近年来随着硬脆材料在工业上的广泛应用，使用超细磨料超硬砂轮（如金刚石砂轮，CBN砂轮等）对这些材料进行精密超精密加工的应用日益增加。欲保证精密零件的加工质量，砂轮的修整技术是不可或缺的一环。

目前，超硬磨料的砂轮修整方案主要有：ELID在线电解修整、电火花砂轮修整、杯型砂轮修整、激光砂轮修锐、喷射压力修锐、磁粉研蚀修锐和超声振动修锐等技术，也有把两种技术及其以上修整复合在一起，如电火花-化学修整，电火花-超声修整。下面主要介绍比较新型的ELID在线电解修整、激光修锐、电火花修整及超声振动修锐方法。

超硬磨料砂轮修整方案

激光加工具有高能量密度、高注入速度、高加工效率、无工具损耗、非接触、易控制和无公害等特点。利用光学系统把激光束聚焦成极小的光斑作用于砂轮表面，可在极短的时间内使砂轮的局部表面材料熔化或者气化，用激光修整超硬磨料砂轮时，如果激光的功率够大，可同时除去砂轮表面的磨粒和结合剂，通过控制砂轮的运动参数，使砂轮获得精确的几何形状，达到整形目的。另一方面，超硬磨料和结合剂材料的物理性能相差较大，理论计算表明，在相同的激光作用时间内，超硬磨料达到熔点所需要的激光功率比结合剂材料高1~3个数量级，通过控制激光加工参数，可选择性的去除结合剂而不损伤超硬磨粒，使磨粒突出，在砂轮表面形成容屑空间，达到修锐目的。

激光修整砂轮具有以下优点：激光照射区域小，可以节省砂轮材料；激光修整砂轮过程中没有使用大的机械力，尤其适合于磨削过程中在线修整；激光修整砂轮装置易在磨床上安装；冷却液的存在并不严重影响修整效果；修整速度快、工效高、易实现自动化；通过焦距的改变，可以有选择地去除砂轮上阻塞的工件材料；不存在修具钝化报废的情况，具有可重复利用性；增大砂轮表面激光作用结合剂深度可以延长砂轮的寿命。

超声振动修整后的砂轮具有表面磨粒均匀、方向性好和“轴密周疏”的特点，对于磨削工件来说，超声振动易于避免工件烧伤，可降低磨削温度，减小磨削力，提高砂轮的使用寿命。

超声振动砂轮的修整原理是由超声波发生器发出的超生频的电信号传送给换能器，变成超生频的机械振动，由变幅杆放大后带动修整器对砂轮进行修整。

振动修整时，修整器头部的运动轨迹为正弦曲线，超声振动修整是在普通修整的基础上加上超声振动。修整器的振幅为f，修整深度为t，当t＜f/2时为分离型修整，当修整时砂轮表面与修整器笔端冲击接触，这时砂轮表面保留一部分原普通修整后的表面；当t＞f/2时为不分离型修整，在修整时砂轮表面与修整器笔端始终接触，所得到的砂轮表面波峰是尖端的。

由于修整器的笔端是在砂轮表面的径向方向进行超声频的振动，而在轴向的移动和普通修整时的移动一样，所以在砂轮表面的径向方向进行超声频的振动，而在轴向的移动和普通修整时的移动一样，所以在砂轮表面的组织结构将形成“轴密周疏”的特点。金刚石砂轮以一定的速度旋转，有一定频率的工具头以一定的振幅冲击金刚石表面的一定材质，工具头在超声频纵向振动的驱动下，迫使位于接触区域的磨粒直接撞击砂轮表面，超声波具有的能量激波的特性，在波面处造成极大的压强梯度，这一方面使磨粒破碎严重，另一方面也大大增加了磨粒对结合剂的切削和研蚀作用，另外，由于超声波通过液体时会使液体在短时间内受到声压的“拉”“压”作用，当液体受“拉”时，在液体内产生空腔，当空腔消失时，会产生瞬间的脉冲爆炸，虽然这种爆炸力的宏观作用不大，但其作用在极微小的微观区域上，爆炸产生的微观压强是很大的，因此空腔的爆炸会产生强烈的破坏作用，上述空腔的产生及其对介质和四周产生的效应，就是所谓的“空压”作用，悬浮液产生的强烈的“空压”作用促使悬浮液渗入金刚石砂轮表面的细微裂纹中，进一步夹具结合剂的碎除作用。

