高速磨削的砂輪應(yīng)具有高強(qiáng)度、高抗沖擊強(qiáng)度、耐熱性好，微破碎性，雜質(zhì)含量低等性能，1957年美國(guó)通用汽車公司首次合成出具有以上性能的CBN超硬磨料。這之后CBN砂輪成為高速磨削磨具的研究方向。使用這種磨具使磨削效率大大提高。20世紀(jì)80年代后期，德國(guó)成功地將陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪應(yīng)用于軸承內(nèi)表面磨削，開創(chuàng)了軸承磨加工領(lǐng)域的新局面。
　　l CBN砂輪的磨削特點(diǎn)
　　CBN砂輪磨削刃鋒利，磨削拉力小，溫升低，工件表面無燒傷、裂紋。由于磨削表面有殘余壓應(yīng)力，因而使得磨削工件的尺寸精度、幾何精度較普通砂輪磨削大大提高，使軸承壽命大幅增長(zhǎng)。
　　2 CBN砂輪在內(nèi)表面磨削中的應(yīng)用
　　軸承內(nèi)圈內(nèi)徑、外圈滾道等內(nèi)表面磨削一直是軸承生產(chǎn)中的制約工序。由于受內(nèi)孔尺寸的約束，磨削砂輪的尺寸、接桿、冷卻條件都受到了限制，特別是小型球軸承內(nèi)圈內(nèi)孔的磨削，更是軸承磨削的一個(gè)難點(diǎn)，現(xiàn)有的生產(chǎn)手段不能很好地滿足生產(chǎn)的需要。采用CBN砂輪配以大功率、高剛性電主軸，大大地提高了切削性能，降低了砂輪磨損性，使得磨削工件表面質(zhì)量、工件尺寸、砂輪精度大大提高，同時(shí)也減少了修整砂輪、更換砂輪等輔助時(shí)間，提高了磨削效率。但使用CBN砂輪磨削軸承內(nèi)孔時(shí)，對(duì)軸承內(nèi)圓磨床及相關(guān)設(shè)施提出了新的要求。
　　(1)磨床CBN軸承內(nèi)圓磨床整體結(jié)構(gòu)有更強(qiáng)的工藝剛性，自床身到各部件的剛性都較普通磨床要求高，以滿足CBN砂輪緩進(jìn)給大切深的要求。承擔(dān)磨削主運(yùn)動(dòng)的砂輪電主軸要求超大功率、高剛性和長(zhǎng)壽命，這樣能高速可靠地切除金屬余量，并達(dá)到精度要求。由于CBN砂輪磨削的磨損率很低，所需修整量很小，軸承磨削的一般修整量?jī)H為3—4微米，因而要求機(jī)床的進(jìn)給及修整系統(tǒng)有極小的進(jìn)給補(bǔ)償分辨率，通常為0．5～1微米進(jìn)給、補(bǔ)償導(dǎo)軌低速進(jìn)給時(shí)，不得有爬行現(xiàn)象，受力時(shí)不得變形。CBN砂輪修整若采用杯式金剛石修整器，還要求砂輪線速與修整器線速有一定比值，這就要求電主軸驅(qū)動(dòng)變頻電源能夠適應(yīng)控制。
　　(2)磨削冷卻CBN砂輪磨削使用油冷卻的效果明顯優(yōu)于水冷，因?yàn)樗cCBN磨料發(fā)生親和反應(yīng)不利磨削。使用高壓大流量油冷卻，還需配套的吸霧裝置。
　　(3)電氣控制在電氣控制方面，臺(tái)理調(diào)整適用于磨削的磨削參數(shù)也極為重要。CBN砂輪初修后，存在一個(gè)不穩(wěn)定期，這時(shí)機(jī)床應(yīng)適當(dāng)調(diào)整降低進(jìn)給速度，要求控制系統(tǒng)采用CNC控制，并能夠隨機(jī)適應(yīng)控制。
　　(4)砂輪的修整CBN砂輪的磨損率較剛玉類砂輪小得多。通常認(rèn)為CBN砂輪的磨損形式主要是化學(xué)磨損，相變磨損和堵塞引起的磨料脫落等。陶瓷結(jié)合荊的CBN砂輪常用的修整器有金剛石石滾輪修整器(常用于修整成型面)、中頻驅(qū)動(dòng)盒剛石圓盤修整器等。其中單點(diǎn)金剛石修整器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，但金剛石易磨損，修銳效果欠佳，嚴(yán)重時(shí)會(huì)擠碎砂輪；氣動(dòng)金剛石杯形修整器，修形、修銳效果最好，金剛石磨損均勻，但修整器的轉(zhuǎn)速不易調(diào)準(zhǔn)．結(jié)構(gòu)也稍復(fù)雜；中頻驅(qū)動(dòng)金剛石圓盤修整器的修整轉(zhuǎn)速元級(jí)可調(diào)，可以選擇最合適的修整器和砂輪的速度比．修整效果相當(dāng)理想，金剛石磨損均勻，是較高級(jí)的修整器，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，修整器需由變頻電源驅(qū)動(dòng)。其他修整方法還有彈性彎板修整裝置、鋼絲刷與金剛石砂輪組合修銳法、游離磨料輔助磨塊修銳法和電解在線修銳技術(shù)等。
　　(5)應(yīng)用效果CBN砂輪在軸承內(nèi)圓高速磨削時(shí)，其磨削比、尺寸精度以及表面粗糙度等比氧化鋁砂輪有較大提高．減少了輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率，可實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn)管理。普通軸承是一種低附加值的產(chǎn)品，在推廣使用CBN砂輪時(shí)，認(rèn)真研究使用合理的磨削比，這樣才能扎扎實(shí)實(shí)地推廣和使用這一先進(jìn)的磨削方法。
　　雖然目前CBN砂輪的性能價(jià)格比尚未被眾多的軸承生產(chǎn)廠家所接受，再加上國(guó)內(nèi)尚元適合CBN砂輪磨削的性能優(yōu)異的機(jī)床，但隨著國(guó)內(nèi)CBN砂輪的進(jìn)一步研究，成本的進(jìn)一步下降和專用機(jī)床的研制開發(fā)及其他相關(guān)技術(shù)的掌握，CBN砂輪必將在軸承磨削加工中得到廣泛應(yīng)用。
　　
　　
　　作者:楊立芳 屈理強(qiáng),洛陽(yáng)軸承研究所.