柯爾柏斯來福臨(隸屬聯(lián)合磨削集團(tuán))新開發(fā)的工藝（如：超聲波輔助磨削或電蝕修整工藝）將對高要求脆硬材料的加工提供支持。
       根據(jù)實(shí)際情況，超聲波輔助磨削可使內(nèi)圓端面磨削加工作用力降低大約30-50%
       采用STUDER- WireDress®的線切割修整技術(shù)將使金屬基砂輪的磨削時間降低大約30-40%
磨削加工工藝是一種最終加工技術(shù)，不同行業(yè)對它提出了不同的要求。在過去數(shù)年中，硬質(zhì)合金或陶瓷等脆硬材料零件制造商對組件質(zhì)量提出了不斷提升的要求。為了優(yōu)化此生產(chǎn)流程，本文將舉例介紹兩個研究項(xiàng)目：“超聲波輔助磨削”和“線切割修整”(STUDER-WireDress®)，它們是由Fritz Studer AG發(fā)起的瑞士研究促進(jìn)活動范疇內(nèi)的一項(xiàng)合作項(xiàng)目。        超聲波輔助磨削
       在針對超聲波輔助磨削的研究中，對采用金剛石砂輪加工陶瓷(ZrO2、Al2O3、Si3Ni4)的內(nèi)圓磨削流程進(jìn)行了重點(diǎn)關(guān)注。采用這些材料的零件今后可用于醫(yī)療器材或者精密測量技術(shù)（測量球）。
       按照在此最新介紹的方法，可在目前的機(jī)床設(shè)計(jì)中采納超聲波磨削主軸，也可將它加裝到現(xiàn)有機(jī)床上。這一受專利保護(hù)的方法考慮到了把超聲波發(fā)生激勵器整合到已知內(nèi)圓磨削主軸設(shè)計(jì)方案中的問題。對于超聲波發(fā)生器將在對磨削工具加以考慮的情況下進(jìn)行計(jì)算，并進(jìn)行相應(yīng)的加工。根據(jù)所計(jì)劃的應(yīng)用條件，必須采用較小的砂輪直徑(<3mm)。
       為了利用磨削工具切削速度較高的優(yōu)點(diǎn)，所以在開發(fā)超聲波主軸組件時把主軸轉(zhuǎn)速固定在60000-100000轉(zhuǎn)/分鐘的范圍。為了滿足這一應(yīng)用條件，對于需開發(fā)的超聲波磨削主軸提出了新的要求，以確保實(shí)現(xiàn)超聲波輔助加工的理論優(yōu)點(diǎn)。在此介紹的范例中，此要求尤其體現(xiàn)在降低整體陶瓷材料內(nèi)圓端面磨削時作用于材料上的加工作用力（根據(jù)情況大約30-50%）上，這能使切削量更高、刀具磨損更小。

       降低表面粗糙度
       軸向疊加的超聲波運(yùn)動是由所集成的控制感測器通過感應(yīng)引發(fā)的，這種運(yùn)動在磨削脆硬材料時將對切屑形成過程提供幫助。為了使這一潛力得到利用，已實(shí)現(xiàn)了在主軸高速旋轉(zhuǎn)時同步進(jìn)行70kHz超聲波運(yùn)動的傳輸。這一情況代表著一種最新技術(shù)。
       針對陶瓷零件內(nèi)圓切入磨削也采用相同檢測裝置進(jìn)行了試驗(yàn)。另外還發(fā)現(xiàn)具有降低表面粗糙度的效果，這將為此工藝的未來用戶進(jìn)一步挖掘出經(jīng)濟(jì)性潛力。

       線切割修整技術(shù)
       原則上，在加工上述脆硬材料時將使用各種粘結(jié)劑體系的金剛石砂輪。鑒于硬質(zhì)合金和高性能陶瓷（包括硬度、韌性）的材料特性，必須使用此高硬度磨料。但這種磨料也會發(fā)生物理性磨損，它把修整問題提上了議程。在這方面，已知修整技術(shù)常常都具有缺陷，而且再現(xiàn)性不夠。
       因此，STUDER在過去進(jìn)行的一個基礎(chǔ)試驗(yàn)中對金屬基金剛石砂輪的電火花修整進(jìn)行了研究，并將此研究結(jié)果連同最新知識按照實(shí)踐要求轉(zhuǎn)化為外圓磨削砂輪的修整條件。所進(jìn)行的試驗(yàn)針對金屬基金剛石砂輪的應(yīng)用并使用油作為冷卻潤滑液，而且油同時還起著電解質(zhì)的作用，同時還通過實(shí)驗(yàn)確定此方法也能用于金屬基CBN砂輪。
       正如您今天在高速加工所使用的一樣，金屬基金剛石砂輪的應(yīng)用已得到了復(fù)興，即使是在較低的切削速度時也能獲得較高的切削能力，因?yàn)榻柚娀鸹üに嚥粌H可生成規(guī)則的砂輪外形輪廓，還可獲得出色的磨粒出露高度，從而能有針對性地獲得材料磨削所需的容屑空間。此磨粒出露高度，加上金屬粘結(jié)劑具有很高的磨粒附著力，這將使磨削能力達(dá)到最佳。

       顯著降低磨削時間
       在采用STUDER-WireDress®技術(shù)按照生產(chǎn)條件進(jìn)行的批量模擬表明，相比現(xiàn)在的金屬基砂輪磨削流程，它能使每個工件的磨削時間顯著降低30-40%。
       線切割工藝被選擇用于STUDER-WireDress®系統(tǒng)，因?yàn)橄啾却怪彪娢g工藝，它的線徑始終恒定。因此不必為獲得完整的砂輪外形輪廓而制造一個垂直電蝕工具。一個專門開發(fā)的送線系統(tǒng)采用連續(xù)性送線進(jìn)給裝置，確保輪廓精準(zhǔn)，它能在進(jìn)行修整期間精確且無振動地進(jìn)行送線。借助指定直徑的金屬線可在砂輪外形輪廓上生成小于0.2毫米的內(nèi)圓弧和小于0.05毫米的外圓弧。借助這些參數(shù)，用戶在加工中將會有全新體驗(yàn)。

       砂輪輪廓精度
       砂輪的整個輪廓精度將由磨床機(jī)床軸的質(zhì)量決定，因?yàn)樗袚?dān)著砂輪輪廓軌跡運(yùn)行的工作。鑒于技術(shù)緣故，精密磨床在此提供了最佳先決條件。STUDER-WireDress®方案完全符合機(jī)床整合的條件，也就是說將在機(jī)床中（無砂輪更換）、且必要時還要在速度為工作轉(zhuǎn)速時對砂輪進(jìn)行修整。此措施將對磨削流程的質(zhì)量產(chǎn)生巨大的影響。通過對由替代SiC修整工具的STUDER-WireDress®工藝生成的砂輪表面形貌進(jìn)行比較，還發(fā)現(xiàn)了其他有利方面，如：降低磨削作用力以及提高磨削比（G值）。
       機(jī)床操作人員可通過控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)借助線蝕工藝修整磨削工具所需的最佳參數(shù)。因此，對于用戶來說，STUDER-WireDress®的技術(shù)整合是可以掌控的，且與他所熟悉的磨床操作和編程方法類似。