高速超高速磨削技术发展与关键技术
磨削技术论文:超高速磨削及其优势探析
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磨削技术论文:超高速磨削及其优势探析一、概述超高速磨削作为一种高精度精密加工技术,已在各个领域得到广泛应用。
本文将从超高速磨削的基本原理入手,分析其优势,探讨其在建筑领域的应用前景。
二、基本原理超高速磨削是利用高速旋转的砂轮磨削工件表面,以达到高精度加工的一种技术。
它与传统的磨削技术不同之处在于,超高速磨削使用的砂轮转速通常在1万~10万转/分之间,较传统的磨削转速快得多。
这种高速磨削技术可以大幅提高加工效率,同时还能够获得更高的精度和光洁度。
三、优势分析1. 精度高超高速磨削的砂轮转速快,磨削力大,可以快速去除工件表面杂质,得到更加精细的加工表面,精度可达到0.005mm以下。
2. 效率高由于砂轮转速快,磨削力大,超高速磨削速度比传统磨削技术快得多。
工件加工时间可以降低30%以上,大幅提高生产效率。
3. 造价低超高速磨削使用的砂轮寿命长,能够在保证加工效率的情况下,延长更换周期,降低磨具成本。
4. 应用范围广超高速磨削是一种高效、环保、精细化的磨削技术,可适用于各种材料的加工,包括金属、非金属材料、陶瓷材料等。
5. 环保超高速磨削使用的是无毒、无害、无污染的磨料,减少了对环境的污染。
四、应用前景在建筑领域,超高速磨削技术可以用于加工各类构件。
它能够大幅节约加工时间,提高生产效率。
同时,它还能精细加工各类构件表面,达到工艺标准,节约原材料,降低生产成本。
在未来,超高速磨削技术有望得到更加广泛的应用。
五、案例分析1. XXX公司的构件加工中,采用超高速磨削技术,成功优化了加工效率,降低了产品成本,得到了客户的一致好评。
2. XX公司将超高速磨削技术应用于钢筋加工中,减少了加工时间,提高了钢筋的精度和尺寸的一致性,受到了建筑公司的赞扬。
3. XX公司采用超高速磨削技术加工门窗构件,成功提高了构件的表面精度和光洁度,降低了产品的废品率,提高了客户的满意度。
4. XX公司采用超高速磨削技术加工凸轮、传动齿轮等构件,减少了加工时间,提高了精度和表面光洁度,获得了广泛应用。
高速强力磨削在机械加工中的发展与应用
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关键词 :高速磨 削; 强力磨 削; 削效 率 磨
高效率是国内#N] n t 0 I的主要 发展方向之 -  ̄ 提高效率的重要方法 , 是提高切削, 磨削速度及 增大进给量。目前高速磨削已广泛应用于生产, 普 遍认为 5 -8 m s 0- 0 / 的高速磨削是经济可行的。 - 最高 磨削速度已达到 1 0 /,试验室 的速度 已达 到 2ms 2 0- 5 m/ 1 -20 s - 。现在有的工件的实际磨削速度可以 提高到 30 / 目 0 m s 前正朝着高速度磨削、 o 强力磨削 , 高速强力磨削力一向发展。
一
。
1高速磨削
4 米 / 以上 的 5 N- 磨削力—法。 高速磨削是提高磨削效率的重要途经
之一 。 1 高速磨 削的 梅 : 与普通 磨 削相 比 , 以 . 1 它 可
提高生效率 1 3 由于磨削速度的提高, -侥 工件表面 在磨粒犁耕后历形成的隆起高度减小 , 因而使磨削 的 表面粗糙度减小渺轮的寿命提高 1 倍左右瘤 削 力下降 4 ∞ 左右, 加工的精度相应也提高。 1 高速磨削必须采取的措施 : . 2 使用高速砂轮; 使用高速磨床采用 自 动上料、 自动检测装置以 , NA
辅助 时间 。 1 3高速磨削的发展与应用
近年来, 国内外高速磨床品种已有外圆 磨床、 曲 轴磨床、 凸轮磨床, 轴承磨床、 平面磨床, 磨床 内圆 等。工业发达的国家在推广采用 4 ~ 0 / 5 6 ms的高速 磨削,0 1 0 /的高速磨削已在—些国家开始应 8~ 5 m s 用。 我国已 生产磨削速度为 5 —0 /的外圆磨床、 0 8ms 凹轮磨| 和轴承磨床等。 床 目 国 前 外高速磨 削轴承环内 外沟, 在发动机行业高速磨削也得到广 泛应用, , A M公司磨削 V 发动机曲轴连 如 美国 I 8 杆颈用高速磨削 , 英国的 N w l e a 公司高速磨削锻钢 l 4 拐汽车曲轴。 不少国家磨削曲轴还采用多砂轮高
磨削技术的发展及关键技术-文献综述
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磨削技术的发展及关键技术摘要:砂带磨削几乎能用于加工所有的工程材料,作为在先进制造技术领域有着"万能磨削"和"冷态磨削"之称的新型工艺,砂带磨削已成为与砂轮磨削同等重要的不可缺少的加工方法。
综观近几年来国内外各类机床及工具展览会和国际生产工程学会的学术会议,结合砂带磨削在国内外各行业的应用状况,可以看出砂带磨削在制造业中发挥着越来越重要的作用,有着广泛的应用及广阔的发展前景。
关键字:磨削砂带机床技术Keyword:Grinding Abrasive belt Machine tool Technology一,前言砂带磨床是一种既古老而又新兴的工艺。
近30多年来,粘满尖锐砂粒的砂布或砂纸制成一种高速的多刀多刃连续切削工具用于砂带磨床之后,砂带磨削技术获得了很大的发展。
这种砂带磨削技术远远超越了原有的只用来加工和抛光的陈旧概念。
现在砂带磨床的加工效率甚至超过了车、铣、刨等常规加工工艺,加工精度已接近或达到同类型机床的水平,机床功率的利用率领先于所有的金属切削机床,应用范围不仅遍及各行各业,而且对几乎所有的材料,无论是金属还是非金属都可以进行加工。
长期以来不大引人注意的砂带磨削工艺现在正进入现代化发展的新阶段。
而数控磨床又是磨床的发展方向,所以研究数控砂带磨床本有很大的意义。
【正文】一.磨削技术的发展及关键技术1.磨削技术发展史高速高效磨削、超高速磨削在欧洲、美国和日本等一些工业发达国家发展很快,如德国的Aachen大学、美国的Connecticut大学等,有的在实验室完成了速度为250m/s、350m/s、400m/s的实验。
据报道,德国Aachen大学正在进行目标为500m/s 的磨削实验研究。
