一种纤维砂轮磨削液及其用途技术领域
一种纤维砂轮磨削液及其用途属于机床工具技术中的磨料、磨具
与磨削领域，特别涉及一种纤维砂轮的修锐方法。
背景技术
近年来，新型纤维材料的开发，在各方面的应用已取得了长足的
进展。其中比较特别的Al2O3、SiO2、SiC和TiC短纤维，直径数百纳
米至数微米、长度数十微米至数百微米，形状如针状。由于它们具有
优良的机械与物理化学性能如高强度、高弹性模量、耐磨损、耐高温
氧化及耐酸、耐碱等，与基质材料具有良好的相容性，因而被广泛地
用于金属、陶瓷及塑料等的强化(增强、增韧)材料。基于它们的这些
特性，我们开发了一种纤维砂轮，但在应用这种砂轮进行精密磨削加
工中，象现有的磨粒砂轮一样，我们也使用磨削液来达到润滑、冷却
和洗净效果。然而，在磨削加工过程中，纤维砂轮磨削面也不可避免
地会遇到被磨屑堵塞、粘附的问题，影响磨削能力与磨削效率，因而
需要修锐。针对这种纤维砂轮，我们发明了一种新型有效的修锐方法，
即在磨削液中加入一定量的游离磨粒(自由磨粒)，不仅能实现在线修
锐砂轮磨削面及防止堵塞、粘附现象的发生，提高磨削能力、磨削效
率及节省工时，而且由于游离磨粒自身的转动所产生的研磨作用，能
提高加工精度，在短时间内能完成各种精磨加工任务。
发明内容
本发明的目的在于针对这种纤维砂轮，提供一种纤维砂轮磨削液
能有效地对纤维砂轮磨削面进行在线修锐及防止堵塞、粘附现象的发
生。我们发明了一种新型有效的修锐方法，即在磨削液中加入一定量
的游离磨粒(自由磨粒)，不仅能实现在线修锐砂轮磨削面及防止堵
塞、粘附现象的发生，提高磨削能力、磨削效率及节省工时，而且由
于游离磨粒自身的转动所产生的研磨作用，能提高加工精度，在短时
间内能完成各种精磨加工任务。
本发明的一种纤维砂轮磨削液，是采用包含有以表面活性物质为
主要成分、不含亚硝酸钠、常用的化学合成液作为磨削原液，其特征
在于，它是用这种可溶性磨削液，加入水及游离磨粒(自由磨粒)混
合组成，磨削液中磨削原液与水的稀释比例为1∶50，游离磨粒的直径
比使用磨削液的纤维砂轮中纤维的直径小0.1-0.3μm，加入游离磨粒
的重量百分比为0.1-0.5％。
上述磨削液是一种水溶性、即可溶液磨削液，加入水稀释成半透
明或透明状。磨削原液中可采用的常用表面活性物质有非离子表面活
性剂阴离子型表面活性剂和皂类。磨削液中混入的游离磨粒可采用白
刚玉(WA)或SiO2或MgO或玻璃珠子(Glass beads)，也可任两种
的结合。
上述的一种纤维砂轮磨削液，磨削原液采用的表面活性物质中、
包含的非离子表面活性剂中可含有聚氯乙烯基化合物、醇、醚及司苯、
吐苯，阴离子型表面活性剂中可含有石油磺酸钠、烷基苯磺酸钠、蓖
麻油正丁脂磺酸钠及丁基萘磺酸钠，皂类可为油酸皂、松香皂、硫酸
化蓖麻油皂。
本发明的纤维砂轮磨削液可用于纤维砂轮的修锐，也可用于超微
细金刚石、立方氮化硼砂轮的修锐。
本发明在磨削液中加了一定量的游离磨粒(自由磨粒)，不仅能实
现在线修锐砂轮磨削面及防止堵塞、粘附现象的发生，提高磨削能力、
磨削效率；而且由于游离磨粒自身的转动所产生的研磨作用，能提高
加工精度，在短时间内能完成各种精磨加工任务。
本发明的磨削液，防锈、冷却、清洗、润滑、沉降性能均比普通
乳化液好，适合于高效磨削，并因其透明而易于磨削加工，是一种广
泛采用且发展较快的磨削液。
附图说明
图1纤维砂轮的游离磨粒修锐原理
1-短纤维2-树脂结合剂3-磨屑4-游离磨粒5-磨削液；
图2游离磨粒(WA)的重量百分比对工件去除量、砂轮磨损量的影响
(游离磨粒直径1μm)；
图3游离磨粒(WA)对工件表面粗造度的影响(游离磨粒直径1μm)；
图4游离磨粒(WA)的直径对工件表面粗造度的影响(游离磨粒的重
量百分比0.25％)；
