采用直径为180mm单层电镀CBN砂轮在不同磨削参数下对AISI 1045钢进行高速缓进给窄深槽磨削试验,通过三维表面轮廓仪(SM-100)、维氏硬度计(HMV-G21ST)和金相显微镜(MM-4XCC)检测窄深槽侧面形貌、表面粗糙度、槽底硬度及金相组织等表面参数,分析了砂轮线速度、工件进给速度和窄深槽深度等磨削参数对表面完整性的影响。试验结果表明随着工件进给速度的增大和窄深槽深度的增加,槽侧面粗糙度值增加,表面质量变差,且槽底硬度增大;砂轮线速度的增加有助于降低表面粗糙度值,提高表面质量;工件切入端与切出端,槽侧面磨痕较深,表面质量较差,中间区域具有较好的表面质量,同时由于温度的影响,与中间区域相比,切入端与切出端槽底硬度较低;槽底表面未出现组织转变,槽底亚表层发生塑性变形,晶粒细化且分布较为集中。

针对窄深槽磨削过程中磨削工艺参数对表面性能的影响规律,建立单因素试验,采用单层电镀CBN砂轮对调质42CrMo钢进行高速磨削。运用三维轮廓测量仪、金相显微镜和维氏硬度计检测窄深槽侧面的表面粗糙度Ra、表面形貌、亚表层硬度分布及显微组织,得出磨削工艺参数对窄深槽侧面的表面粗糙度值Ra、表面形貌及显微硬度分布影响规律,分析窄深槽侧面的显微组织。结果表明随着砂轮线速度增大、工件进给速度及磨削深度减小,窄深槽侧面的表面粗糙度值Ra减小,磨痕变浅变窄,脆性剥落及磨痕锯齿状边缘减少,磨削表面质量改善;随着砂轮线速度的减小、工件进给速度及磨削深度的增加,磨削温度升高,生成更多板条马氏体组织,亚表层硬化程度增加;窄深槽侧面亚表层生成板条马氏体、残余奥氏体及残余渗碳体组织,最表层组织发生晶粒细化。

为提高窄深槽结构类零件的磨削质量,选用4 mm宽的有序微槽结构电镀砂轮和传统电镀砂轮,开展了淬硬轴承钢GCr15窄深槽缓进给磨削实验,研究了磨削深度、工件速度等参数对磨削力的影响,探讨了窄深槽表面粗糙度、表面形貌、白层厚度及显微硬度的变化规律。实验结果表明当磨削深度和工件速度较小时,有序微槽砂轮的磨削力小于传统砂轮;而当磨削深度和工件速度较大时,有序微槽砂轮的磨削力大于传统砂轮。两种砂轮磨削下的窄深槽侧面粗糙度值相差不大,有序微槽砂轮磨削窄深槽的底面粗糙度略有增大。相比于传统砂轮,使用有序微槽砂轮能抑制窄深槽表面烧伤和材料粘附等缺陷,减小白层厚度,降低显微硬度。

针对如何确定单层电镀CBN（立方氮化硼）砂轮磨削区分界线位置,改善窄深槽侧面表明质量这一问题,应用单层电镀CBN砂轮对45#钢工件进行高速深切缓进给磨削实验。在不同砂轮线速度、窄深槽磨削深度和工件进给速度下,对单层电镀CBN砂轮磨削区分界线位置的变化规律进行研究。研究表明：单层电镀CBN砂轮磨削区分界线到砂轮顶部的距离随砂轮线速度的增大而逐渐增大,随窄深槽磨削深度的增加而逐渐减小,随工件进给速度的增大先减小后增大。