在实用磨削方面,日本已有200m/s的磨床在工业中应用。
我国对高速磨削及磨具的研究已有多年的历史。
如湖南大学在70年代末期便进行了80m/s、120m/s的磨削工艺实验。
超高速加工技术
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(2)汽车制造。
1
2
3
4
钻孔 表面倒棱 内侧倒棱 铰孔
高速钻孔 表面和内侧倒棱
专用机床 5轴×4工序 = 20轴(3万件/月)
刚性(零件、孔数、孔径、孔型固 定不变)
高速加工中心 1台1轴1工序(3万件/月)
柔性(零件、孔数、孔径、 孔型可变)
图12 汽车轮毂螺栓孔高速加工实例(日产公司)
(3)模具制造。
b)高速模具加工的过程
图14 两种模具加工过程比较
生产剃须刀的石墨电极
生产球形柄用的铜电极
图15 高速切削加工电火花加工用工具电极
(4)难加工材料领域。硬金属材料(HRC55~62),可 代替磨削,精度可达IT5~IT6级,粗糙度可达0.2~1um。
(5)超精密微细切削加工领域。
粗铣整体铝板; •精铣去口; •钻680个直径为3mm的小孔。 时间为32min。
在机床的主轴上,定子安装在主轴单元的壳体中,采用水冷 或油冷。精度高、振动小、噪声低、结构紧凑。
高速加工技术的发展与应用
图5 HSM600U型数控五轴高速加工中心
生产厂家:瑞士Mikron 主轴转速:最高42000 rpm
主轴功率:13 KW 进给速度:最高40 m / min
定位精度:0.008 mm
重复定位精度:0.005mm
图6 HSM 系列高速五轴联动小型立式加工中心
图7 HSM800 图9 HSM400
• Bremen大学在高效深磨的研究方面取得了世界公 认的高水平成果,并积极在铝合金、钛合金、铬镍 合金等难加工材料方面进行高效深磨的研究。
近年来,我国在高速、超高速加工的各关键领域 (如大功率高速主轴单元、高加减速直线进给电机、 陶瓷滚动轴承等方面)也进行了较多的研究并有相应 的研究成果。
超高速加工技术发展现状及趋势
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达 到 磨 削 表 面 的 水平 ,超 高 速 铣 削 可 实 现 硬 切 削 ( RC 0以下 ) 因而可 用 于模 具 的精 加工 ,省 去 其 H 6 常规 的精 整加工 工序 或节 省抛光 工 时 。 在超 高速 加 工 中由于机 床 主轴 转速 很高 ,激 励 振 动频 率就很 高 ,远 离机 床 固有 振动频 率 ,因此 工
了 2 3倍 。 —
是超 高 速加 工 技术 对机 械制 造 业 实现 高 效 、
优 质 、低成 本 生产 有 广 泛 的适 用 性 。 超 高 速加 工 可 大 幅 度 提 高 加工 效 率 、缩 短 加 工 时 间 、降低 加
正 是 超 高 速 加 工 技 术 特 别 是 超 高 速 铣 削 ,与 新 一 代 数 控 机 床 特 别是 高 速加 工 中心 的开 发 应 用 紧密 相 关 。9 0年代 以来 ,美 、欧 、 日各 国争 相 开 发 应用 新 一 代 高 速 数 控 机 床 ,集 高 效 、精 密 、柔 性 为 一 体 的数 控 机 床 的高 效 特 征 有 了 新 的 飞 跃 。 新 一代 数 控 机 床 已经 从 原 有 数 控机 床基 型 的高 速 型 派 生 品种 ,加 快 高 速 化 发 展 步 伐 ,适 应 超 高 速 度 高效 加 工 的新 结 构 已 用 于 多 种 产 品 中 ,高 速 主 轴 单 元 、高 速且 高 加/ 速 度 的进 给运 动 部件 、高 减 性 能 数控 和 伺服 系统 以及 工 具 系 统 都 出 现 了新 的
5 0 rmi ,进 给 速 度 6 / n 中 小 型 加 工 中心 0 0/ n m mi ;
二 、超 高速 加 工技 术 的 重 要性
高速磨削相关技术探究
![高速磨削相关技术探究](https://img.taocdn.com/s3/m/727c458be53a580216fcfe69.png)
熙塑笠凰.高速磨削相关技术探究谈正秋(苏州工业职业技术学院机电机系,江苏苏州215104)脯羁高速磨削技术将继续克服当前存在的某些技术障碍,得到更快的发展,随著科学技术的不断进步和发展,对零件的加工精度和生产率提出了更高的要求,高速磨《4技术吏加显示出它的重安挂。
本文理论联系实际,对高速磨削相关技术进行了捐}讨。
联薹建词高速磨削技术;发展;趋势由于对高速磨削极限的研究取得突破性进展,高速磁悬浮轴承开始进入实用阶段,高回转强度的超硬磨科磨具日益普及,主轴系统在先平衡技术不断完善,使高速磨削加工技术必将迈匕—个新台阶,从磨削速度E看,这是—个人们一直追求的目标。
1国内高速磨肖q技术的发展我国高速磨削技术的研究起步较晚,与国外有较大的差距。
自1958年开始推广高速磨削技术,当时第一汽车厂、第一砂轮厂等相继试验成功50m,s高速砂轮,并进行磨削试验。
1964年,郑州磨料磨具磨削研究/i f r,Te洛阳拖拉机厂合作进行50m/s高速磨削试验,在机床改装和工艺等方面获得一定效果。
1975年,河南省南阳机床厂试制成功了M Sl332型80m,s高速外圆磨床,至1977年,全国已有17个省市770台磨床采用50m,s高速磨削技术,湖南大学已在实验室内成功地对100m/s和120m/s高速磨削进行试验。
目前,实验室磨削速度已达150m/s左右。
在高速磨削机床方面,我国与国外的主要差距在于机床的关键功能部件的研究开发落后于市场需求,如转速2000r/m i n以上的大功率刚性主轴,无刷环形扭矩电机,大行程直线电机、快速响应数控系统等技术尚未完全掌握。
在高速磨削砂轮材料方面我国已取得了很大的发展,特别是人造金刚石、立方氮化硼砂轮在磨削中的推广应用,使得高速磨削技术有了新的发展,并逐步和其它高效磨削技术相结合于—体。
2高速磨肖B技术的发展趋势1)在高速机床领域具有小质量、大功率的高转速主轴,与其配套的高速轴承技术、高速电机技术、高速主轴的润滑系统,及监控技术等将随之快速发展。
高速磨削