图5游离磨粒种类对纤维砂轮磨削比的影响(游离磨粒直径1μm、重
量百分比0.25％)。
具体实施方式
实施例1 实施条件：NC立铣床，SiC纤维(纤维直径1.2μm，
长度40-50μm)砂轮，轮速50m/min，载荷400N，进给速度42m/min，
工件为超硬模具钢SKD11(HRC60)；游离磨粒材料白刚玉(WA)，磨粒直
径0.9μm，磨削液中游离磨粒的重量百分比0.5％；以表面活性物质(油
酸丁二酸-醇酰胺葵、二酸-乙醇胺、苯甲酸钠)为主要成分的、不含
亚硝酸钠的、市售M-2透明磨削原液，水及游离磨粒，磨削液中磨削
原液与水的稀释比例为1∶50。
实施例2 实施条件：NC立铣床；SiC纤维砂轮(纤维直径
1.2μm，长度40-50μm)，Al2O3纤维砂轮(纤维直径1.2μm，长度
100-200μm)；轮速50m/min，载荷400N，进给速度42m/min，工件为
超硬模具钢SKD11(HRC60)；游离磨粒材料白刚玉(WA)、SiO2，直径1μm，
重量百分比0.25％；以表面活性物质(油酸丁二酸-醇酰胺葵、二酸-
乙醇胺、苯甲酸钠)为主要成分的、不含亚硝酸钠的、市售M-2透明
磨削原液，水及游离磨粒，磨削液中磨削原液与水的稀释比例为1∶50。
实施例3 实施条件：NC立铣床，TiC纤维砂轮(纤维直径
1.2μm，长度20-70μm)，轮速50m/min，载荷400N，进给速度42m/min，
工件为超硬模具钢SKD11(HRC60)；游离磨粒材料白刚玉(WA)、玻璃珠
子(Glass beads)，磨粒直径1.1μm，磨削液中游离磨粒的重量百分
比0.1％；以表面活性物质(油酸丁二酸-醇酰胺葵、二酸-乙醇胺、苯
甲酸钠)为主要成分的、不含亚硝酸钠的、市售M-2透明磨削原液，
水及游离磨粒，磨削液中磨削原液与水的稀释比例为1∶50。
用上述配置好的磨削液用于纤维砂轮的修锐，如图1所示，其执
行步骤如下：首先，磨削加工时，磨削液经水泵可循环使用，经喷嘴
喷射到砂轮的加工部位。磨削液在流动过程中会将游离磨粒带入砂轮
磨削面与工件被磨表面之间，游离磨粒将会冲击砂轮磨削面上堵塞、
粘附的磨屑。随后在冲击力的作用下，一些粘附在纤维端部(切削刃)
和结合剂表层的磨屑将被游离磨粒扯脱并带走，使纤维砂轮磨削面保
持锋锐。
在磨削过程中，磨削液是循环使用的，游离磨粒能连续地冲击砂
轮磨削面，因而能防止堵塞、粘附现象的发生。同时，游离磨粒因自
身的转动，能对工件被磨表面进行磨削，起研磨作用。
本发明的实施效果如图所示：
图2所示，随着游离磨粒(直径1μm)的重量百分比由0.1％增加到
0.5％，工件的去除量增大，砂轮的磨损量缓慢增加；但可以看出砂轮
的磨削比(工件去除量/砂轮磨损量)则显著地提高，亦即磨削能力
增强，改善了磨削效率。其中，重量百分比为0.25％时，效果相对较
好。
图3所示，磨削液中加入游离磨粒(直径1μm)后，随着磨粒的
重量百分比由0.1％增加到0.5％，工件表面粗造度由初期的上升到稳
定后的降低。当重量百分比增至0.15％以后，表面粗造度开始缓慢地
降低。
图4所示，直径为0.5、0.9、1.2μm的白刚玉(WA)游离磨粒分别
混入磨削液中后，在恒定载荷作用下，游离磨粒在磨削过程中不仅连
续地对砂轮表面进行修锐及防止堵塞、粘附的产生，而且其自身旋转
起研磨作用。随着磨削往复次数的增加，工件表面粗造度逐渐降低并
最终趋于一致，但直径比纤维直径略小的游离磨粒的磨削效果相对较
好。
图5所示，直径1μm的白刚玉(WA)、SiO2游离磨粒分别混入磨削
液中，采用SiC、Al2O3纤维砂轮分别对工件进行磨削加工，进行磨削
比的比较。经比较发现，混入这两种磨粒后，SiC纤维砂轮的磨削比
由原来的2200提高到6000，Al2O3纤维砂轮则由原来的4.5提高到36，
充分地表明修锐效果显著。