1．1與磨削應用的關系與傳統(tǒng)磨削相比，CBN磨削的復雜程度和技術水平遠遠高于傳統(tǒng)的磨削技術。CBN磨削應用發(fā)展的規(guī)律是：
（1）適用如難加工金屬材料工件，有一定生產批量。且具有較高附加值的零件，有特殊工藝要求且用普通磨具加工技術難度較大的零件
（2）只有各類CBN專用
磨床及CBN磨削應用配套產品問世與發(fā)展的基礎上，CBN砂輪才能充分發(fā)揮其優(yōu)越性能，有廣闊的用武之地，CBN磨削應用技術才會得到迅速發(fā)展。
（3）CBN磨削技術的發(fā)展，取決于社會需求，科技水平和人員素質三者,密切的結合。社會需求是動力，科技水平是基礎，人員素質是根本。只有社會需求、技術水平、人員素質三者與之互相適應，才能順利發(fā)展。
1.2從CBN發(fā)展而言，一般分為三個階段：
第一個階段是CBN磨削在普通磨料磨具難以加工的金屬材料領域內得到應用。
第二個階段是磨削應用與傳統(tǒng)磨料磨具爭奪市場的階段。
第三個階段是CBN應用與傳統(tǒng)磨料磨具及其他磨具應用相互補充、不斷發(fā)展、形成較為穩(wěn)定、完善的機械加工用磨具體系階段。
二、高速CBN砂輪與綠色制造
與普通(
碳化硅、剛玉)砂輪相比，CBN砂`輪可加工效率可提高近1倍、使用壽命提高約100倍，修整間隔時間延長時間近200倍.、廢渣減少約90%、工人勞動強度大幅度減小，資源節(jié)約，環(huán)境友好。
2.1加工凸輪軸在加工相同工件的情況下，高速陶瓷CBN砂輪的耐用度是普通陶瓷剛玉砂輪的100倍，是普通剛玉砂輪壽命的44.4倍，單片原材料的消耗僅為普通剛玉砂輪的1/56。從實際生產過程來看，普通砂輪的更換頻率、修整次數多，采用高速陶瓷CBN砂輪代替剛玉砂輪可提高生產效率30%以上。
2.2高速陶瓷CBN砂輪與陶瓷結合劑剛玉砂輪加工6缸柴油機曲軸主軸頸的對比：
加工4000根6缸柴油機曲軸，僅需要1片陶瓷CBN砂輪，由于基體為鋼材質可以重復使用，因此其原材料消耗僅僅是5mm的CBN層，消耗CBN1.68kg，CBN磨料制造過程耗電量為80.64度（0.048度/g）；1片外徑650mm有效工作層為5mm的高速陶瓷CBN砂輪的使用壽命是外徑1065mm陶瓷結合劑剛玉砂輪的16倍，即加工相同數量的工件卻需要16片普通砂輪。由于其是普通剛玉磨料整體固結而成，其用到相極限尺寸后的砂輪殘部只能做廢棄處理，每片砂輪重98kg，需剛玉磨料為78.8kg，僅剛玉磨料剛玉冶煉耗電量為236.4度（3度/kg）16片砂輪磨料需耗電3782.4度。在砂輪制造過程中，高速陶瓷結合劑CBN砂輪采用低溫結合劑，燒成濕度在900C左右，而剛玊砂輪燒成溫度1300C，同等重量的砂輪可節(jié)約能源消耗近一半。如此算來，加工同等數量的工件，在砂輪制造過程中的能源消耗，普通剛玉砂輪是高速陶瓷CBN砂輪的100倍以上。
通過對比分析可知：
首先，高速陶瓷CBN砂輪單片原材料消耗僅為剛玉砂輪的1/56；而加工相同工件高速陶瓷CBN砂輪原材料制造的能源消耗僅為陶瓷結合劑剛玉砂輪的1/47，而且高速陶瓷CBN砂輪是低溫燒成，在制造過程中更為節(jié)能，因此使用高速陶瓷CBN砂輪不僅能夠有效地減少原材料的消耗，而且能顯著地節(jié)約能源。
