金属结合剂砂轮的面形精密修形,是复杂形面精密超精密磨削加工领域一个亟待解决的关键和难点,它严重制约着金属结合剂砂轮在成形精密超精密磨削加工中的应用的推广,从修整机理角度出发,现有常用的修整超硬磨料砂轮的方法可分为固着磨粒磨具修整法,游离磨料修整法,特种加工修整法及新型软弹性修整法。
固着磨粒磨具修整法又称之为砂轮磨削修整法,即用普通磨料砂轮以一定的相对运动速度及一定的磨削深度磨削修整金刚石砂轮,它有以下缺陷。
1.由于普通磨料砂轮无论从结合剂还是磨粒本身的硬度都远大于金刚石砂轮,所以磨削修整效率很低。
2.由于金刚石磨粒本身具有很强的切削能力及硬度,与其相碰的普通磨料磨具的磨粒不是破碎脱落就是被削平,因此修锐后的金刚石砂轮的表面容屑空间减小,切削能力减弱,并且容易堵塞,磨削力及磨削热大量增加,影响磨削质量,磨削精度下降,表面破损增加。
3.由于砂轮磨削法修整是刚性接触,同时普通磨料的硬度及强度也很高,因此修锐后的金刚石砂轮表面磨粒的锋利度将受到影响,锋利的切削刃及刀尖将磨平,这使金刚石砂轮使用时磨削力增大,使用寿命降低。
游离磨料修整法,是使用普通磨料磨粒与冷却液和油的混合物作为修整工具对金刚石砂轮进行修整。这种方法只能用于金刚石砂轮的修锐而无法对其进行修形。此外,这种方法设备复杂,成本较高,且由于大量的游离磨料混在冷却液中喷向砂轮表面,因此无法在磨削现场使用。
特种加工修整方法是采用特种加工方法对金刚石砂轮进行修整,目前有电解修整法和电火花修整法。电解修整法只能用于金属结合剂的金刚石砂轮,且无法进行砂轮的整形,对磨削液要求高,而且这种磨削液对机床有腐蚀作用,这种方法会降低砂轮的使用寿命。电火花修整法只能用于金属结合剂砂轮,对金刚石微粉砂轮的修锐效果不好。
近期出现的软弹性修整法,采用砂带作为磨削工具修整金刚石砂轮,由于砂带上磨粒的强度和硬度及其粘接强度都不是很高,而金属结合剂超硬磨料砂轮不论是结合剂还是磨料的强度和硬度都很高,远远高于砂带,因此用砂带磨削修整法来修整金属结合剂超硬磨料砂轮成本高,效率低,而且无法对金属结合剂超微细粒度砂轮进行修锐。
金属结合剂超硬磨料砂轮的强度和硬度都很高,因此具有很好的形状保持性,特别适合成形表面的精密超精密加工。同时高强度,高硬度也为其修形带来了极大的困难,严重制约了金属结合剂砂轮的广泛应用。
本文是针对硬脆材料和复合材料等难加工材料的精密超精密磨削加工,特别是成形表面的精密加工,提供了一种金属结合剂超硬磨料砂轮的高效快速精密复合修形法,适用于各种形状,各种粒度,各种磨料金属结合剂砂轮的修形,其修形效率高,精度高,成本低,具有很高的实用价值。该方法包括电火花高效快速初修形和电解磨削精密修形两方面的内容。