![高速磨削](https://img.taocdn.com/s3/m/835c8dfc998fcc22bcd10d91.png)
一般是把磨削方法、磨削工序或是磨削技术与其
他技术进行复合,进而实现加工的高精度和高效 率的目的
关键技术与应用
1、砂带磨削 利用在砂带磨床上的高速运转的环形砂带加工 工件表面的磨削。
2、电解磨削(ECG磨削)
电解加工与机械磨削结合的特种加工,又称电化
学磨削。与电解加工相比有较好的加工精度和表
面粗糙度,与机械磨削相比有较高的生产率。
现代磨削与光整加工
高速磨削
复合磨削
超精密磨削
光整加工
高速磨削定义
高速磨削是通过提高砂轮线速度来达到提高磨削去除率和磨削质
量的工艺方法。一般砂轮线速度高于45m/s时就属于高速磨削。
高速磨削技术是磨削工艺本身的革命性跃变,日本先端技术研究 会把高速加工列为五大现代制造技术之一。国际生产工程学会
( CIRA)将高速磨削技术确定为面向21世纪的中心研究方向之一。
高速磨削机理
在高速超高速磨削加工过程中,在保持其它参数
不变的条件下,随着砂轮速度的大幅度提高,单 位时间内磨削区的磨粒数增加,每个磨粒切下的 磨屑厚度变小,则高速超高速磨削时每颗磨粒切 削厚度变薄总磨削力也大大降低。
动。
超精加工
用装有细磨粒、低硬度油石的磨头,在一定的
压力(0.05~0.3MPa)对工件表面进行光整加工的 方法。细磨粒油石压在作低速旋转运动的工件上, 同时作往复运动,对工件表面进行微量切削。
抛光
抛光是在高速旋转的布轮、布盘或砂带等软的
抛光器或抛光轮上涂以磨膏(磨料、油酸、软
脂),对工件表面进行光整加工的方法。
采用高速精密磨床,并通过精密修整微细磨料磨具,采 用亚微米级切深和洁净加工环境获得亚微米级以下的尺 寸精度。
高速超高速磨削技术发展与关键技术
![高速超高速磨削技术发展与关键技术](https://img.taocdn.com/s3/m/f18128e64afe04a1b071dedd.png)
性变革。德国著名磨削专家 T a aoi . w k l博士将超高 T 速 磨 削 誉为 “ 代磨 削 技术 的最 高峰 ” 日本 先端 现 。 技术研究学会把超 高速加工 列为五大现代制造 技
术之 一 。在 19 96年 国际生 产工程 学 会 ( IP CR )年 会上 超高速 磨 削技 术被 j式 确定 为面 向 2 l世纪 的 中心 研 究方 向之 一 ,是 当今在 磨削领 域 最 为引人 注 目的技术 。
关键 词 高速超 高速
磨粒加 T 关键 技术
I高速/ 超高速磨削技术发展
超 高速 磨 削 技 术 是 现 代 新 材 料 技 术 、制 造 技 术 、控制 技术 、测试 技 术和 实验 技术 的高 度集 成 , 是优 质与 高效 的完美 结 合 ,是磨 削加 工 工艺 的革 命
磨削 的基 础研 究 ,当 时实验 审 的磨 削速度 就 已经达
辟了广阔的空间,对于高速超高速磨削技术的实用 化也起到了直接的推动作用。
通 常将砂 轮线速 度 大 于 4 / 的磨 削 称为 高速 5 s m 磨削 ,而将砂 轮线 速 度 大于 10m/ 5 s的磨 削称 为超 高速 磨削 。超 高速 磨 削在 欧洲 、 日本 和美 国等 发达
国家 发展较快 。
行磨削 ,可得 到高效 率、高质量的磨削效果。据
Aah n工业 大 学 实验 窀的 K e g和 F r ma n宣 ce oi n el n e
称 , 该实验 室 已经 采用 了圆周速 度 达 到 50m s的 0 / 超 高速 砂轮 ,这 一速度 已突破 了当前机 床 与砂轮 的 工 作极 限 。另外 B ancwe rush i g大学 、B rn工业 大 el i 学 等 也在进 行 此方 面 的研 究 。 瑞 士 Su e 公 司 开发 的 C N 砂 轮磨 削线速 度 tdr B 在 6 / 0m s以上 ,并 向 10 10m s 向发展 。¥ 0 2 ~ 3 / 方 4 C N 砂轮 磨床 ,在 15 s 高速 磨 削性 能发挥 最 B 2 时 m/
高速机床的关键技术和发展趋势
![高速机床的关键技术和发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/ac5e1561561252d380eb6ec7.png)
高速机床的关键技术和发展趋势【摘要】高速切削是切削加工发展的主要方向之一,高速机床是实现高速切削的基础。
近年来,高速切削技术的快速发展带动了高速机床制造技术的进步,不仅体现在传统机床关键部件的重大改进,而且产生了新的机床结构以及关键零部件,把机床制造技术带入了一个新的领域。
本文具体分析研究了高速机床的关键技术和发展趋势。
【关键词】高速机床关键技术发展趋势中图分类号:tg508 文献标识码:a 文章编号:高速机床是指能够进行高速切削的机床。
目前适用于进行高速切削的加工中心和数控机床,其主轴转速一般都在10000r/min以上,有的高达60000-100000r/min,主电机功率15-80kw。
高速切削还在进一步发展中,不同加工方式和不同材料的高速切削范围也有所差别,表1给出了几种典型加工方式的高速切削范围。
表1 典型加工方式的高速加工范围高速切削要求高速机床的主轴和工作台具备极高的加速度性能,主轴从启动到最高转速(或相反)只用1-2s,工作台的加速(减速)度要达到1-10g。
如此高的加速度会对机床造成巨大的动载荷,必须提高机床的动、静刚度,因此高速机床的产生使机床从“速度设计”进入“加速度设计”的新阶段。
与常规加工相比,高速加工有许多突出的优点:单位时间的材料切除率可增加3-6倍;切削力可降低30%以上,特别有利于薄壁细长工件的高速精密加工;95%-98%的切削热被切屑带走,工件可基本保持冷态;高速加工能加工出非常光洁、精密的零件,如高速铣削和高速车削可以达到磨削的光洁度;工件表面残余应力非常小。
高速加工技术首先在美国航空航天工业中得到广泛应用,如今汽车工业和模具工业也越来越多采用高速加工。
例如用小直径立铣刀对模具型腔进行超高速铣削,因为效率高、精度高、表面光洁,故可省去后续的电加工和手工研磨等工序,大大加快了新产品的开发周期。
