BW Professional Cutter Expert www.tool-tool.com

一、精密磨削和超精密磨削

隨 著技術創新與高科技產品的不斷湧現，零件的加工精度和表面完整性要求愈來愈高。例如，廣泛用於液壓隨動系統中 精密偶件的閥芯與閥套的配合精度常要求達到 μm級，錄像頭、影碟機等精密零件的加工精度已提高到0.1μm，激光陀螺平面反射鏡的平面度誤差要求小於0.05μmRa<0.001μm。目前 作為傳統精密加工方法的磨削正在向超精密磨削、超精密研磨和拋光等方向發展。精密和超精密磨削的關鍵是最後一道工序，要從工件表面降去一層小於或等於工件 最後精度等級的表面層。因此，要實現精密或超精密磨削，首先要減少磨粒單刃切除量，而使用微細或超微細微粉的磨粒是減少單刃切除量的最有效途徑。日本鏡面 磨削時使用的磨具粒度為4000~8000#，其微粉的平均尺寸為1.5μm~4μm，加工後工件表面粗糙度可達Ra0.003μm~0.005μm。使 用粒徑為20nm的SiO2超微細微粉及錫拋光盤對藍寶石單晶進行無損超精密研磨的拋光，可獲得Ra＜1nm的表面。目前精密量塊、光學平晶、集成電路的 硅基片等精密零件都是採用上述方法來獲得高質量的表面。為使研磨壓力均勻可控，近幾年來還開發了磁力研磨，磁流體超精研磨及彈性發射加工（EEM）等新技 術。

實現超精密磨削是一項系統工程，包括研製高速高精度的磨床主軸、導軌與微進給機構，精密的磨具及其平衡與修整技術，以及磨削環境的淨 化與冷卻方式等。我國 鄭州磨產磨具磨削研究所開發的噴塗陶瓷精密磨削工藝，其尺寸精度和加工表面粗糙度均與國外水平相當，磨削效率高於國外一倍左右。該工藝在張家口石油機械 廠、武漢青山熱電廠等單位使用後，取得了顯著的經濟效益。

二、開發了SG和ABN800等磨料新品種

SG磨料是美國 Norton公司首先推出的。它是由亞微米級的Al2O3晶體，採用溶膠凝膠（Sol-gel）工藝合成並經燒結製成的新型陶瓷剛玉磨料。 與普通電熔剛玉磨料相比，不但硬度高，而且因磨粒是微晶結構，它有很多晶解面，在外力作用下或在修銳和修整中僅微晶脫落，不斷產生鋒利的切削刃，自銳性 好，且剝落較少，用其製作的磨具具有耐磨性好、磨削熱少，使用壽命長、磨削比（磨除材料體積與磨具消耗體積之比）大、切除率高和磨削質量好等優點，現已廣 泛用於航空航天、汽車、軸承、工模具、儀器儀表等領域的精磨與成形磨削等方面的加工。目前常用的是SG與WA（白剛玉）或A（棕剛玉）的混合磨料，其中 SG所佔比例有100%、50%、30%、20%、10%等多種，分別用SG、SG5、SG3、SG2、SG1來表示。國外一些性能優異的磨具製品，如德 國Hermes磨料公司的CB寶石藍砂輪、奧地利Tyrolit公司開發的CSS砂輪、美國Cincinnati Milacron公司生產的MSB砂輪、日本Noritake株式會社推出的新型CX陶瓷砂輪，都是類似SG磨料的微晶燒結剛玉的產品。

在 激烈的市場競爭中，近年來美國Norton公司又推出了SG磨料的第二代產品——TG（Targa）磨料。它保留了SG的優點，在磨料形狀上作了新的突 破，很有細的棒狀晶態結構，適用於緩進給磨削及加工鉻鎳鐵合金、高溫合金等難加工材料。據稱，TG磨料的材料切除率為剛玉的2倍，壽命為剛玉的7倍。

SG磨料的磨削性能介於剛玉與CBN（立方氮化硼）之間，價格適中，是一種很有應用前景的磨料新品種。新型SG磨料我國亦已開發成功，第七砂輪集團公司已在進行該磨料的工業性應用。

ABN800 和ABN600是De Beers公司開發的CBN磨料新品種。其磨粒均是微晶結構，具有較高的抗壓強度和熱穩定性。其中ABN800有更獨特的晶體特性，磨料在受力破碎時無論 大小都具有尖角，使其在使用過程中能始終保持鋒利的磨削性能，因而磨削時產生的磨削力小，功率消耗少，加工質量好，使用壽命長。近幾年來在國際展覽會上， 國外展出的一些CBN磨具大多是ABN800和ABN600的微晶CBN磨料製品。

