轴承外滚道及挡边同步磨削时砂轮及冷却液选择

　　摘　要：轴承外滚道及挡边同步磨削时几何精度和外观质量要求高，普通刚玉类砂轮加工效果不好。通过对立方氮化硼砂轮各种性能的分析，提出在某些工序用该砂轮代替刚玉类砂轮的设想。
　　关键词：轴承；外滚道挡边；同步磨削；冷却液
　　1　前言
　　我厂从国外引进的1CF-92、2CF-92、T-1283A等磨床是对短圆柱轴承外滚道及挡边进行磨加工的专用设备。由于轴承外滚道及挡边都具有较严的几何精度和外观质量要求，而该设备是对这两项工作同时进行磨削，因此用于磨削这两个工作面的砂轮必须具有良好的保持几何形状和磨粒切削锋利的特性。由于受套圈外滚道直径尺寸限制，砂轮的外径尺寸不可能过大，而且通常都使用刚玉类砂轮，其磨损速度较快，尤其在对双挡边套圈加工中，为了保证砂轮的形状和砂轮的锋利性，对砂轮修整要很频繁，使砂轮急剧损耗，大约一个工作日换一片砂轮，不但工件加工精度及表面质量不易保证，同时由于修整砂轮次数较多，也影响生产率的提高。因此，寻找一种既能提高加工精度又耐用的砂轮成为提高生产率降低成本的关键。
　　2　立方氮化硼砂轮的各种性能
　　立方氮化硼砂轮具有硬度高、耐用性和化学稳定性好、导热性好等优点。据资料介绍，国外许多轴承加工厂将陶瓷结合剂立方氮化硼砂轮应用于轴承内表面的磨削，其使用寿命达到刚玉砂轮的100倍以上，所加工出的轴承表面具有精度高，质量好的特点，而且修整次数少，劳动生产率大幅度提高。
　　3　立方氮化硼砂轮与刚玉类砂轮性能的比较
　　在延长砂轮使用寿命与提高加工质量方面，立方氮化硼砂轮均优于刚玉类砂轮。对刚玉类砂轮与陶瓷结合剂立方氮化硼砂轮两种材质进行对比分析，从磨削特性看刚玉类磨料与立方氮化硼磨料相比硬度低、韧性差，在磨削初期刚玉磨粒由于切削力大，磨粒破碎严重，划痕深度急剧减小，见图1。而立方氮化硼磨粒在工件上的磨削深度在初期变化不大，随着磨削次数的增加，达到2000次以上时，磨削深度急剧变小，说明砂轮磨粒磨损，通过显微镜观察，可见磨粒锋刃有少量金属粘附。随后，磨削深度进人相对稳定期，变化很小，其磨粒磨损程度比刚玉磨粒小得多，其磨损特性如图2所示。
　　4　立方氮化硼砂轮的修整及冷却液的选择
　　由于立方氮化硼磨粒硬度很高，给砂轮的修整带来困难。为了解决这一问题，通常选择陶瓷结合剂。陶瓷结合剂耐用性和耐腐蚀性好，能适用各种冷却液；陶瓷结合剂比较脆，且气孔较大较多，有利于砂轮的自锐，克服了立方氮化硼不易使用普通金刚石修整的缺点，为立方氮化硼普及使用创造了条件；另外陶瓷结合剂与磨粒粘结力较大，砂轮磨损少，能较好地保持砂轮外形轮廓，磨削效率高。由于立方氮化硼硬度很高，在对工件磨削时，磨粒的破碎和脱落较少，而造成砂轮变钝的主要因素是磨粒切削刃部分被金属粘附而影响磨削。由此可见，发挥陶瓷结合剂的立方氮化硼砂轮的特性，减少金属对磨粒的粘附，降低砂轮的磨损速度，是在生产中合理选择冷却液的关键。
　　冷却液在磨削过程中的作用主要是冷却、润滑、清洗、防锈。按冷却液的种类分为两种：水溶液和油类冷却液。水溶液是以水为主要成分的冷却液，其冷却、洗涤效果好，目前水溶液用得Z多的有苏打水、乳化液、合成型磨削液；油类冷却液的冷却、洗涤作用较差，但润滑防锈效果好，其良好的润滑作用可以有效地减少被加工金属对砂轮表面的粘附，明显优于水基磨削液，有利于提高产品加工质量和生产效率。虽然使用油类冷却液有利于防止金属粘附，提高砂轮的磨削性能，但在轴承加工的大批量生产中，受成本及使用条件限制，大量使用还有困难，目前建议用于像加工带挡边外滚道同步磨削这样的加工工序。
　　5　结束语
　　利用陶瓷结合剂的立方氮化硼砂轮加工轴承表面，虽然在国内目前尚未推广，其应用于生产中还需克服价格较贵的缺点，但解决对砂轮的修整、对冷却液的选择等技术问题及该砂轮对提高所加工轴承表面质量和生产效率的作用是不可忽视的，应该致力于这种新型磨料在生产中的应用试验，使其尽快在轴承加工中广泛应用。