在正確的使用條件下，高性能磨削時(shí)砂輪的磨損非常小，即使在高效深磨的條件下，磨削比也可達(dá)到20000甚至更高，而且這種現(xiàn)象隨砂輪速度的提高表現(xiàn)得愈加明顯，而速度的提高對(duì)砂輪強(qiáng)度提出了極高要求。高強(qiáng)度和半永久性是高性能磨削砂輪兩個(gè)基本特征。高性能砂輪設(shè)計(jì)應(yīng)遵循三個(gè)原則：(1)安全性好；(2)加工精度高；(3)良好的磨削性能。其中安全性是較主要的。高性能砂輪的安全性很大程度上依賴于基體強(qiáng)度，對(duì)磨料層強(qiáng)度、基體與磨料層結(jié)合強(qiáng)度也有很高要求。由于磨料層厚度相對(duì)很小，砂輪的安全設(shè)計(jì)主要是基體綜合設(shè)計(jì)，這也是與普通砂輪設(shè)計(jì)的重要區(qū)別。根據(jù)有關(guān)原則(較大切向應(yīng)力、疲勞強(qiáng)度、砂輪全塑性變形)可以確定砂輪的臨界失效轉(zhuǎn)速。另外還要考慮砂輪直徑與主軸轉(zhuǎn)速的合理匹配，對(duì)基體截型應(yīng)考慮多種因素進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 

在高性能磨削或高效深磨中，由于采用極高的砂輪線速度(100m/s～250m/s左右)進(jìn)行深磨(切深5mm～20mm)，工件進(jìn)給速度也相當(dāng)高，因而無(wú)論對(duì)機(jī)床和砂輪都提出了很高的要求。對(duì)于砂輪來(lái)說(shuō)，必須具有很高的抗破碎強(qiáng)度、很好的形狀精度保持性以及盡可能高的耐用度，以減少轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)離心力的影響和縮短更換砂輪所需的時(shí)間。傳統(tǒng)的陶瓷和樹脂結(jié)合劑砂輪已不能滿足高性能磨削的需要，必須采用新型的砂輪以適應(yīng)高速和大切深。目前國(guó)內(nèi)外在金屬材料的高性能磨削中主要采用單層電鍍CBN砂輪，另外為了解決單層電鍍砂輪容屑空間比較小的問(wèn)題，還開發(fā)出了一種金屬單層CBN砂輪。以下簡(jiǎn)要討論一下高性能磨削砂輪的基本特征和兩種不同結(jié)合劑形式砂輪的性能特點(diǎn)。

高性能磨削中極高的砂輪線速度和很高的工件進(jìn)給速度相結(jié)合，有可能導(dǎo)致磨削系統(tǒng)振動(dòng)，因而要求砂輪應(yīng)具有一定的阻尼減振特性，一般可通過(guò)在砂輪和主軸之間加入阻尼墊或采用阻尼特性好的高分子或復(fù)合材料制作砂輪盤。由于砂輪切除率很大，故砂輪盤應(yīng)具有足夠的剛性以承受較大的法向和切向磨削力，另外砂輪盤還應(yīng)具有較好的導(dǎo)熱性。鋼和鋁基砂輪盤具有高強(qiáng)度和很好的導(dǎo)熱性，但阻尼特性較差。在實(shí)際的系統(tǒng)中，鋼和鋁基砂輪盤較為常見，其它復(fù)合材料制作的砂輪盤也有報(bào)道。 

單層電鍍和金屬單層CBN砂輪的特點(diǎn)

單層電鍍CBN或金剛石磨料砂輪一般多用于難磨材料的成型磨削，在近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的高性能磨削或高效磨削中也得到了廣泛的應(yīng)用。而金屬單層CBN砂輪則是為適應(yīng)高性能磨削的需要，在較近才發(fā)展起來(lái)的新型砂輪。這兩類砂輪的共同特點(diǎn)是砂輪形狀精度保持性好，基體一般采用鋼或鋁合金制作，因而強(qiáng)度很高，適于砂輪線速度極高的場(chǎng)合。 

電鍍砂輪在使用是，一般不必像樹脂或陶瓷結(jié)合基砂輪那樣進(jìn)行修整，可直接投入使用。另外，由于單層電鍍CBN砂輪的基結(jié)合基與磨粒和基體之間沒(méi)有化學(xué)結(jié)合做用，單個(gè)磨砂大部分體積(60%)被電鍍基合基包裹，因而磨粒間的容屑空間受到限制，影響了磨除率的竟一步提高。 

金屬單層CBN砂論則是同過(guò)一種熔焊工藝將一層磨料固定在鋼制基體上，結(jié)合劑與基體和磨料之間主要靠化學(xué)結(jié)合力結(jié)合在一起，在某些方面比單層電鍍砂輪顯示出優(yōu)越性。金屬單層砂輪結(jié)合劑是活性很高的金屬合金，因而磨粒被包裹體積較小，磨粒尺寸的80%露出結(jié)合劑界面，而不會(huì)發(fā)生脫落。由于其相應(yīng)的容屑空間較大，可獲得較高的磨除率，磨削力相對(duì)而言也比較小。下圖為兩種砂輪磨粒結(jié)合形式對(duì)比。