三、高效率磨削

高簡編和高精度是現代 製造技術追求的兩大目標。大家知道，磨削雖然在達到的加工精度和表面粗糙度方面具有無可比擬的優勢，但其材料切除率Q（單位時產內磨 除材料的體積，mm3/s）難以與其他切削抗衡。這是因為Q等於磨屑平均斷面積、磨屑平均長度和單位時間內的作用磨粒數（磨屑數）三者的乘積。所以，為了 提高磨削效率，必須採用增大單位時間內作用的磨粒數（如高速磨削、超高速磨削、砂帶磨削等）、增大磨屑平均斷面積（如各種重磨削）及增大磨屑平均長度（如 緩進給深磨、立軸平磨）等許多高效率磨削技術。其中重負荷荒磨、超高速磨削、砂帶磨削和高效深磨技術的發展尤為引人注目。

重磨削的發展，使磨削不僅適用於精密加工和超精密加工，而且也適用於粗加工與荒加工。

高 速磨削是指磨削速度vc為50m/s~150m/s的磨削，而vc＞150m/s的磨削稱為超高速磨削。近年來研究表明，超高速磨削不但可大幅度提高工 效、延長磨具壽命用降低表面粗糙度，而且可對硬脆材料實現延性磨削，對高塑性材料和難磨材料也有良好的磨削效果。過去由於受磨具回轉破裂速度的限制，以及 磨削溫度高和工件表面燒傷的制約，磨削速度長期停滯在80m/s左右。隨著CBN磨料的使用和高速磨削機理研究的深入，現在工業上實用的磨削速度已達到了 150m/s~250m/s，實驗室中達到500m/s。超高速磨削需要有超高速磨削磨具、超高速磨床、磨削液及其供液過濾系統以及對磨削過程監控等相關 技術作支撐。在IMTS98，Toyota Machinery USA展出的高速磨床，磨50HRC淬硬鋼的傳動軸，砂輪線速度達120m/s；展出的凸輪磨床，砂輪線速度為200m/s。我國在國家自然科學基金資助 下，已建造了200m/s的超高速磨削試驗台，並開展了對超高速磨削機理的系統研究。

砂帶磨削的加工效率比普通磨削高5~10倍以上。由 於它屬於彈性磨削，有利於解決磨削燒傷和工作變形等問題。所以，工業發達國家的砂帶磨削已佔總磨削量的 一半左右。近幾年來國外的砂帶已用Cubitron（美國3M公司）和SG磨料取代普通剛玉磨料，同時由於採用新基體、新結合劑而使砂帶壽命延長。

緩 進給深磨是一種大切深和緩進給的高效磨削技術，它不但工效高，而且磨削精度高和加工表面質量好。特別是近幾年來出現的一種集超高速 （150m/s~250m/s）、大切深（0.1mm~30mm）、快進給（0.5m/min~10m/min）於一體的高效深磨HEDG（High Efficiency Deep Grinding）新技術，它結合CBN砂輪與CNC技術，可使單位寬度砂輪上的材料磨除率高達2000mm3/mm·s~3000mm3/mm·s。用 此法磨削成形表面和溝槽零件（如轉子槽、鑽頭上螺旋槽）時，可獲得遠高於切削加工的材料切除率。我國東北大學已製造出了大功率超高效深磨磨床，砂輪電動機 功率為55kW，磨削速度為250m/s。

四、超硬磨料磨削技術的新發展

由金剛石或CBN磨料製作的磨具稱為超硬磨料磨具。由於其優良的磨削性能，現已廣泛用於磨削技術各個方面，並成為超精密磨削、高效率磨削、難加工材料磨削、高精度成形磨削、磨削自動化和無人化等技術進步的基礎。

金剛石和CBN磨料由於它們在加工材料適應方面的互補性，使由它們所構成的磨具可加工範圍大為擴展，覆蓋了包括各種高硬、高脆、高強韌性材料的幾乎全部被加工材料。

金 剛石磨具是磨削硬質合金、光學玻璃、陶瓷和形容詞石等硬脆材料的最佳磨具，但因其在700℃~800℃時容易碳化，所以它不適於磨削鋼鐵材料及超高速磨 削。CBN磨料的出現導致磨削技術的革命，它能承受1300℃~1400℃的高溫，對鐵族元素化學惰性大，導熱性好，磨鋼料時的切除率高，磨削比大，磨具 壽命長，是磨削淬硬鋼、高速鋼、高強度鋼、不銹鋼和耐熱合金等高硬度韌性大的金屬的最佳磨料。此外，CBN磨具還適用於超高速磨削，金屬基體CBN磨具線 速度超過250m/s也會不破碎。

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Tapered end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.