常用的机床关键件如钢球式机械主轴、滚珠丝杆、数控系统以及现有的设计理念已不能支撑高速机床, 由此产生了一系列的技术创新, 如高速滚珠丝杆、直线电机、电主轴、高性能数控系统、新型结构及新设计理念。
超高速磨削加工的关键技术及其装备开发
![超高速磨削加工的关键技术及其装备开发](https://img.taocdn.com/s3/m/0c2687b7960590c69ec37610.png)
与技 术
Po u t rd c s& T c n lg eh ooy
超 高速磨 削加工 的关键 技术及 其装备开发
蔡 光起 修 世超 ( 东北 大学机械 工程 与 自动化 学 院 沈 阳 ,1 0 0 ) 10 4
摘
要 :介 绍 了超 高速 磨 削 和快 速点 磨 削 的关键 技 术 及 国内外 发 展现 状 ,以及 东北 大学 在这 一 技术 领 域
Ca a g i Xi h c a i Gu n q u S ih o
(c o lo c a ia n iern & A tmain。No tese n Unv ri 。 S h o fMeh nc lE gn eig uo t o rh a tr i es y t
S e y n 1 0 4 C ia h n a g 1 0 0 。 hn )
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C N 削试 验 研 B磨
究 、超 高 速 磨 削 砂 轮 表 面气 流 场 和 磨 削 摩擦 系 数 的
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 中 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 圆磨 削 、高 效 深 切 磨 削 、快 速点磨 削技 术 的发 展最 为 引人注 目。
Ke rs ue- ihsedgidn ,C C,Q ik pitgidn ywod :Sprhg pe r ig N n uc- o r ig n n
超高速磨削技术的发展及其主要相关技术
![超高速磨削技术的发展及其主要相关技术](https://img.taocdn.com/s3/m/7d1aee057cd184254b35351d.png)
收 稿 日期 : 0 2 0 — 0 2 0 — 62 基 金 项 目 : 家 教 育 部 科 技 研 究 重 大 项 目( 大 D2 ) 湖 南 省 科 技 攻 关 重 大 项 目 ( 1 国 重 1 和 7 0 GKY1 0 ) 0 2 作者 简 介 : 名 彰(9 8 )男 . 南邵 阳人 . 潭工学 院副教 授 . 南 大学访 问学 者- 陆 14 一 , 湖 湘 湖
维普资讯
第 2 9卷
2 00 2 年
ห้องสมุดไป่ตู้
第 5期
l 月 0
湖 南 大
J u n lo u a o r a fH n n
VO 、 1 Oc 、 t
N O .
0 )
文 章 编 号 : 0 0 2 7 ( 0 2) 5 0 4 — 5 10 —4 2 2 0 0 —0 40
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S HEN a — n ,W U o ,LUAN i g me Xio mi Ya Jn — i
( ai N tona lEngi ee i e e c n rng R s ar h Cent r f i Efii nc rndi e or H gh fc e y G i ng・
超 高 速 磨 削 技 术 的 发 展 及 其 主 要 相 关 技 术
陆 名 彰 ,熊 万 里 ,黄 红 武 ,盛 晓 敏 ,吴 耀 ,栾 景 美
( 南 大 学 国 家 高 效 磨 削 工 程 技 术 研 究 中 , 湖 南 长 沙 湖 1, 2 40 8 ) 1 0 2
高速切削及其关键技术
![高速切削及其关键技术](https://img.taocdn.com/s3/m/6bb9c41804a1b0717ed5dd39.png)
高速切削和其关键技术综述摘要高速切削已成为先进制造技术的一个重要发展方向。
高速切削的应用将提高加工精度和生产率。
本文介绍了高速切削的概念和特点,分析了高速切削的关键技术:机床技术、刀具技术和工艺技术,说明了高速切削在航空、汽车工业与模具制造等领域的应用,并展望高速切削加工技术未来的发展方向。
关键词:高速切削,关键技术,应用领域,未来展望Abstract:High-speed cutting technology has become an important development direction of advanced manufacturing technology.The application of high-speed cutting technologywill improve the machining accuracy and productivity.This paper introduces the concept and characteristics of high speed cutting, and analyzes the key technologies of high-speed cutting, including machine tooltechnology, cutting tool technology and process technology. It also illustrates the applications of the high speed cutting in the field of aviation, automobile industry and dies manufacturing, and prospects the future development direction of thehigh-speed cutting technology.Key words:high-speed cutting, key technologies, application fields, future prospect0. 引言自20世纪30年代,高速切削概念首次提出以来,高速切削加工技术经历了多年理论与实践的研究和探索。
