金剛石滾輪整形金剛石滾輪是采用電鍍法或粉末冶金法將金剛石顆粒固結(jié)在金屬基體的圓周表面上制成的高效成型修整工具，其修整機(jī)理是通過(guò)金剛石滾輪與CBN砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)砂輪整形。

修整進(jìn)給量ar和修整速比q(q=vr/vs，vr為金剛石滾輪線速度，vs為CBN砂輪線速度)對(duì)修整后CBN砂輪的磨削性能有重要影響。采用較大修整速比q=修整后的CBN砂輪磨削力較小，但工件表面粗糙度較大。采用較大修整進(jìn)給量ar修整后的砂輪較鋒利。S.Malkin 等人認(rèn)為，金剛石滾輪整形法的修整機(jī)理和修整后砂輪的磨削性能主要由CBN砂輪磨粒軌跡與金剛石磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡之間的夾角(干涉角d)控制，d 越大，修整力越小，但修整后的砂輪表面較粗糙。

中速比的選擇范圍為q=0.4～0.7，精密磨削時(shí)應(yīng)選取速比q＜-1.0，具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)磨削粗糙度要求和砂輪特性確定，例如磨削精密氧化鋯零件時(shí)可采用速比q＜-1.0 修整CBN陶瓷砂輪，這樣可獲得較低的粗糙度(Ra=0.06um)和較高的圓度(0.6um)。金剛石滾輪整形法的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、滾輪耐用度高、能同時(shí)在砂輪全寬度上進(jìn)行修整、修整時(shí)間短、修整力小、能復(fù)制特定的砂輪輪廓(尤其對(duì)復(fù)雜型面砂輪具有準(zhǔn)確的復(fù)形能力)、適用于自動(dòng)化生產(chǎn)。該方法在有載或無(wú)載情況下均可使用，可使修整時(shí)間與其它加工輔助時(shí)間交叉重合。

電加工整形法電加工整形法只能用于金屬結(jié)合劑砂輪，主要有電解法、電火花法等。

電解法用于整形相對(duì)比較困難。電火花整形法是利用旋轉(zhuǎn)砂輪與工具電極之間產(chǎn)生脈沖火花放電的電腐蝕現(xiàn)象來(lái)蝕除砂輪表面的金屬結(jié)合劑，以達(dá)到整形和修銳目的。在電火花整形過(guò)程中，砂輪與工具電極間產(chǎn)生的電火花放電脈沖在砂輪表面形成放電凹坑，在重復(fù)放電過(guò)程中，放電凹坑相互重疊，逐漸將砂輪修整到所需形狀。電火花修整的特點(diǎn)是加工力小、適于小直徑和極薄砂輪的修整；如配以高精度電極和合理的放電參數(shù)，可方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)成型砂輪的快速、高精度整形。   

3 CBN砂輪的修銳方法常用的CBN砂輪修銳方法有自由磨粒修銳法、固結(jié)修銳工具修銳法、電加工修銳法、激光修銳法等。自由磨粒修銳法氣體噴砂修銳以碳化硅、剛玉或玻璃珠等游離磨粒作為修銳介質(zhì)，用壓縮空氣將修銳介質(zhì)高速?lài)娚涞睫D(zhuǎn)動(dòng)的CBN砂輪表面，以去除部分結(jié)合劑，形成切削刃，達(dá)到修銳砂輪的目的。采用氣體噴砂修銳法時(shí)，應(yīng)正確選擇磨料粒徑、噴射壓力和修銳時(shí)間。例如用粒徑為100～150um 的玻璃珠，以60～70KPa 的壓力(或用粒徑50um 的WA 顆粒，以100～140KPa 壓力)對(duì)CBN砂輪進(jìn)行噴砂修銳，只需數(shù)分鐘即可獲得滿(mǎn)意的修銳效果。超聲振動(dòng)修銳被修砂輪以一定速度旋轉(zhuǎn)，將超聲振動(dòng)修銳裝置調(diào)整到諧振狀態(tài)，按一定頻率和振幅作超頻縱向振動(dòng)。將混油磨料(20#機(jī)油+碳化硅或剛玉磨粒)注入到修銳器與砂輪之間，利用修整元件傳遞的能量和主動(dòng)顫振，使游離磨粒直接撞擊砂輪表面，對(duì)結(jié)合劑進(jìn)行切削去除，使CBN磨粒凸出砂輪表面，獲得較好的修整效果。試驗(yàn)表明，CBN砂輪與修整元件之間的預(yù)留間隙小于游離磨粒平均尺寸的1/2時(shí)，間隙大小對(duì)修銳效果沒(méi)有影響。

