高速磨削加工
磨削技术论文：超高速磨削及其优势探析
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。
高速磨削
高速磨削高速磨削是国内外正在大力研究并逐步推广的一种先进的机械加工方法 , 它是近代磨削加工技术发展的一种新工艺 , 与普通磨削相比 , 其优点是能够大大提高被加工工件的精度 , 降低零件表面粗糙度。
随着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 , 高速磨削技术更加显示出它的重要性。
1 国外高速磨削技术的现状与发展趋势早在上世纪 50年代 , 国外就已经开始研究高速磨削 , 到 60年代 , 许多国家在高速磨削方面的研究更加得到普遍重视 , 并取得了许多成功经验 , 如日本京都大学工学部冈村健二郎教授首先提出了高效磨削理论 , 当时在日本也是盛行一时。
德国阿亨大学Optiz教授系统地发表了 60m /s高速磨削的实验结果。
在 70年代 , 高速磨削在许多工业国家迅速发展 , 60m /s以上高速磨床品种超过 50种 , 少数磨床磨削速度达到 125m /s, 到了 80年代 , 许多国家继续在提高磨削速度上进行努力 , 但是高速磨削并未按原先预料的情况发展 , 它受到许多条件的制约 , 如受到机床结构、动态特性、砂轮速度及磨料耐磨性等的限制 , 实际上在这个时期磨削速度的提高也受到了一定的限制。
近年来 , 高速磨削加工技术又有了很大发展 , 主要表现在以下几个方面 :(1)高速磨削机理方面。
在越过能产生磨削热损伤的国限带之后 , 磨削用量进一步加大不仅不会使热损伤加剧 , 反而会使其不再发生。
这一发现 , 开拓出一个广阔的高速磨削参数领域 , 为实现超高速的磨削提供了理论基础 , 加上人造金刚石和立方氮化硼在砂轮制造中的大量应用 , 高速磨削得以再度兴起 , 并实现了线速度高于普通磨削 5 - 6倍甚至更高的超高速磨削。
(2)高速磨削的有利环节。
继喷雾润滑轴承和空气润滑轴承之后 , 利用磁力承受负荷的磁悬浮轴承已进入实用阶段 , 它的转速可以在主轴强度所能承受的限度内任意提高。
高速强力磨削在机械加工中的发展与应用
高速强力磨削在机械加工中的发展与应用
高速强力磨削是一种在机械加工中相对较新的技术，它的应用领域包括航空航天、汽车、电子、半导体等领域。
高速强力磨削的发展源于对精度、表面质量和加工效率的要求。
高速强力磨削的基本原理是利用高速旋转的砂轮在磨削过程中带动工件旋转，以达到高效、精度高的加工效果。
相较于传统的磨削加工方法，高速强力磨削具有加工效率高、加工表面精度高和磨损小等优势，因此在汽车工业、模具制造和医疗器械制造等领域得到广泛应用。
在航空航天领域，高速强力磨削被广泛应用于钛合金、铝合金等难加工材料的表面加工和腔孔加工，以及零件修整和修复等工艺。
与传统的磨削加工相比，高速强力磨削在加工效率和表面质量上都有明显提高的优势。
在汽车工业上，高速强力磨削技术在轴承、传动零件、气门座等核心零件的加工中应用较广，而且随着汽车行业的快速发展，对零件加工的要求不断提高，高速强力磨削技术将会有更加广泛的应用。
在电子及半导体领域，高速强力磨削主要应用于硬盘盘片和半导体等超精密零件的制造，因其能够实现极高的加工精度和表面质量，而且磨削切进量小、残留应变小，从而提高了零件的使用寿命。
综上所述，在机械加工中，高速强力磨削技术是一种具有广泛应用前景的技术，尤其是难加工材料的加工领域和超精密零件的制造领域。
随着技术的不断发展，高速强力磨削技术在未来有望成为机械加工领域的主流加工方式之一。
超高速磨削技术特点
超高速磨削技术特点
超高速磨削技术具有以下特点：
1.生产效率高：超高速磨削的切削速度极快，能够快速地去除材料，因此可以大幅提高生产效率。
2.加工精度高：超高速磨削的切削力小，可以减少工件的受力变形，有利于保证加工精度。
3.磨削温度低：超高速磨削的磨削速度高，产生的热量多被磨屑带走，因此可以降低磨削温度，防止工件受热变形。