超高速磨削技术
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高速/超高速磨削技术摘要:超高速点磨削是一种先进的高速磨削技术,它集成了高速磨削、CBN 超硬磨料及CNC 车削技术,具有优良的加工性能。
对国内外高速磨削技术发展的作了比较详细的介绍,重点论述和分析了超高速点磨削的技术特征、关键技术和在汽车制造中的应用,最后分析了我国汽车工业发展超高速点磨削技术的必要性。
关键词: 超高速点磨削; 技术特征; 关键技术; 汽车工业Abstract: Super-highspeed point-grinding is an advanced manufacture technology that hasintegrated high speed grinding,thin super-abrasive wheel and CNC turning technologies,and has m any excellent performance sin grindingshafts process. The development and the technical characters o f super-highspeed point-grinding were introduced,and the key technology and applicationon automobile manufacturing o f super-high speed point-grindingwere also analyzed. The significance of super-h igh speed point-grindingon automobile manufacturing was presented.Keywords: Super-high speed point-grinding; Technicalcharacteristics;Key technology; Automobile manufacturing1.国内外高速磨削技术简介通常所说的“磨削”主要是指用砂轮或砂带进行去除材料加工的工艺方法。
超高速磨床的发展与展望
![超高速磨床的发展与展望](https://img.taocdn.com/s3/m/312a7dc9d5bbfd0a795673f2.png)
超高速磨床的发展与展望摘要:随着超高速磨削研究的不断的深入与工业实用化,超高速磨床已经成为各国先进制造技术发展的重点。
本文综述了国内外超高速磨床的发展现状,简述了超高速磨床目前的发展趋势。
关键词:磨削磨床超高速中图分类号:tg582 文献标识码:a 文章编号:1674-098x (2012)08(c)-0033-011 超高速磨削超高速磨削通常是指速度为普通磨削速度5倍以上(即vs≥150m/s)的高速磨削,是由德国萨洛蒙carl salomon于l931年提出的,其英文名称为super-high speed grinding或ultra-high speed grinding。
超高速磨削主要有以下特点:(1)磨削效率高,磨削速度的提高使得进给速度也相应的提高,从而使磨削效率显著提高。
(2)加工质量高,超高速磨削比普通磨削的加工精度高、磨削表面粗糙度低、加工表面完整性好。
(3)材料消耗低,它能延长砂轮使用寿命、减少冷却液消耗。
(4)扩展磨削工艺的应用范围,对硬脆材料、高塑性和难磨材料获得良好的磨削效果。
这些特点使得超高速磨削成为了磨削加工中发展的重中之重。
[1]2 国内超高速磨床的发展我国的超高速磨削研究起步较晚,1995年,汉江机床厂使用陶瓷cbn砂轮,进行了200m/s的超高速磨削试验。
2003年,东北大学首先研制成功了我国第一台圆周速度200m/s、额定功率55kw、最高砂轮线速度达250m/s的超高速试验磨床。
从2002年开始,湖南大学开始针对一台250m/s超高速磨床主轴系统进行高速超高速研究,并在国内首次进行了磁浮轴承设计,在2009年开发出适用于航天航空、国防军工等行业中的特定材料零件的加工的mkg1320超高速数控外圆磨床,该设备采用直径为500mm砂轮,线速度达到150m/s,通过集成超高速磨削关键技术和创新开发超高速砂轮恒压预紧补偿技术、高阻尼无腔铸石床身设计、高刚性圆柱内节流液体静压直线导轨技术等多项先进技术,可以解决工程陶瓷、微晶玻璃、硬质合金、人造宝石晶体等超硬材料、钛合金、不锈钢、镍基铁氧体材料等耐热合金材料以及复合涂层材料等难加工材料轴类零件的精密加工问题。
高速切削及其关键技术
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高速切削及其关键技术摘要自20世纪30年代德国 Carl Salomon博士首次提出高速切削概念以来,经过50年代的机理及可行性研究,70年代的工艺技术研究,80年代全面系统的高速切削技术研究,到90年代初,高速切削技术开始进入实用化,到90年代后期,商品化高速切削机床大量涌现,21世纪初,高速切削技术在工业发达国家得到普遍应用,正成为切削加工的主流技术。
根据1992年国际生产工程研究会(CIRP)年会主题报告的定义,高速切削通常指切削速度超过传统切削速度5-10倍的切削加工。
因此,根据加工材料的不同和加工方式的不同,高速切削的切削速度范围也不同。
高速切削包括高速铣削、高速车削、高速钻孔及高速车铣等,但绝大部分应用是高速铣削。
目前,加工铝合金已达到2000-7500m/min;钛合金达150-1000m/min;纤维增强塑料为2000-9000m/min。
高速切削是一项系统技术,企业必须根据产品的材料和结构特点,购置合适的高速切削机床,选择合适的切削刀具,采用最佳的切削工艺,以达到理想的高速加工效果。
高速切削是一项先进的、正在发展的综合技术,必须将高性能的高速切削机床、及工件材料相适应的刀具和对于具体加工对象最佳的加工工艺技术相结合,充分发挥高速切削技术的优势。
高速切削技术已成为切削加工的主流和先进制造技术的一个重要发展方向。