彈性修銳將混油磨料注入CBN砂輪與修整元件之間，由旋轉(zhuǎn)的砂輪帶動(dòng)混油磨料通過(guò)砂輪與修整元件的間隙，游離磨粒擠研CBN砂輪上的結(jié)合劑以達(dá)到修銳目的。當(dāng)游離磨粒碰到硬質(zhì)點(diǎn)CBN磨粒時(shí)，可以轉(zhuǎn)向或退讓?zhuān)鴮?zhuān)門(mén)切削和擠研軟質(zhì)點(diǎn)結(jié)合劑，同時(shí)修整過(guò)程中修整元件的自然顫振也增強(qiáng)了修整效果。彈性修銳法能有效修銳CBN砂輪，而不會(huì)破壞砂輪的形狀精度，可以通過(guò)選擇修整磨粒的平均尺寸，較準(zhǔn)確地控制CBN磨粒的凸出高度。彈性修銳法常用于樹(shù)脂結(jié)合劑CBN砂輪的修銳。

游離磨粒擠壓修銳利用壓力(也可不用壓力)將碳化硅或剛玉磨粒注射到CBN砂輪與鋼修整輪之間，二者間隙應(yīng)小于磨粒平均直徑。游離磨粒擠研CBN砂輪上的結(jié)合劑，使砂輪磨粒凸出結(jié)合劑表面，達(dá)到修銳目的。用該法修銳樹(shù)脂結(jié)合劑CBN砂輪時(shí)，初始磨損較大，磨削比較低。液壓噴砂修銳該方法是利用高壓液體和磨粒的運(yùn)動(dòng)達(dá)到去除砂輪表面結(jié)合劑的目的。高壓泵以約15MPa的壓力和20 l/min的流量輸出冷卻液，冷卻液進(jìn)入旋渦室形成負(fù)壓，并從側(cè)孔吸入大量空氣和修銳介質(zhì)(碳化硅或剛玉游離磨粒)，與冷卻液混合后，通過(guò)陶瓷噴嘴以一定速度和傾角a噴射到轉(zhuǎn)動(dòng)的CBN砂輪表面。

用金剛石滾輪對(duì)CBN砂輪整形后再進(jìn)行液壓噴砂修銳(修銳時(shí)間為30 秒)，可獲得良好的修銳效果。若砂輪僅進(jìn)行整形，砂輪表面粗糙度為10～15um；若整形后再進(jìn)行液壓噴砂修銳，則砂輪表面粗糙度可增大到30～35um。比較修銳后的表面粗糙度及CBN磨粒的平均直徑，可知CBN砂輪表面磨粒間的結(jié)合劑去除量約占CBN磨粒直徑的一半。若單獨(dú)增加修銳時(shí)間，會(huì)導(dǎo)致更多結(jié)合劑被去除，易使CBN磨粒脫落，因此修銳時(shí)間不宜超過(guò)極限修銳時(shí)間。液壓噴砂修銳是一種高效修銳方法，可在短時(shí)間內(nèi)獲得滿(mǎn)意的修銳效果。用金剛石滾輪整形的同時(shí)進(jìn)行液壓噴砂修銳可減少金剛石滾輪的磨損。在磨削過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行液壓噴砂修銳可增加金屬切除率。固結(jié)修銳工具修銳法碳化硅或剛玉塊切入修銳修銳塊在半徑方向上以切入速度vfr壓向CBN砂輪進(jìn)行修銳，修銳塊磨粒的硬度足以切除CBN磨粒間的結(jié)合劑。當(dāng)CBN磨粒與修銳塊磨粒相遇時(shí)，由于CBN磨粒硬度更高，修銳塊磨粒將發(fā)生破碎。修銳塊磨粒間隙中填滿(mǎn)碎磨粒有助于對(duì)結(jié)合劑進(jìn)行切削，從而使CBN砂輪上較淺的磨粒脫落。

