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(yōu)點，特別是陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的應(yīng)用大大推動了研磨加工的進(jìn)程，也非常適用于軸承零件的磨削加工。如何實現(xiàn)CBN砂輪的高質(zhì)量磨削，設(shè)備、工具、材料、磨削條件、磨削液、加工環(huán)境等因素都不能忽略。

01　CBN砂輪和普通砂輪的對比

普通砂輪的磨削能力（單位時間內(nèi)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粒，硬度為2100～2500 HK，將磨粒固結(jié)在一起的結(jié)合劑強度較低，因磨削力和自銳性，磨粒常會破碎和脫落，砂輪表面狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生變化、砂輪使用壽命短且需經(jīng)常修整，加工效率低。

CBN砂輪的磨削能力為1～15 mm3 /（mm·s），CBN磨粒的硬度為4700HK，使用高強度結(jié)合劑（陶瓷結(jié)合劑）將CBN磨粒固結(jié)在一起，磨粒破碎或脫落的發(fā)生率很低。因此，隨著加工的進(jìn)行，砂輪表面狀態(tài)的變化很小，磨削精度可保持更長時間。

02　磨削表面紋理

高質(zhì)量磨削的關(guān)鍵點即磨削表面紋理。不僅要保證表面粗糙度、直線度、圓度和其他磨削精度，而且要保證當(dāng)光從磨削表面反射時的美觀性。對于CBN砂輪，即使表面粗糙度與使用常規(guī)砂輪相同，在垂直方向上顫振可能更易出現(xiàn)磨削條紋（振紋），在磨削方向上可能出現(xiàn)均勻的鱗狀花紋。

03　如何實現(xiàn)CBN砂輪的高質(zhì)量磨削

磨削表面受設(shè)備、工具、材料、磨削條件、磨削液、加工環(huán)境等諸多因素的影響，忽略這些因素就無法獲得高質(zhì)量的磨削表面。為了使用CBN砂輪實現(xiàn)高質(zhì)量磨削，需要采取措施：

1） 建立表面紋理的可視化測量技術(shù)/分析方法

使用光學(xué)干涉非接觸式三維輪廓儀對測量數(shù)據(jù)添加多種分析方法,從而能真實再現(xiàn)、測量和分析鱗狀花紋。定量地將磨削表面的實際變化與造成不良表面紋理的因素相聯(lián)系，并根據(jù)問題因素的貢獻(xiàn)率有效地改善表面紋理。

2） 分析造成不良表面紋理的因素

通過對磨削橫截面的測量，基于設(shè)備規(guī)格和磨削條件等對表面不均勻性進(jìn)行頻率分析，確定出現(xiàn)振紋和鱗狀花紋的原因，結(jié)果表明，主要與砂輪轉(zhuǎn)頻有關(guān)，影響因素包括：砂輪主軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的振動、砂輪校正、磨削條件和磨削力等。

04　CBN砂輪高質(zhì)量磨削技術(shù)的發(fā)展

1）完善的減振對策

為了減少微量橫向進(jìn)給加工過程中與設(shè)備相關(guān)因素引起的振動，測量輪軸、電動機和皮帶輪各自的振幅，校正動平衡后對這些部件進(jìn)行組裝，最終建立完善的振動對策，將在靠近磨削點的砂輪前部的振動控制在設(shè)定的水平。

2）高精度修整技術(shù)

在CBN砂輪切削刃的修形過程中，使用旋轉(zhuǎn)式金剛石修整器得到鋒利的砂輪切削刃，并通過調(diào)整刃口大小使其均勻，以優(yōu)化修形狀態(tài)。

3）表面紋理的優(yōu)化算法

在磨削旋轉(zhuǎn)工件時盡量減小砂輪與工件的相對振動，但不能完全消除。對于擾動引起的受迫振動和由切削性能變化引起的自激振動，使用算法可降低磨削表面的不均勻性。

4）低磨削力砂輪的研制

為了保證在微小進(jìn)給量下使最終的磨削表面均勻化，研制減小磨削力的CBN砂輪。為了保證砂輪的切削性能，將重點放在磨粒類型、磨粒形狀、降低黏合劑含量和改進(jìn)黏合劑上。