高速切削较之常规切削是一种创新的加工工艺和加工理念。
本文分析了高速切削技术的特点,研究了高速切削的关键技术:机床技术、刀具技术和工艺技术,介绍了高速切削技术在航空航天和汽车制造等领域的发展及应用。
关键词:高速切削;机床;刀具;切削工艺一.引言机械加工技术正朝着高效率、高精度、高柔性和绿色制造的方向发展。
在机械加工技术中,切削加工是应用最广泛的加工方法。
近年来,高速切削技术蓬勃发展,已成为切削加工的主流和先进制造技术的一个重要发展方向。
在数控机床出现以前,用于工件上下料、测量、换刀和调整机床等的辅助时间超过工件加工总工时的70%;以数控机床为基础的柔性制造技术的发展和应用,大大降低了工件加工的辅助时间,切削所占时间比例越来越大。
超高速加工技术的现状及发展趋势
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超⾼速加⼯技术的现状及发展趋势超⾼速加⼯技术的现状及发展趋势俗话说的好,“只要功夫深,铁杵磨成针”,这要是在遥远的古代社会也许是不折不扣的真理,但是在这个科技发展⽇新⽉异经济社会⾼度发达的⽂明社会,这就是⼀个谬误了。
特别是在机械加⼯⽅⾯更是⼤⼤的谬误了。
在这个时间就是⾦钱效益就是⽣命的机械制造⾏业⾥,谁掌握了技术谁就掌握了主动,谁提⾼了效率谁就站在了队伍的前列……超⾼速加⼯技术----⽆疑就是今后机械制造业发展的趋势之⼀.⾼速切削的概念与⾼速切削技术超⾼速加⼯技术是指采⽤超硬材料的刃具,通过极⼤地提⾼切削速度和进给速度来提⾼材料切除率、加⼯精度和加⼯质量的现代加⼯技术。
超⾼速加⼯的切削速度范围因不同的⼯件材料、不同的切削⽅式⽽异。
⽬前,⼀般认为,超⾼速切削各种材料的切速范围为:铝合⾦已超过1600m/min,铸铁为1500m/min,超耐热镍合⾦达300m/min,钛合⾦达150~1000m/min,纤维增强塑料为2000~9000m/min。
各种切削⼯艺的切速范围为:车削700~7000m/min,铣削300~6000m/min,钻削200~1100m/min,磨削250m/s以上等等。
超⾼速加⼯技术主要包括:超⾼速切削与磨削机理研究,超⾼速主轴单元制造技术,超⾼速进给单元制造技术,超⾼速加⼯⽤⼑具与磨具制造技术,超⾼速加⼯在线⾃动检测与控制技术等。
⾼速切削是⼀项系统技术,图1显⽰了影响⾼速技术的各⽅⾯因素,企业必须根据产品的材料和结构特点,购置合适的⾼速切削机床,选择合适的切削⼑具,采⽤最佳的切削⼯艺,以达到理想的⾼速加⼯效果。
图1速机床CNC控制技术⾼速切削的应⽤由于⾼速切削机床和⼑具技术及相关技术的迅速进步,⾼速切削技术已应⽤于航空、航天、汽车、模具、机床等⾏业中,车、铣、镗、钻、拉、铰、攻丝、磨削铝合⾦、钢、铸铁、钛合⾦、镍基合⾦、铅、铜及铜合⾦、纤维增强的合成树脂等⼏乎所有传统切削能加⼯的材料,以及传统切削很难加⼯的材料。
超高速磨削通常指砂轮速度大于150ms的磨削超高速磨削.
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超高速磨削通常指砂轮速度大于150m/s的磨削。
超高速磨削在欧洲、日本和美国等发达国家发展很快,被誉为“现代磨削技术的最高峰”。
国际生产工程学会(CIRP)将其确定为面向21世纪的中心研究方向,并进行了一些著名的合作研究。
超高速磨削可以对硬脆材料实现延性域磨削加工,对高塑性等难磨材料也有良好的磨削表现。
与普通磨削相比,超高速磨削显示出极大的优越性: 大幅度提高磨削效率,减少设备使用台数。
如采用电镀CBN砂轮以123m/s的高速磨削割草机曲轴,原来需要6个车削和3个磨削工序,现在只需要3个磨削工序,生产时间减少65%,每小时可以加工180件。
再如人们以125m/s的速度应用普通砂轮高效磨削淬硬低碳钢42CrMo4,切除率达167mm³/mms,比缓进给磨削大11倍。
磨削力小,零件加工精度高。
速度360m/s以下的试验表明,在一个较窄的速度范围(180-200 m/s)内,摩擦状态由固态向液态急剧变化,并伴随着磨削力的急剧下降。
笔者在单颗磨粒高速磨削45钢和20Cr钢试验中发现,摩擦系数在临界速度以下,随速度的增大而大幅度减少;超过临界速度后,摩擦系数却随速度的增大而略有增加。
降低加工工件表面粗糙度。
在其它条件相同时,33m/s,100m/s,和200m/s的速度磨削时,表面粗糙度值分别为Ra2.0,Ra1.4和Ra1.1µm。
砂轮寿命延长。
在金属切除率相同的条件下,砂轮速度由80m/s提高到200m/s,砂轮寿命提高8.5倍。
在200m/s的速度磨削时,以2.5倍于80m/s时的磨除率,寿命仍然提高1倍。
1 超高速磨削的发展欧洲欧洲,高速磨削技术的发展起步早。
最初高速磨削基础研究是在60年代末期,实验室磨削速度已达210-230m/s。
70年代末期,高速磨削采用CBN砂轮。
意大利的法米尔(Famir)公司在1973年9月西德汉诺威国际机床展览会上,展出了砂轮圆周速度120m/s的RFT-C120/50R 型磨轴承内套圈外沟的高速适用化磨床。
高速切削加工技术的现状和发展
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高速切削技术发展现状一、概述机械加工的发展趋势是高效率、高精度、高柔性和绿色化,切削加工的发展方向是高速切削加工,在发达国家,它正成为切削加工的主流。
50年来,切削技术的极大进步说明了这一点:今天切削速度高达8000m/min,材料切除率达150~1500cm3/min,超硬刀具材料硬度达3000~8000HV,强度达1000Mpa,加工精度从10µm到0.1µm。
干(准)切削日益广泛应用。
随切削速度提高,切削力降低大致为25~30%以上;切削温度增加逐步缓慢;加工表面粗糙度降低1~2级;生产效率提高,生产成本降低。
数控切削加工作为制造技术的主要基础工艺,随着制造技术的发展,在20世纪末也取得了很大的进步,进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。