被修整砂輪的有效粗糙度與剛玉塊單位寬度磨耗體積以及切入速度vfr有關(guān)，被修整砂輪的有效粗糙度最終將趨于一極限值，該極限值隨vfr的增大而增大。普通砂輪磨削修銳用修整輪(碳化硅砂輪或剛玉砂輪)作切入式外圓磨削，修銳CBN砂輪。修整輪速度vr與CBN砂輪速度vs的關(guān)系應(yīng)為vr≈vs-1(m/s)。油石修銳油石修銳是應(yīng)用較廣泛的修銳方法，它主要通過(guò)接觸區(qū)破碎磨粒的擠研作用去除CBN砂輪的結(jié)合劑。采用不同粒度的油石修銳后磨粒的凸出高度均在6～10um。由于油石修銳無(wú)法獲得較大的磨粒凸出高度，因此不能用于大切削用量磨削用CBN砂輪的修銳。采用油石修銳法對(duì)電鍍CBN砂輪進(jìn)行微量整形可去除鍍層表面過(guò)高或結(jié)合不牢的CBN磨粒，從而改善磨粒的等高性，減少電鍍砂輪型面的尺寸誤差。除上述修銳方法外，還有修銳棒、修銳膏、金屬絲刷、硬質(zhì)合金塊、低碳鋼磨削修銳法、磁性磨料修銳法等。

電加工修銳法常用的電加工修銳法有電解在線修整法(ELID)、電火花修銳法、電解電火花復(fù)合修銳法等。電加工修銳法的效率較高，可進(jìn)行在線、在位修銳。電解在線修銳(ELID)法可實(shí)現(xiàn)對(duì)單晶硅、陶瓷鋼結(jié)硬質(zhì)合金等的精密超精密鏡面磨削。在軸承鋼外圓磨削方面也取得了良好效果。例如用ELID 法磨削軸承鋼外圓，采用4000#鑄鐵結(jié)合劑CBN砂輪，表面粗糙度約為Ra0.020um，磨后表面壓應(yīng)力為150～400MPa。電火花修銳方法包括電火花放電修銳法、接觸放電修整(ECDD)法等，其工作原理與電火花整形相同。ECDD 修銳技術(shù)可使磨粒凸出量為常數(shù)，并能獲得高的材料去除率。應(yīng)用ECDD 在線修銳磨削，可減小磨削力，延長(zhǎng)砂輪壽命，提高磨削質(zhì)量。

新型修銳方法激光修銳法將激光束垂直照射于砂輪上，利用激光產(chǎn)生的熱量使砂輪表面的結(jié)合劑部分融化蒸發(fā)或汽化，從而增加砂輪表面磨粒高度和有效磨粒數(shù)，改善容屑空間和磨粒等高性。當(dāng)掃描能量密度一定時(shí)，激光的脈沖頻率和占空比對(duì)修銳效果有一定影響，其中激光頻率的影響更為顯著，頻率越高，修銳效果越差；增大占空比有利于改善修銳效果；增大激光功率有助于增大磨粒凸出高度。高壓水噴射修銳法將高壓水柱垂直噴射于砂輪表面，利用水柱的高壓沖擊力去除砂輪表面的磨屑及部分結(jié)合劑，從而增加磨粒凸出高度，形成足夠的容屑空間。

合理控制噴射壓力和噴射距離，可獲得良好的修銳效果。例如用325#CBN砂輪精磨Ti6Al4V合金時(shí)，采用107.1MPa的噴射壓力和20mm 的噴射距離進(jìn)行修銳，可顯著延長(zhǎng)修整周期和降低工件表面粗糙度，但過(guò)高的噴射壓力會(huì)導(dǎo)致砂輪損傷。高壓水噴射修銳法的特點(diǎn)是無(wú)需考慮修銳工具的磨損，修銳裝置簡(jiǎn)單，易于控制和操作。4 結(jié)語(yǔ)CBN砂輪的整形方法較多，其中以金剛石滾輪整形法效果較好，在實(shí)際操作中可根據(jù)需要選擇合適的整形方法。CBN砂輪修銳方法的特點(diǎn)是避開(kāi)對(duì)CBN磨粒的作用，直接針對(duì)結(jié)合劑進(jìn)行蝕除，因此在各種CBN砂輪修銳方法中，自由磨粒修銳法效果較好。