4.难磨材料磨削性能改善：超高速磨削时变形区材料在近乎绝热剪切条件下完成切削，使难磨材料的磨削性能改善，可以实现对硬脆材料的延性域磨削。
5.延长砂轮使用寿命：超高速磨削的切削力小，砂轮磨损小，因此可以延长砂轮的使用寿命。
6.降低加工成本：超高速磨削可以提高生产效率，降低工件加工成本。
7.环保：超高速磨削的切削液使用量减少，有利于环保。
超高速加工技术
（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。
高速切削加工技术ppt课件.pptx
我国高速切削加工技术最早应用于轿车工业，二十世纪八十年 代后期，相继从德国、美国、法国、日本等国引进了多条具有先进 水平的轿车数控自动化生产线，如从德国引进的具有九十年代中期 水平的一汽大众捷达轿车和上海大众桑塔纳轿车自动生产线，其中 大量应用了高速切削加工技术。生产线所用刀具材料以超硬刀具为 主，依靠进口。
近年来，我国航天、航空、汽轮机、模具等制造行业引进了 大量加工中心和数控镗铣床，都不同程度地开始推广应用高速切 削加工技术，其中模具行业应用较多。
例如上海某模具厂，高速铣削高精度铝合金模具型腔，半精 铣采用主轴转速18000rpm，切削深度2mm，进给速度5m/min； 精铣采用20000rpm，切削深度0.2mm，进给速度8m/min，加工 周期为6h，质量完全满足客户要求。
➢ 高速切削已成为当今制造业中一项快速发展 的新技术，在工业发达国家，高速切削正成 为一种新的切削加工理念。
➢ 人们逐渐认识到高速切削是提高加工效率的 关键技术。
高速切削的特点
➢ 随切削速度提高，单位时间内材料切除率增加，切削加工时间减 少，切削效率提高3～5倍。加工成本可降低20％-40％。
➢ 在高速切削加工范围，随切削速度提高，切削力可减少30%以上， 减少工件变形。对大型框架件、刚性差的薄壁件和薄壁槽形零件 的高精度高效加工，高速铣削是目前最有效的加工方法。
高速切削的加工工艺方法
目前高速切削工艺主要在车削和铣削，各类高速切削机床 的发展将使高速切削工艺范围进一步扩大，从粗加工到精加工 ，从车削、铣削到镗削、钻削、拉削、铰削、攻丝、磨削等。
随着市场竞争的进一步加剧，世界各国的制造业都将更加积 极地应用高速切削技术完成高效高精度生产。
高速切削加工在国内的研究与应用
高速磨削方法简介.
强力磨削的特点
（1）它可以代替一部分车削、铣削和刨削等; （2）强力磨削应用适当时，可以直接从毛坯磨成 成品，粗精加工一次完成; （3）加工效率成倍提高;
（4）可以减少加工设备，节省由于不同加工工序 所需要的装卸调整等辅助时间;
（5）它不受工件表面条件（如锈、硬点、断续表 面等）以及材料硬度，韧性的限制; （6）加工精度和表面粗糙度小。
三、砂带磨削
1.砂带磨削原理： 砂带磨削是以砂带 作为磨具并辅之以 接触轮(或压磨板)、 张紧轮、驱动轮等 磨头主体以及张紧 快换机构、调偏机 构、防(吸)尘装置 等功能部件共同完 成对工件的加工过 程。具体讲就是将 砂带套在驱动轮、 张紧轮的外表面上, 并使砂带张紧和高 速运行,根据工件形 状和加工要求以相 应接触和适当磨削 参数对工件进行磨 削或抛光,如下图所 示。（1为接触轮， 2为张紧轮，3为砂 带，4为工件)
国内磨削技术的发展情况
超高速磨削技术在国外发展十分迅速，在国内 也引起了高度重视。我国高速磨削起步较晚，自 1958 年，我国开始推广高速磨削技术。1977 年， 湖南大学在实验室成功地进行了100m/ s 和 120m/ s 高速磨削试验。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[14]。
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 的超高速试 验磨床，最高速度达250m/s[1]。
一、高速磨削
磨削原理
