摘要：

　　   對使用青銅基金剛石砂輪片切削光學(xué)玻璃時，出現(xiàn)的截面質(zhì)量逐漸下降甚至最終出現(xiàn)大量邊緣破損的現(xiàn)象進(jìn)行了分析，揭示了青銅基砂輪隨著使用時間的增加，因無法“自銳”而“堵塞”、進(jìn)而變得鈍化是此種現(xiàn)象的根本原因。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合實踐經(jīng)驗和相關(guān)試驗，提出了相應(yīng)的解決方法，并對這一方法的機(jī)理展開研究。

       關(guān)鍵詞：

　　   青銅基金剛石砂輪；光學(xué)玻璃切割；“堵塞”鈍化；油石；強(qiáng)制自銳

       1引言

　　   人造金剛石磨具是以人造金剛石作為磨料所制成的各種磨具。由于人造金剛石有著十分優(yōu)越的物理機(jī)械性能，因此，在磨削或切割光學(xué)玻璃方面得到廣泛的應(yīng)用。常見金剛石磨具有多種結(jié)合劑，包括電鍍、樹脂和青銅；切割光學(xué)玻璃時，一般選擇青銅結(jié)合劑的金剛石砂輪。

　　   但是，使用青銅結(jié)合劑金剛石砂輪切割光學(xué)玻璃最常見的問題是切割砂輪的“堵塞”鈍化。即砂輪在使用之初，切割能力強(qiáng)，非常鋒利。在使用一段時間后，隨著使用時間的推移，砂輪切割能力逐漸下降，以致不能使用。引起這種現(xiàn)象的主要原因是由于青銅結(jié)合劑的結(jié)合強(qiáng)度高，導(dǎo)致金剛石砂輪“自銳性”差，鈍化的磨料顆粒無法破裂和從結(jié)合劑組織上脫落，伴之以切削對象堵塞了砂輪的容屑槽，從而降低了砂輪的切削能力。將這種現(xiàn)象稱之為“堵塞”鈍化。具體表現(xiàn)為：砂輪在使用一段時間后，砂輪割片就顯得較鈍，伴隨著切削噪音增大；砂輪 “堵塞”鈍化后，切削負(fù)荷增大，引起被切削工件的截面變得粗糙，切割質(zhì)量下降；嚴(yán)重時，切割對象甚至在被切斷之前，就被增大的切削力擠斷、擠破。

       2堵塞原因分析

　　   與普通刀具一樣，砂輪磨具在使用一段時間后，也會變鈍。但普通砂輪無需重新刃磨，因為其具有自銳性：即在切削過程中，磨料顆粒在切削力的作用下，不斷地破裂和脫落，暴露出新的切削刃口，從而長期保持砂輪的鋒利。這種特性，稱之為“自銳性”。青銅結(jié)合劑的主要特點是結(jié)合強(qiáng)度高，也就意味著這種磨具的自銳性差，即人造金剛石磨料在變鈍后，無法自行脫落；此外，金剛石顆粒本身顆粒度較小，硬度極高，被切割的材料很難使金剛石顆粒破損，以暴露出新的切割刃口。從而使得這種砂輪自銳性極差，以致在使用一段時間后，砂輪磨具的切割能力就會急劇下降，導(dǎo)致砂輪堵塞現(xiàn)象發(fā)生。

       3解決方法和機(jī)理

　　   （1）解決方法：發(fā)現(xiàn)金剛石砂輪變鈍后，用鉗工用的油石對砂輪進(jìn)行修磨。在噴射冷卻液的情況下，金剛石砂輪以1.3~2.6m/s的線速度空轉(zhuǎn)（無需將其從工作位置拆下）。操作人員借助一塊長方形鉗工油石，手動進(jìn)給，讓油石緩緩地、平穩(wěn)地接觸金剛石砂輪的工作表面（進(jìn)給速度30mm/min），至全部工作表面與油石接觸后，保持接觸2s； 然后將油石迅速退離，修磨即告完成。