它是制造业中重要工业部门,如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业和新兴的模具工业、电子工业等部门主要的加工技术,也是这些工业部门迅速发展的重要因素。
因此,在制造业发达的美、德、日等国家保持着快速发展的势头。
金属切削刀具作为数控机床必不可少的配套工艺装备,在数控加工技术的带动下,进入了“数控刀具”的发展阶段,显示出“三高一专”(即高效率、高精度、高可靠性和专用化)的特点。
显而易见,在21世纪初,尽管近净成形技术、堆积成形技术是非常有前途的新工艺,但切削加工作为制造技术主要基础工艺的地位不会改变。
从当前制造业发展的趋势中可以看到,制造业发展和人类社会进步对切削加工提出的双重挑战,这也是21世纪初切削加工技术发展的主要趋势。
当前以高速切削为代表的干切削、硬切削等新的切削工艺已经显示很多的优点和强大的生命力,成为制造技术提高加工效率和质量、降低成本的主要途径。
因此,发展高速切削等新的切削工艺促进制造技术的发展是现代切削技术面临的新任务。
当代的高速切削不是切削速度的少量提高,是需要在制造技术全面进步和进一步创新的基础上,包括数控机床、刀具材料、涂层、刀具结构等技术的重大进步,才能达到的切削速度和进给速度的成倍提高,才能使制造业整体切削加工效率有显著的提高。
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* 国家自然科学基金资助项目(编号:50475052) 教育部科学技术研究重点项目(编号:104190)高校博士学科点专项科研基金资助项目(编号:20040145001)高速超高速磨削技术发展与关键技术*青岛理工大学 机械工程学院 ( 266033) 李长河东北大学 机械工程与自动化学院 (110004) 修世超 蔡光起摘 要 论述了高速超高速磨削加工技术的发展、特点以及关键技术。
关键词 高速超高速 磨粒加工 关键技术1 高速/超高速磨削技术发展超高速磨削技术是现代新材料技术、制造技术、控制技术、测试技术和实验技术的高度集成,是优质与高效的完美结合,是磨削加工工艺的革命性变革。
德国著名磨削专家T.Tawakoli 博士将超高速磨削誉为“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。
在1996年国际生产工程学会(CIRP )年会上超高速磨削技术被正式确定为面向21世纪的中心研究方向之一,是当今在磨削领域最为引人注目的技术。
高速加工(High-speed Machining)和超高速加工(Ultra-High Speed Machining )的概念是由德国切削物理学家Carl.J.Salomon 博士于1931年首先提出,他发表了著名的Salomon 曲线,创造性地预言了超越Talor 切削方程式的非切削工作区域的存在,提出如能够大幅度提高切削速度,就可以越过切削过程产生的高温死谷而使刀具在超高速区进行高速切削,从而大幅度减少切削工时,成倍地提高机床生产率。
他的预言对后来的高速甚至超高速磨削的发展指明了方向,为高速超高速磨削技术研究开辟了广阔的空间,对于高速超高速磨削技术的实用化也起到了直接的推动作用。
通常将砂轮线速度大于45 m/s 的磨削称为高速磨削,而将砂轮线速度大于150 m/s 的磨削称为超高速磨削。
超高速磨削在欧洲、日本和美国等发达国家发展较快。
欧洲高速超高速磨削技术的发展起步比较早, 最初在20世纪60年代末期就开始进行高速超高速 磨削的基础研究,当时实验室的磨削速度就已经达到210~230 m/s 。
20世纪70年代,超高速磨削开始采用CBN 砂轮。
1973年9月意大利的Famir 公司在西德汉诺威国际机床展览会上,展出了砂轮圆周速度120 m/s 的RFT-C120/50R 型磨轴承内套圈外沟的高速实用化磨床。
1979年德国Bremen 大学的P.G .Werner 教授撰文预言了高效深磨区存在的合理性,由此开创了高效深磨的概念。
1983年德国Bremen 大学出资由德国Guhring Automation 公司制造了当时世界上第一台高效深磨的磨床,功率为60 kW ,转速为10 000 r/min ,砂轮直径为φ400 mm ,砂轮圆周速度达到了209 m/s 。
德国Guhring Automation 公司于1992年成功制造出砂轮线速度为140~160 m/s 的CBN 磨床,并正在试制线速度达180 m/s 的样机。
德国Aachen 大学、Bremen 大学在高效深磨的研究方面取得了世界公认的高水平成果,其方法是用高线速度、深切入、快进给进行磨削,可得到高效率、高质量的磨削效果。
据Aachen 工业大学实验室的Koeing 和Ferlemann 宣称,该实验室已经采用了圆周速度达到500 m/s 的超高速砂轮,这一速度已突破了当前机床与砂轮的工作极限。
另外Braunschweig 大学、Berlin 工业大学等也在进行此方面的研究。
瑞士Studer 公司开发的CBN 砂轮磨削线速度在60 m/s 以上,并向120~130 m/s 方向发展。
S40 CBN 砂轮磨床,在125 m/s 时高速磨削性能发挥最为充分,即使在500 m/s 也能照常工作。
目前在试验室内正用改装的S45型外圆磨床进行线速度为280m/s 的磨削试验。
德国Kapp 公司很早就对超高速磨床的研制进行过尝试,目前该公司制造的高效深磨用超高速磨床利用线速度300 m/s 的砂轮在60 s 内对有10个沟槽的成组转子毛坯完成一次磨削成形,砂轮寿命可完成转子加工1300个,宽度精度为2µm 。
Schaudt公司以生产凸轮磨床、外圆磨床为主,曾在改装的T3型磨床上进行了超高速磨削试验。
Naxas Union公司为其高速磨床研制出变厚度CBN砂轮。
Song Machinery公司也相继开发并推出了各类高速磨床。
美国在20世纪60年代中期开始提高陶瓷砂轮的线速度,1967年诺顿公司在市场上出售线速度为61m/s的砂轮和磨床。
到20世纪70年代初,60m/s 的磨床已有相当数量,70m/s、80m/s乃至90m/s 的磨床也相继出现。
辛辛那提-米拉克隆公司到1969年已生产了100多台高速磨床,其中有80 m/s 的无心磨床。