关于高速磨削机理的研究，研究者一般是用最 大切屑（磨屑）厚度dmax来解释高速磨削中诸多磨 削现象：在保持其他参数不变，仅增大磨削速度vs 情况下，单位时间内磨削区的磨粒数增加，每个磨 粒的切下的磨屑厚度变小，导致每颗磨粒承受的磨 削力大大变小，dmax减小，每个磨削刃上的作用切 削力减小，dmax减小也能改善表面粗糙度Ra和减 缓切削力对砂轮磨损的影响，另外，总磨削力随sv 增大而减小；在保持dmax不变，即增大vs同时成比 例地提高工件进给速度vw，或者加大磨削深度，每 个磨削刃上的作用切削力及磨削力并没有改变，但 随vw提高而成比例地提高材料磨除率
高速磨削
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。
磨削实习报告(多篇)
磨削实习报告（多篇）1 高速磨削概述高速磨削是通过提高砂轮线速度来达到提高磨削效率和磨削质量的工艺方法。
它与普通磨削的区别在于很高的磨削速度和进给速度，而高速磨削的定义随时间的不同在不断推进。
20 世纪60年代以前，磨削速度在50 m/ s 时。
即被称为高速磨削；而20世纪90 年代磨削速度最高已达500 m/s。
在实际应用中，磨削速度在100 m/ s 以上即被称为高速磨削。
高速磨削可大幅度提高磨削生产效率、延长砂轮使用寿命、降低磨削表面粗糙度值、减小磨削力和工件受力变形、提高工件加工精度、降低磨削温度，能实现对难磨材料的高性能加工。
随着砂轮速度的提高，目前比磨削去除率已猛增到了3 000 mm3/mm·s 以上，可达到与车、铣、刨等切削加工相媲美的金属磨除率。
近年来各种新兴硬脆材料（如陶瓷、光学玻璃、光学晶体、单晶硅等）的广泛应用，更推动了高速磨削技术的迅猛发展。
高速磨削技术是适应现代高科技需要而发展起来的一项新兴综合技术，集现代机械、电子、光学、计算机、液压、计量及材料等先进技术于一体。
日本先进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（CIRP）将高速磨削技术确定为面向21 世纪的中心研究技术之一。
2 高速磨削加工工艺高速磨削的加工工艺涉及磨削用量、磨削液及砂轮修整等方面，下面将分别进行阐述。
2.1 磨削用量选择在应用高速磨削工艺时，磨削用量的选择对磨削效率、工件表面质量以及避免磨削烧伤和裂纹十分重要。
表1 给出了磨削用量与砂轮速度的关系。
除了砂轮速度以外，决定磨削用量的因素还有很多，因此应用中需综合考虑加工条件、工件材料、砂轮材料、冷却方式等因素，以选择最优的磨削用量。
2.2 磨削液在高速磨削过程中，所采用的冷却系统的优劣常常能决定整个磨削过程的成败。
冷却润滑液的功能是提高磨削的材料去除率，延长砂轮的使用寿命，降低工件表面粗糙度值。
它在磨削过程中必须完成润滑、冷却、清洗砂轮和传送切削屑四大任务，与普通磨削液要求类似。
磨削加工的方法
用砂轮或涂覆磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削加工。
一般在磨床上进行。
磨削加工可分为普通磨削、无心磨削、高效磨削、低粗糙度磨削和砂带磨削等。
一、普通磨削（1）机床：普通磨床（2）加工范围：外圆、内圆、锥面、平面（3）按照砂轮粒度号和切削用量的不同，普通磨削可分为粗磨和精磨。
粗磨的尺寸公差等级为IT8～IT7，表面粗糙度Ra值为0.8~0.4μm；精磨的尺寸公差等级为IT6～IT5，表面粗糙度Ra值为0.4~0.2μm。
1.磨外圆（1）机床：普通外圆磨床、万能外圆磨床（2）磨削方法：纵磨法和横磨法纵磨法：加工精度高，Ra值较小，生产率低，广泛用于各种类型的生产中；横磨法：加工精度低，Ra值较大，生产率高，只适用于大批量生产中磨削刚度较好、精度较低、长度较短的轴类零件上的外圆表面和成形面。
2.磨内圆（包括内锥面）（1）机床：内圆磨床、万能外圆磨床（2）特点：①由于磨内圆砂轮受孔径限制，切削速度难以达到磨外圆的速度；②砂轮轴直径小，悬伸长，刚度差，易弯曲变形和振动，且只能采用较小的背吃刀量；③砂轮与工件成内切圆接触，接触面积大，磨削热多，散热条件差，表面易烧伤；④磨内圆比磨外圆生产率低，加工精度和表面质量难以控制。
3.磨平面（1）机床：平面磨床（2）加工方法：周磨法、端磨法①周磨法：加工精度高，表面粗糙度Ra值小，但生产率较低，多用于单件小批生产中，大批大量生产中亦可使用。
