先进磨削技术的新发展

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1、先进磨削技术的新发展摘要：磨削足指用磨料或磨具去除材料的加工工艺方法，磨削加工的发展趋势正朝着采用超硬磨料、磨具，高速、高效、高精度磨削工艺及柔性复合磨削、绿色生态磨削方内发展。为适应现代工业技术和高性能科技产品对机械零件加工精度、表面粗糙度与完整性、加工效率和批量化质量稳定性的要求，近年出现了一些先进的磨削加工技术，K屮以超高砂轮线速度和超硬磨料砂轮为主要技术特征的超高速外磨削、高效深切磨削、快速点磨削技术的发展最为引人注目。我们也需要了解超高速磨削加工的机理及超高速磨削的优越性，把握高速超高速磨削加工技

2、术的发展前景。为适应现代工业技术和高性能科技产品对机械零件加工精度、表面粗糙度与完整性、加工效率和批量化质量稳定性的要求，近年出现了一些先进的磨削加工技术，其屮以超高砂轮线速度为主要技术特征的超高速外isl磨削、高效深切磨削、快速点磨削技术的发展最为引人注目。关键词：先进磨削超高速磨削发展方向关键技术正文：超高速磨削是近年迅猛发展的一项先进制造技术，被誉为现代磨削技术的最高峰。日本先端技术研究学会把超高速加工列为五大现代制造技术之一。国际生产工程学会将超高速磨削技术确定为面向21世纪的屮心研究方向之一。东北

3、大学自上世纪80年始一直跟踪高速/超高速磨削技术发展，并对超高速磨削机理、机床设备及其关键技术等开展了连续性的研究，建造了我国第一台额定功率55kw、最高砂轮线速度达250m/s的超高速试验磨床，进行了超高速人功率磨床动静压主轴系统研究、电镀CBN超高速砂轮设计与制造、超高速磨削成屑机理及分子动力学仿真研究、超高速磨削热传递机制和温度场研究、高速钢等材料的高效深磨研究、超高速单颗磨粒CBN磨削试验研究、超高速磨削砂轮表面气流场和磨削摩擦系数的研究等，部分研究成果达到国际先进水平。超高速磨削技术特点：超高速磨

4、削之所以应用这么广泛，与它特有的特点是分不开的，主要体现在以下儿个方面磨削效率高。超高速磨削时，单位时间内通过磨削IX的磨粒数增多，如保持每颗磨粒的切深与普通磨削一样，其切入进给量可以大大增加，金属去除率得到提高，磨削效率大幅度提高。加工精度高。在进给量不变的条件下，超高速磨削的磨屑厚度更薄，在磨削效率不变时，法向磨削力随磨削速度的增大Ku大幅度减小，继而减小磨削过程屮的变形，提高工件的加工精度。可以得到高质量、小粗糙度值的工件表面。砂轮耐用度人幅提高，有利于实现磨削加工自动化。超高速磨削时，单颗磨粒的切削

5、力较小，使每颗磨粒的可切削时问相对延长。可磨削难加工材料。超高速磨削可实现硬脆材料的延性域磨削，使陶瓷材料的磨削加工成为了现实，并且能够获得极好的磨削表面质量和极高的磨削效率。大幅度提高磨削效率，设备使用台数少。磨削力小、磨削温度低、加工表面完整性好。砂轮使用寿命长，有助于实现磨削加丄的自动化。实现对难加工材料的磨削加工。超高速磨削不仅可对硬脆材料实行延性域磨削，而且对钦合金、镍基耐热合金、高温合金、铝及铝合金等高塑性的材料也可获得良好的磨削效果。超高速磨削纯铝的实验表明，当磨削速度超过200m/s时，工件

6、表面硬化程度和表面粗糙度值开始减小，表而完整性得到改善。因为加载速度提高使得塑性应变点后移，增加了材料在弹性小变形阶段被去除的机率。因此塑性材料静态应力波速足实现“脆性”加工的临评点。超高速磨削关键技术：超高速磨削砂轮超高速磨削砂轮应具有良好的耐磨性、高动平衡精度和机械强度、高刚度和良好的导热性等。以此来实现高性能加工。主轴系统超高速磨床的主轴最高转速在lOOOOr/mm以上，传递的磨削功率常为儿十千瓦，故耍求其主轴系统刚性好、回转精度高、温升小、空转功耗低。近年来，超高速磨床越来越多地使用电主轴。超高速回

7、转的砂轮动不平衡引起的振动会严重影响主轴系统的工作性能和磨削质量。除了砂轮和主轴系统预先要进行严格的动平衡外，还应当在磨削的过程屮实施在线0动平衡。砂轮0动平衡系统一般由电了传感及控制系统和平衡头组成。在高逨及超高速磨床上常用的在线动T衡系统主耍有液体式、气体式及机械式三种。砂轮在线动平衡装置是高速磨床上的重要组成部分。美国、日本和德国等工业发达的国家在高速磨床上均采用了自动平衡系统。砂轮修整技术超硬磨料砂轮的修整特别是在线修整迄今仍是研究的热点。电解修整(EL1D)法适合金属结合剂超硬磨料砂轮的在线修整，

8、激光修整法不仅便于修整树脂或金属结合剂超硬磨料砂轮，而II热影响区小、砂轮修整损耗小和易于实现自动化，修整效率也高，有很好的发展前景。口前对CBN砂轮的修整广泛采用接触在线修整法，借助传感系统控制砂轮和修整工具的接触，然后通过进给系统进行微米级进给，得到理想的砂轮形貌，从而保证了精密及超精密加工的要求。磨削液供给系统超高速磨削中，由于砂轮极高速旋转形成的气流屏障阻碍了磨削液有效地进人磨削区，使接触区高温得不到有效