其次，由于高速CBN砂輪的磨料消耗極少、產生磨削產物也極少，使用高速CBN砂輪加工所產生的金屬磨屑可以直接回收利用；而加工相同工件數量，使用剛玉砂輪進行加工，剛玉磨料消耗是高速CBN砂輪的400余倍，其磨削殘留物大量殘留于磨屑中，使得磨屑的回收利用極為困難，實際生產中作為廢棄物處理，對環(huán)境保護極為不利。
第三，用高速CBN砂輪可以減少加工工序，縮短生產周期，降低生產成本。
第四，由于高速CBN砂輪耐用度較高，修整頻率很低，而剛玉砂輪修整頻次是高速CBN砂輪的100倍左右。因此，使用高速CBN砂輪可以極大地減少砂存輪修整次數，使得砂輪修整中所產生的粉塵污染大幅度降低。
總之，高速CBN砂輪具有高效、高精度、低磨削成本、低環(huán)境污染等優(yōu)勢，提代表了今后磨具產品發(fā)展的方向，是實現綠色加工目標的有效手段。
三、單層釬焊CBN砂輪磨削CSS-42L鋼
航空齒輪工作在高溫、重載、腐蝕性強等惡劣環(huán)境中，需要具有良好的抗腐蝕性能和很高的表面硬度來抵抗磨損;同時，要有良好的撕裂韌性來抵抗運行過程中沖擊;此外還需要具有優(yōu)秀的高溫硬度。為對應這種需求，美國在20世紀90年代開發(fā)了CSS-42L鋼，它不僅具有耐高溫、抗沖擊和耐腐蝕的優(yōu)良特性，還能通過表面熱處理、改善表面狀態(tài)，在航空、宇航、船舶及化學工業(yè)中具有廣闊的應用前景。但其本身優(yōu)異的材料特性也給其加工帶來了很大的困難。磨削CSS-43L時，其高強度使磨削過程消耗更多能量，而這些能量的.90%以上.都轉化為磨削熱，同時由于其高合金含量導致的低熱導率，室溫下CSS-42L熱導率為15.3W/（m。K），使得磨削區(qū)產生的熱量不易導出。因此，在使用普通磨料磨削CSS-42L時，存在磨削力大、溫度高、工具損耗快等問題，加工效率低，且質量不易保證。
開展釬焊單層CBN砂輪磨削CSS-42L鋼的研究，可以進一步擴展單層CBN砂輪的應用，同時也為CSS-42L鋼的實際磨削加工提供有益參考。為此，楊長勇等人，采用單層釬焊CBN,`砂輪切入式磨削CSS-42L鋼，分析不同磨削條件下的磨削力、溫度和比磨削能的變化規(guī)律，并與
白剛玉砂輪進行對比。
通過對比可以看出，一方面釬焊CBN砂輪磨削時的比磨削能明顯低于白剛玉砂輪，這是因為磨粒的鋒利度好、切削能力強，去除材料能力更強，去除同等體積的材料消耗的能力也更小；另一方面無論是CBN砂輪還是白剛玉砂輪，隨著工件進給速度的增加，比磨削能均呈明顯下的趨勢，且對于白剛王玉砂輪，比磨削能的下降趨勢逐漸變緩，其原因是磨削所消耗的的能量主要為切削和耕犁過程中工件材料的塑性變形，且以成屑過程中消耗能量為主。對于白剛玉砂輪，隨著工件約的進給速度的增加，材料最大未變形切削及厚度反變大，產生相同體積磨削所需的變形能力減少，所以磨削能降低。而砂輪磨削時向的比磨削能之所以下降慢，是因為其磨粒出露高，切削力更強，成屑過程受工件進給進速度變化的影響小得多。
四、磨削軸承內圓軸承
被譽為裝備制造的‘心臟“部件，2015年，我國軸承產量達到289億套，但是，我國高檔軸承仍大量依靠進口。軸承加工精度是影響產品質量的關鍵因素之一，軸承內、外圓和滾動體三個零件的加工，直接決定著軸承的精度和表面質量，也決定磨削加工序節(jié)能、環(huán)保和效率。