在电火花修整过程中，由于砂轮与工具电极不接触，砂轮不受修正力作用，从而避免了接触式修整法整形时出现的振颤现象发生，因此可达到较高的整形精度，并保证磨粒的完整性。电火花砂轮整形法利用了电加工原理，砂轮整形后获得的表面形貌也与采用其他整形方法获得的砂轮表面形貌有所不同。在电火花整形过程中，铁基结合剂砂轮与工具电极间产生的电火花放电脉冲在砂轮表面形成放电凹坑，在重复放电过程中，放电凹坑相互重叠，逐渐将砂轮修整到所需形状，当单个电火花放电能量适当时，放电频率越高，砂轮整形质量越好。

电火花砂轮修整具有以下特点：可进行在位，在线修整，易保证磨削精度；操作方便；适用于任何以导电材料作为结合剂的砂轮；修整力小，适合小直径和极薄砂轮的修整；可方便地实现对成型砂轮的快速、高精度修整。此外，对于其他砂轮修整方法，电火花修整还具有成本低、易实现、工艺参数小、便于调节等优点。

砂轮通过电刷接到电源正极，根据砂轮的形状知道一个到点性能良好的电极接电源的负极，电极与砂轮表面之间有一定的间隙，从喷嘴中喷出的具有电解作用的磨削液进入该间隙后，在电流的作用下，砂轮的金属基体作为阳极被电解，使砂轮中的磨粒露出表面，形成一定的出刃高度和容屑空间，随着电解过程的进行，在砂轮表面逐渐形成一层钝化膜，阻止电解过程的继续进行，使砂轮损耗不置太快。当砂轮表面的磨粒磨损后，钝化膜被工件材料擦刮去除继续进行，以对砂轮表面进一步修整，上述过程是一个动态平衡过程，既避免了砂轮的过快消耗又自动保持了砂轮表面的磨削能力。

ELID在线电解修整是专门应用于金属结合剂砂轮的修整方法，与传统电解修整方法相比，具修整效率高、工艺简单、修锐质量高等特点，同时采用普通磨削液作为电解修整液，很好地解决了机床腐蚀间题．采用在线电解修整的4000号铸铁结合剂金刚石砂轮或CBN砂轮成功地实现了工程陶瓷、光学玻璃、硬质合金，单晶硅、铁氧体、模具钢等多种材料的超精密镜面磨削，表面粗糙度可达Ra2~5nm。

使用ELID磨削具有以下几个特点：磨削过程具有良好地德定性；金刚石砂轮不会过快磨耗，提高了贵重磨料的利用率；磨削过程具有良好的可控性；有效地实现了镜面磨削，大大减少了先进陶瓷零配件的表面残留微裂纹。

砂轮修整的在线检测技术

随着工业技术的发展和对生产率要求的提高，越来越要求零件生产的自动化和在线检测．实时控制零件的加工状态并及时调整刀具的位置，有时还须对刀其进行补偿或修整，减少零件的非加工时间．如图所示．由于AE传感器安装位置对检测结果影响很大，为了减少信号畸变．传感器利用磁性安放在特制的修整笔夹持器上。由AE传感器输出的信号经前置放大器进行预处理后送入声发射监控仪。声发射监控仪包括信号预处理单元、特征信号处理单元、信号与微机接口单元等。声发射监控仪还采用了抗干扰技术，克服了传统声发射仪实时性差和控制反应滞后等缺点。微机对声发射信号进行分析处理，由显示器或打印机显示试验结果或送入示波器进行实时观察。另外在磨床工作台上固定有千分表，通过千分表指针变化来反映砂轮与修整笔间距离的变动。