　　   經(jīng)油石修磨過的金剛石砂輪，一般均可鋒利如初，恢復(fù)其切削能力；生產(chǎn)率、切割斷面質(zhì)量顯著提高，效果極好。

　　   （2）機(jī)理分析：這種方法的原理是利用油石的磨料顆粒，在高速運動中，借助切削力，強(qiáng)制部分變鈍 的金剛石磨料顆粒破損或者從青銅結(jié)合劑組織上脫落，從而暴露出新的切削刃，以達(dá)到是金剛石刀具重新鋒利的目的。這種方法有別于砂輪的自銳現(xiàn)象：自銳是指在切削過程中，切削對象在被切削的同時，也同時強(qiáng)迫磨料顆粒脫落。而這種方法是借助于切削磨具和切削對象以外的工具、人為地實現(xiàn)磨料脫落的目的，因此，稱之為強(qiáng)制自銳。

　　   須注意的事，這種方法和普通刀具的重磨一樣，都是以砂輪或刀具的消耗作為代價的，修磨后，金剛石刀具的尺寸和形狀都會相應(yīng)發(fā)生變化，因此，運用這種方法時，正確選擇油石的種類和掌握修磨頻度尤為重要。

       4修磨涉及的幾個問題

　　   （1）修磨頻度的掌握：由于每次修磨都會造成金剛石砂輪的消耗，因此，修磨的頻度在滿足使用要求的前提下，不可太過頻繁，應(yīng)當(dāng)結(jié)合切割要求確定。影響因素有如下幾個：

　　   ①生產(chǎn)率：生產(chǎn)率要求高，則修磨頻度高些，以使砂輪及時保持鋒利。

　　   ②工件切割表面質(zhì)量要求：若對工件的切割表面質(zhì)量要求高，則修磨頻度也應(yīng)高些。因為變鈍后的砂輪，切割出的斷面表面粗糙?？梢杂蒙拜喅叽绲目焖傧膩頁Q取切割的高質(zhì)量。

      ③金剛石濃度：金剛石濃度高的砂輪，其切割能力強(qiáng)，結(jié)合能力就相應(yīng)較弱，這種較弱的結(jié)合能力，使得砂輪具有一定的自銳能力，故修磨頻度可以相應(yīng)選擇低一些。以現(xiàn)有的實驗數(shù)據(jù)反映，若75%濃度的砂輪單位時間內(nèi)須修磨10次，則100%濃度的砂輪同樣時間內(nèi)則只須修磨3次即可。

　　   （2）冷卻液的選擇：冷卻液可以選用家用洗滌劑。濃度在0.5%~2%即可。修磨時的冷卻液流量須與切割工件時的冷卻液流量相同。

　　   （3）油石種類及粒度的選擇：修磨所用油石，以綠碳化硅油石為最佳，其修磨效率高，效果明顯，因此，據(jù)目前的實驗的基礎(chǔ)上，推薦使用該種油石。粒度選擇范圍在80#～200#之間。粒度大的油石，修磨效果明顯，但修磨后的金剛石砂輪表面稍顯粗糙。具體選擇可根據(jù)切割要求確定。

      5結(jié)語

　　   使用油石對金剛石砂輪進(jìn)行強(qiáng)制“自銳”，是個很好的方法。為更好地達(dá)到提高切割截面質(zhì)量并同時兼顧砂輪使用壽命的目的，在修磨過程中，一方面要掌握好“強(qiáng)制自銳”的修磨周期，一方面還要掌握好油石的相關(guān)技術(shù)參數(shù)、冷卻液的流量、砂輪線速度等技術(shù)參數(shù)，以期達(dá)到最佳效果。實踐證明，油石強(qiáng)制自銳法是一種很好地解決金剛石砂輪鈍化的手段，數(shù)年來使用效果良好。值得在業(yè)界大力推廣。