速磨削技術(shù)的發(fā)展過程與優(yōu)勢(shì)介紹

1、速磨削技術(shù)的發(fā)展過程與優(yōu)勢(shì)介紹速磨削技術(shù)的發(fā)展過程與優(yōu)勢(shì)介紹是相對(duì)于以前的普通磨削而言，凡砂輪線速度Vs＞45ms的磨削都可稱為高速磨削。早在20世紀(jì)60年代，Vs已提高至60ms，70年代又提高到80ms，但其后十來年由于受到當(dāng)時(shí)砂輪回轉(zhuǎn)破裂速度的制約和工件燒傷問題的困擾，砂輪線速度沒有大的提高。直到80年代后期，隨著立方氮化硼（CBN）砂輪的更廣泛應(yīng)用，并對(duì)磨削機(jī)理進(jìn)行了更深入的研究，發(fā)現(xiàn)在高磨除率條件下，隨著砂輪線速度Vs的增大，

2、磨削力在Vs=100ms前後的某個(gè)區(qū)間出現(xiàn)陡降，這一趨勢(shì)隨著磨除率的進(jìn)一步增大還將繼續(xù)，工件表面溫度也隨之出現(xiàn)回落。這也就是說，在越過產(chǎn)生熱損傷的磨削用量區(qū)之后，磨削用量的進(jìn)一步增大，不僅不會(huì)使熱損傷加劇，反而使熱損傷不再發(fā)生，從而為發(fā)展超高速磨削和高效深磨奠定了理論基礎(chǔ)。超高速磨削雖未規(guī)定嚴(yán)格界限，但通常把砂輪線速度Vs＞150ms的磨削稱為超高速磨削。一般說來，超高速磨削具有如下優(yōu)勢(shì)：磨削效率高，砂輪損耗小磨削效率高，砂輪損耗小磨削

3、速度愈高，單位時(shí)間內(nèi)參予切削的磨粒數(shù)愈多，磨除的磨屑增多，且工件進(jìn)給速度應(yīng)與砂輪線速度的1.13次方成比例，故超高速磨削會(huì)使磨削效率大幅提高。與此相應(yīng)，超高速磨削時(shí)單個(gè)磨粒上所承受的磨削力大為減少，從而降低了砂輪的磨損。許多實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)磨削力不變時(shí)，砂輪線速度Vs從80ms提高至200ms，磨削效率提高2.5倍，CBN砂輪的壽命也延長了1倍。磨削力小，加工精度高磨削力小，加工精度高由于超高速磨削時(shí)磨屑厚度變薄，在磨削效率不變的條件下，法

4、向磨削力會(huì)隨Vs的增高而顯著減少（Vs為200ms時(shí)的法向磨削力僅為80ms時(shí)的46%），從而使工藝系統(tǒng)的變形減少。加之超高速磨削的激振頻率遠(yuǎn)高於工藝系統(tǒng)的固有頻率，不會(huì)引起共振。其共同結(jié)果是促使磨削精度提高。工件工件表面質(zhì)量好表面質(zhì)量好實(shí)驗(yàn)表明，在其它條件一定時(shí)，當(dāng)砂輪線速度從33ms升至200ms，磨削表面粗糙度則由Ra2.0痠降至Ra1.1痠。由於超高速磨削過程中大量磨削熱將被磨屑帶走，傳入工件的比例很小，不僅不易發(fā)生表面燒傷，而

5、且表面殘余應(yīng)力層的深度也隨之變小。此外，超高速磨削還可實(shí)現(xiàn)對(duì)硬脆材料的延性域磨削，對(duì)高塑性等難磨材料也有良好的磨削效果，因此工業(yè)發(fā)達(dá)國家都在競相發(fā)展，其中尤以德、日、美發(fā)展較快。據(jù)報(bào)道，德國Aachen工業(yè)大學(xué)已完成砂輪線速度Vs=400ms的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)正進(jìn)行目標(biāo)為500ms的實(shí)驗(yàn)，德國GruhringAutomation、Scht、Kapp等公司都相繼推出了超高速磨床。日本在實(shí)用磨削方面富有成效，豐田工機(jī)等公司生產(chǎn)的Vs=200ms的超

6、高速磨床已樹脂結(jié)合劑或金屬結(jié)合劑超硬磨料砂輪的修整比較困難，整形和修銳需分別進(jìn)行。超硬磨料砂輪的修整特別是在線修整迄今仍是研究的熱點(diǎn)，日本人十幾年前開發(fā)的適合金屬結(jié)合劑超硬磨料砂輪的在線電解修整（ELID）法，對(duì)超精密鏡面磨削的發(fā)展起了一定作用。而目前正在研究的激光修整法，不僅便于修整樹脂或金屬結(jié)合劑超硬磨料砂輪，而且熱影響區(qū)小、砂輪修整損耗小和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，修整效率也高，很有發(fā)展前景。無需修整的單層超硬磨料砂輪，有電鍍砂輪和（高溫）

7、焊砂輪兩種。由於超硬磨料的優(yōu)異性能，即使單層磨料仍有較長壽命。其中電鍍砂輪的制造工藝較簡單（磨料磨鈍后還可重復(fù)電鍍多次），鍍層金屬能緊密包鑲在磨料周圍，最高可承受250~300ms的磨削速度，已被較多地應(yīng)用于超高速精磨和成形磨削中。焊砂輪磨料與基體的結(jié)合強(qiáng)度特別高，磨粒裸露高度達(dá)到60~70%，故容屑空間大且磨粒能獲得更鋒利的形貌，據(jù)報(bào)道國外焊砂輪的線速度可達(dá)500ms。超高速磨床的主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)超高速磨床的主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)超高速

8、磨床的總體結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)大件要有很高的動(dòng)、靜剛度，通常采用有限元法進(jìn)行分析和優(yōu)化，機(jī)床的安全防護(hù)也很重要，但最關(guān)鍵還是主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)。主軸系統(tǒng)主軸系統(tǒng)提高砂輪線速度主要是提高砂輪轉(zhuǎn)速，超高速磨床的主軸最高轉(zhuǎn)速都在10000rmin以上，傳遞的磨削功率常為幾十千瓦，故要求其主軸系統(tǒng)剛性好、回轉(zhuǎn)精度高、溫升小、功耗低。近年來，超高速磨床愈來愈多地使用將電機(jī)和主軸作成一體的電主軸，其所用軸承主要是油氣潤滑的陶瓷球角接觸球軸承和液體動(dòng)靜壓軸承，

9、后者多用在外圓類超高速磨床上。磁浮軸承雖然高速性能好、精度高，但價(jià)格昂貴和有發(fā)熱、漏磁問題，目前尚較少采用。高速回轉(zhuǎn)的砂輪軸和砂輪一起，其動(dòng)不平衡引起的振動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響磨削質(zhì)量，除了砂輪和主軸系統(tǒng)預(yù)先要進(jìn)行嚴(yán)格的動(dòng)平衡外，還應(yīng)當(dāng)在機(jī)床進(jìn)行磨削的過程中實(shí)施連續(xù)的自動(dòng)平衡。此外，要充分重視超高速磨床砂輪與主軸連接的可靠性。文章關(guān)鍵詞：疏失。明：機(jī)械專家網(wǎng)對(duì)刊登之所有信息不聲明或保證其內(nèi)容之正確性或可靠性；您于此接受并承認(rèn)信賴任何信息所生之風(fēng)險(xiǎn)