本迪克斯公司1970年生产了91m/s 的切入式高速磨床,在70s内就可以从汽车轴的六个面上磨掉1磅重(约454g)的金属。
1971年,美国Carnegie-Mellon大学制造了一种无中心孔的钢质轮,在其周边上镶有砂瓦,其试验速度可达185 m/s,工作速度125m/s,用于磨削和切断不锈钢锭,也可用于外圆磨削。
1993年,美国的Edgetek Machine 公司首次推出的超高速磨床,采用单层CBN砂轮,圆周速度达到了203m/s,用以加工淬硬的锯齿等可以达到很高的金属切除率。
美国Connecticut大学磨削研究与发展中心的无心外圆磨床,最高磨削速度250 m/s。
2000年美国马萨诸塞州立大学的S.Malkin 等人,以149m/s的砂轮速度,使用电镀金刚石砂轮通过磨削氮化硅,研究砂轮的地貌和磨削机理。
目前美国的高效磨削磨床很普遍,主要是应用CBN砂轮。
可实现以160m/s的速度、75mm3/mm·s 的磨除率,对高温合金Incone l718进行高效磨削,加工后R a1~2µm,尺寸公差±13 mm。
另外采用直径Φ400mm的陶瓷CBN砂轮,以150~200 m/s的速度磨削,可达到R a0.8µm,尺寸公差±2.5~5 mm。
美国高速磨削的一个重要研究方向是低损伤磨削高级陶瓷。
传统的方法是采用多工序磨削,而高速磨削试图采用粗精加工一次磨削,以高的材料去除率和低成本加工高质量的氮化硅陶瓷零件。
日本的超高速磨削主要不是以获得高生产率为目的,而对磨削过程的综合性能更感兴趣。
它的磨除效率普遍地维持在60 mm3/mm·s以下,这是与欧洲超高速磨削高效深磨工艺的显著差别。
日本在20世纪70年代中期,不少工厂生产45m/s和60 m/s的磨床,如日平产业公司生产了5R16×36型曲柄销高速磨床(60m/s),三井精机于1972年生产了80m/s的高速磨床,切入成型磨铸铁工件,加工时间仅为59s。
1985年前后,在凸轮和曲轴磨床上,磨削速度达到了80m/s。
1990年10月底在第五届“日本国际机床展览会”上,日本推出了120m/s 的高速磨床。
之后,开始开发160m/s以上的超高速磨床。
1993年前后,使用单颗粒金刚石进行了250m/s的超高速磨削试验研究。
1994年用使用铍(Be)芯金刚石砂轮进行了超高速磨削研究。
1996年日本又推出了125 m/s CBN砂轮平面磨床。
日本在超高速磨削领域处于领先地位,丰田工机在其开发的G250型CNC超高速外圆磨床上装备了其最新研制的Toyoda Stat Bearing轴承,使用砂轮圆周速度200 m/s的陶瓷结合剂CBN砂轮,对回转类零件进行高效高精度柔性加工。
日本的三菱重工、冈本机床制作所等公司均能生产应用CBN砂轮的超高速磨床,日本的三菱重工推出的CA32-U50A型CNC超高速磨床,采用陶瓷结合剂CBN砂轮圆周速度达到了200m/s。
日本广泛地用CBN砂轮取代一般砂轮,其目的是达到加工的高效率化、省力和无人化。
至2000年,日本已进行500m/s 的超高速磨削试验。
Shinizu等人,为了获得超高磨削速度,利用改制的磨床,将两根主轴并列在一起;一根作为砂轮轴,另一根作为工件主轴,并使其在磨削点切向速度相反,取得了相对磨削速度为V S+V W的结果,砂轮和工件间的磨削线速度实际接近1000m/s。
这是迄今为止,公开报道的最高磨削速度。
我国高速磨削起步较晚,1958年开始推广高速磨削技术,当时第一汽车厂、第一砂轮厂、第二砂轮厂等相继试制成功50 m/s高速砂轮,并进行了磨削试验。
1964年,磨料磨具磨削(三磨)研究所和洛阳拖拉机厂合作进行了50 m/s高速磨削试验,在机床改装和工艺等方面获得一定成果。
1974年在洛阳召开了全国性高速磨削经验交流和推广会议。
在这期间,华中工学院、郑州磨料磨具磨削研究所等先后进行了50~60 m/s的磨削试验,湖南大学进行了60~80m/s高速磨削试验。
1975年10月,河南省南阳机床厂试制成功了MS132型80m/s高速外圆磨床。
1976年,上海机床厂、上海砂轮厂、郑州磨料磨具磨削研究所、华中工学院、上海交通大学、广州机床研究所、武汉材料保护研究所等组成高速磨削试验小组,对80 m/s、100 m/s高速磨削工艺进行了试验研究。
与此同时,上海机床厂设计制造了MBSA1332型80 m/s半自动高速外圆磨床,磨削效率达到了车削和铣削的水平。
东北大学与阜新第一机床厂合作,研制成功F1101型60 m/s高速半自动活塞专用外圆磨床。
至1977年,全国已有17个省市770台磨床采用50m/s高速磨削技术。
1982年10月,湖南大学进行了60 m/s高速强力凸轮磨削工艺试验研究,为发展高速强力磨削凸轮轴磨床和高速强力磨削砂轮提供了实验数据。
上世纪八十年代初,东北大学进行了大量的高速磨削试验研究。
以东北大学为主开发的YLM-1型双面立式半自动修磨生产线,磨削速度达到80 m/s,磨削压力在2500~5000N以上。
1995年,汉江机床厂使用陶瓷CBN砂轮,进行了200 m/s的超高速磨削试验。
广西大学于1997年前后开展了80m/s的高速低表面粗糙度的磨削试验研究工作。
至2000年湖南大学一直在开展高速磨削研究工作。
在2000年中国数控机床展览会上,湖南大学推出了最高线速度达120m/s的数控凸轮轴磨床。
从2002年开始,湖南大学开始针对一台250 m/s超高速磨床主轴系统进行高速超高速研究,并在国内首次进行了磁浮轴承设计。
2001年,广西大学开展了高速磨削表面微观形貌的研究。
20世纪90年代至现在,东北大学一直在开展超高速磨削技术的研究,并首先研制成功了我国第一台圆周速度200m/s、额定功率55kW、最高砂轮线速度达250m/s 的超高速试验磨床,并先后进行了超高速大功率磨床动静压主轴系统研究、200 m/s电镀CBN超高速砂轮设计与制造、超高速磨削成屑机理研究、超高速磨削热传递机制研究、高速钢的高速深磨研究、超高速单颗粒CBN磨削试验研究、高速单颗粒磨削机理研究、超高速磨削温度场研究、超高速磨削砂轮表面气流场的研究、超高速磨削机理分子动力学的仿真以及磨削智能化等方面的研究,部分研究成果达到国际先进水平或持平。