CBN砂輪的應用技術在相當程度上影響了加工工件的效果。磨削參數的優(yōu)化是應用技術的內容之一，既能影響軸承的加工精度，又能影響加工的效率。軸承內圓磨削加工的主要技術指標包括表面粗糙度、錐度、橢圓度、厚度差、裂紋和燒傷。實驗過程中發(fā)現，當滿足產品不燒傷，無裂紋，能達到大規(guī)模生產效率和耐用性的要求后，表面粗糙度這一技術指標最難攻克。
劉強等研究了CBN砂輪所用磨料粒度和磨削過程中各種磨削參數對軸承內圓表面粗糙度的影響規(guī)律，為生產過程中不同工況下磨削參數的調整提供了參考依據。然而在實際磨削過程中，這些磨削參數對磨削效果和效率有交叉影響，同時需要考慮到效率和磨床參數的限制，不可能將各個參數都設置成極限值。宜采用正交試驗法優(yōu)化磨削參數匹配關系，達到較好的綜合磨削效果。
五、高速磨削鈦合金TC4—DT
鈦合金以其強度高、抗腐蝕性好、耐高溫、疲勞強度高等一系列優(yōu)異性能在世界航空航天領域得到廣泛應用。但由于鈦合金存在導熱系數小、彈性模量小、回彈量大等材料特性，導致其屬于典型的難加工材料，其磨削加工一直是鈦合金機械加工領域的難題。鈦合金磨削加工表面極易發(fā)生黏附，磨削力和磨削溫度極高，磨削表面質量難以控制。陶瓷結合劑CBN砂輪是鈦合金磨削效果較為理想的工具。
TC4鈦合金作為一種中強度容限鈦合金，具有優(yōu)異綜合材料匹配性能，被廣泛應用于波音客機F-22、C-17等新一代飛機零部件。胥軍等以TC4-DT鈦合金為研究對象，開展了TC4-DT鈦合金高速磨削試驗，分析了磨削用量對磨削力、磨削溫度及磨削表面形態(tài)影響的規(guī)律及機制。
六、熱管砂輪磨削高溫合金GH4169
由于高溫合金自身熱性差，在對其磨削加工過程中極易出現磨削高溫，從而產生工件表面燒傷、砂輪磨損快以及加工效率低等問題。傳統(tǒng)觀點認為，只要盡可能的向磨削弧區(qū)注入冷卻介質，便可確保對磨削弧區(qū)的換熱效果，降低磨削.溫度。基于上述思路，現己開發(fā)出了眾多磨削冷卻技術與方法。但是隨著砂輪線速度、磨削深度和材料去除率的不斷提高，磨削弧區(qū)面積逐漸增大，磨削弧區(qū)密封程度逐漸升高，致使冷卻介質越來越難進入到磨弧區(qū)。因此，探索到新的在高效磨削加工過程中快速疏導磨削熱的方法，強化磨削弧區(qū)換熱，成為避免高溫合金材料出現磨削燒傷，進而提高其磨削加工效率的關鍵。
熱管是一種具有極高傳熱能力的元件，其熱傳導能力己經遠遠超過任何一種已知金屬。正是基于這一特性，國外研究者早在20世紀80年代就有將熱管技術應用在車削、鉆削等加工領域的報道。相關結果表明，利用熱管的傳熱作用，可以有效降低車削、鉆削加工區(qū)域的溫度，同時延長工具的使用壽命。但在磨削加工領域，國內相關學者則先于國外提出了利用熱管技術進一步強化。磨削弧區(qū)換熱的構想，并己開展了一些探索性研究工作。
設計制作一種能夠用于磨削的熱管砂輪，并通過開展磨削高溫合金GH4169實驗，驗證熱管砂輪在降低磨削弧區(qū)溫度和防止工件燒傷等方面的效果，這種新的方法，對于在高效磨削時避免GH4169工件燒傷和進一步提高其磨削加工效率，有著十分重要的意義。
七、磨粒有序多孔CBN砂輪高效磨削高溫合金燒傷的研究
磨削燒傷的抑制對策，主要從磨削熱的產生和疏導這兩方面入手。首先，在減少磨削弧區(qū)產生方面，主要是提高砂輪的鋒利度及優(yōu)化磨削工藝降低磨削比能。
