(gao)質量磨(mo)削(xue)(xue)的(de)關鍵(jian)點即磨(mo)削(xue)(xue)表面(mian)紋(wen)(wen)理。不僅要(yao)(yao)保證表面(mian)粗糙度(du)(du)、直(zhi)線度(du)(du)、圓度(du)(du)和其他(ta)磨(mo)削(xue)(xue)精度(du)(du)，而且(qie)要(yao)(yao)保證當光從磨(mo)削(xue)(xue)表面(mian)反(fan)射時(shi)的(de)美觀性。對于CBN砂輪，即使表面(mian)粗糙度(du)(du)與使用(yong)常規砂輪相同(tong)，在(zai)垂(chui)直(zhi)方向(xiang)(xiang)上顫振可能更易出現(xian)磨(mo)削(xue)(xue)條紋(wen)(wen)（振紋(wen)(wen)），在(zai)磨(mo)削(xue)(xue)方向(xiang)(xiang)上可能出現(xian)均勻的(de)鱗(lin)狀(zhuang)花紋(wen)(wen)。

03　如何實現CBN砂輪的高質量磨削

磨削(xue)表面受設備、工(gong)具、材料、磨削(xue)條件、磨削(xue)液(ye)、加工(gong)環(huan)境等諸多因素(su)(su)的(de)影(ying)響，忽(hu)略這些因素(su)(su)就無法獲得高質量(liang)(liang)的(de)磨削(xue)表面。為(wei)了使用CBN砂輪實現高質量(liang)(liang)磨削(xue)，需要(yao)采取措施：

1） 建立表(biao)面紋(wen)理的可視化測量技(ji)術(shu)/分析方法

使用光(guang)學干涉非接(jie)觸式(shi)三維(wei)輪廓儀對測(ce)量(liang)數據添加(jia)多種(zhong)分析方法,從而能真實(shi)(shi)再現、測(ce)量(liang)和分析鱗狀花紋。定量(liang)地(di)將磨削表面的(de)實(shi)(shi)際變(bian)化與造成不(bu)良表面紋理的(de)因素相聯系，并根據問題因素的(de)貢獻率有效地(di)改善表面紋理。

2） 分(fen)析造(zao)成不良表面(mian)紋理的因素

通過對磨(mo)削(xue)橫截(jie)面的測(ce)量(liang)，基于(yu)設備規格和磨(mo)削(xue)條(tiao)件(jian)等對表面不(bu)均勻性(xing)進行(xing)頻率分(fen)析(xi)，確(que)定出現振(zhen)紋(wen)(wen)和鱗狀(zhuang)花紋(wen)(wen)的原因，結果表明，主(zhu)要與砂(sha)(sha)輪轉頻有關，影(ying)響因素包括：砂(sha)(sha)輪主(zhu)軸旋(xuan)轉系統的振(zhen)動、砂(sha)(sha)輪校正(zheng)、磨(mo)削(xue)條(tiao)件(jian)和磨(mo)削(xue)力等。

04　CBN砂輪高質量磨削技術的發展

1）完善的減振對策

為了減(jian)少微量橫向進給加工過程中(zhong)與設備相(xiang)關因素引起的(de)振動(dong)，測量輪(lun)軸、電(dian)動(dong)機和(he)皮帶輪(lun)各自(zi)的(de)振幅，校正動(dong)平(ping)衡后對這些部件(jian)進行組(zu)裝，最終建立(li)完善的(de)振動(dong)對策(ce)，將在(zai)靠近磨削點(dian)的(de)砂輪(lun)前部的(de)振動(dong)控制在(zai)設定的(de)水(shui)平(ping)。

2）高精度修整技術

在(zai)CBN砂(sha)輪(lun)切(qie)削刃的(de)修(xiu)形過(guo)程中，使用旋(xuan)轉式金剛石修(xiu)整器得(de)到(dao)鋒利的(de)砂(sha)輪(lun)切(qie)削刃，并通(tong)過(guo)調整刃口大小使其均(jun)勻，以優化修(xiu)形狀態。

3）表面(mian)紋理的優化算法

在磨削旋轉工件時盡量(liang)減小砂(sha)輪與工件的(de)(de)(de)相對(dui)振動，但(dan)不(bu)能完全(quan)消除。對(dui)于擾動引起的(de)(de)(de)受迫振動和由(you)切削性(xing)能變化引起的(de)(de)(de)自激振動，使用算(suan)法(fa)可(ke)降(jiang)低磨削表面(mian)的(de)(de)(de)不(bu)均勻性(xing)。

4）低磨(mo)削力砂(sha)輪的研制(zhi)

為了保證(zheng)在微小(xiao)(xiao)進給量(liang)下使最終的(de)磨(mo)削(xue)表面(mian)均(jun)勻化，研(yan)制(zhi)減小(xiao)(xiao)磨(mo)削(xue)力的(de)CBN砂輪。為了保證(zheng)砂輪的(de)切(qie)削(xue)性(xing)能，將(jiang)重點放在磨(mo)粒(li)類型、磨(mo)粒(li)形(xing)狀、降低黏(nian)合劑(ji)含量(liang)和(he)改進黏(nian)合劑(ji)上(shang)。