丁文鋒等成功研究單層磨粒有序排布釬焊CBN砂輪，并適用于高效磨削鎳基高溫合金K424。針對高效砂輪磨損嚴重問題，Y。Hasuda等人采用金屬結合劑CBN砂輪磨削高溫合金實現的磨削比能高達200，但是由于砂輪修整困難而限制其推廣應用。高溫合金在緩進給磨削中易產生突發(fā)燒傷，很大程度上是由于不充分的冷卻液供給所產生的。由于緩進給時切深大，接觸區(qū)長，磨削液加注的基本要求是確保有足量的磨削液進入弧區(qū)。
與致密金屬結合劑砂輪相比，有序多孔CBN砂輪易于修整、磨削溫度低，有效接觸面積小而使磨削力降低等優(yōu)點。因此，陳珍珍研制了新型的大氣孔率的多層磨粒有序排布CBN砂輪并對其高效磨削高溫合金燒傷進行了研究。
通過研究分析得知，磨粒有序排布多孔CBN砂輪，憑借大氣孔率，能很好地將磨削液引入弧區(qū)進行換熱冷卻，始終將弧區(qū)溫度維持在一個較低水平。這對細窄零部件磨削加工具有指導意義。
八、電鍍CBN砂輪高速磨削高溫合金的砂輪磨損
電鍍CBN砂輪作為典型的超硬磨粒砂輪，其成型工藝簡單且在磨削加工過程中無須修整私和修銳。但是，由于其磨料僅有一層，當磨粒發(fā)生磨損以后，無后續(xù)磨粒的補充，而且隨著砂輪磨損的進行，砂輪地貌也會發(fā)生一出定程度的變化進而影響被磨工件的表面質量。
ZShi SMalkin等人尬進行的電鍍CBN砂輪磨削淬硬軸承鋼的砂輪磨損研究表明，電鍍CBN砂輪的主要磨損形式是磨粒破碎和脫落，當砂輪的徑向磨削磨損量達到磨粒尺寸的70%--80%時。就出現磨料層的剝落現象，從而導致砂輪的失效。
R P Upadhyaya等人研究了砂輪磨損對熱比例分配系數的影響發(fā)現，隨著砂，磨輪徑向磨損的增加，砂輪表面的動態(tài)有效磨粒數會呈增加趨勢并且成為砂輪工進作表面磨耗面積率增加的主要原因。
Frank C Gift等人通過改善噴嘴設計提高了電鍍砂輪在磨削高溫合金時的冷卻效果，有效避免了由于砂輪黏附堵塞而導致砂輪的失效。
目前，關于電鍍CBN砂輪的磨損研究主要集中在30--40m/s的低速條件下，并且已經取得了許多顯著的效果。李鋒，蘇宏華等采用80/100目的電鍍CBN砂、輪進行砂輪線速度120m/s的高速磨削高溫合金砂輪磨損研究，力求尋找在高的速度下，磨削力、砂輪地貌等隨工件材料去除體積增加時的變化規(guī)律以及砂輪的主要磨損形式。通過研究可得出如下結果：
無論是逆磨還是順磨，隨著工件材料去除體積的增加，法向磨削力從30N快速增加到80N,切向磨削力從12N快速增加到24N。當工件材料去除體積超過4800m3時，法向力和切向力隨工件材料去除體積的增加而平穩(wěn)增加。
通過對法向磨削力的觀察發(fā)現，當工件材料去除體積超過10000mm3時之后，隨著去除體積的增加，順磨時工件的法向磨削力增大幅度明顯要高于逆磨時，而且兩者的差值會越來越大，當工件材料去除體積達到35000mm3時，順磨與逆磨的法向力差值已經達到24N，因為工件材料去除的同時也會伴隨著砂輪的磨損，因此可以將順、逆的法向磨削力差值大小作為評定砂輪磨損程度的指標之一。
隨著工件材料去除體積的增加，砂輪工作表面的磨耗面積率呈先緩慢增加后快速增加的變化趨勢。當工作材料的累積去除體積超過10000mm3時，砂輪進入穩(wěn)定磨削階段，此時實際參數與磨削的動態(tài)有效磨粒數相對于初期磨損階段己經有較,大幅度的增加，所以隨著磨粒磨耗磨損，砂`輪的表面的磨耗面積率會提高呈快速穩(wěn)定增加的變化趨勢。