②端磨法：生产率较高，但加工质量略差于周磨法，多用于大批大量生产中磨削精度要求不太高的平面。
（1）机床：无心磨床（2）加工方法：纵磨法、横磨法1.无心纵磨法大轮为工作砂轮，起切削作用。
小轮为导轮，无切削能力。
两轮与托板构成V形定位面托住工件。
由于导轮的轴线与砂轮轴线倾斜β角（β＝1°～6°），v导分解成v工和v 进。
v工带动工件旋转，v进带动工件轴向移动。
为使导轮与工件直线接触，把导轮圆周表面的母线修整成双曲线。
高效磨削技术
用加大磨削液压力的方法，可以加大磨削液的流速， 冲破磨削区砂轮表面的气膜，达到冷却润滑作用。加大磨 削液压力，可提高金属磨除率及磨削比，工件表面温升降 低。 磨削液流量增大后，使磨削区温度降低，可提高金
属磨除率及磨削比，改善磨削质量。但随磨削液流量增大， 砂轮与工件之间产生的楔形压力增加，使磨削功率增大。
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。
高速磨削的优点
① 磨粒的未变形切屑厚度减小，磨削力下降。
② 砂轮磨损减少，提高砂轮寿命。 ③ 在磨粒最大未变形切削厚度不变的情况下，加大磨削 深度或工件的速度，提高磨削效率。 ④ 切削变形程度小，磨粒残留切痕深度减小，磨削厚度 变 薄，还可以改善表面质量及减小尺寸和形状误差。 高速磨削离心力大，易导致砂轮破裂，需要开发高强 度砂轮,要求机床有足够功率、刚度及精度和安全防护措 施。
缓进给磨削与普通磨削的
差别在于，砂轮的磨削深度 大（1-30mm）和工件的进给 速度低（5-300mm/min）， 工件的最终轮廓成形精度高。 由于工件速度低，在磨 削时显示出对工件成型表面 的形状精度保持性比普通磨 削好。
8.2.1 砂轮与工件接触弧长度及接触时间
缓进给磨削速比大，单颗磨粒切下切屑薄而长， 砂轮与工件接触弧长度lc大，普通磨削接触弧长仅几毫 米，缓进给磨削砂轮与工件接触弧长lc达几厘米。接触 弧度lc大，消耗较大的磨削能，缓进给磨削所需要的能 量约是普通磨削的8倍。 当缓进给磨削选用与普通磨削相同的砂轮直径与 砂轮速度时，缓进给磨削砂轮转一周中每颗磨粒与工
综上所述，可以认为存在着工件速度的临界速度。其原 因是：当q＜80时，砂轮处于磨碎与脱落的范围，使总磨 削能减少。当q＞120时，砂轮自锐作用较差，因而使磨削 温度上升。但有的研究认为，在高速磨削机理研究中发现 存在着跳过引起工件热损伤的临界速度范围。可以参考后 面HEDG关于vs、vw对工件温度的影响。
高速超高速磨削
荣誉勋章。库尔金到北京第一机床厂做了高速磨削表
演 （ 图１ 见 ）。当时北 一机床还是 以手工刮研 燕尾定 位 板的燕尾槽 ，而库尔金使用修整成一定角度的砂轮 进 行磨削 ，只需 要２ ｎ ０，比当时北一机床 的生产 ｍｉ３ ｓ 效 率高４ 倍 （ 一机床报道 ： 库尔金的高速磨削表 ７ 北 演 ，本： １５年第６ ）。 ［ ９６ ： １ ］ 期
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高到幅度很小，进给速度可以达￣６ｍｍｉ 而普通磨削进给速度不能超过ｌ ／ ｉ） （ ］ １０ ／ ｎ（ ｍ ｍ ｎ 蔡光 起： 磨削技术现状与新进展 ，本：２０年第ｌ ｔ ００ ： １ １ １ 期）。
高速磨削技术从前苏联传入我国
高速磨削技术是２世纪５年代初期从前苏联传人我国的。而前苏联同志来华进行高速磨 ０ ０
容为线索，与您继续重温新 中国金属加工行业的技 术简史。
高速超高速磨削
本刊记者 曾 江
磨 削加工在 机械制 造业 中应 用非常广泛 ，汽车 、航空航 天等领域 的应用 尤其重要 ，根 据其工艺不 同可 以分 为多种形式 ，经过长期 发展 ，磨 削技 术正朝高速、高效、低表面粗糙度 值 、精密 、智能等方向发展 。 普通磨 削的砂轮 圆周速度在４ ｍｓ ５／ 以下 ，高速磨削在４ｍ ｓ ，超 高速磨削则在１０ ／ ５／ 以上 ５ｍ ｓ 以上 （ 有的研 究机构 ，如德 国Ａ ｃ ｅ亚琛工业大学 已经达￣５０ ／）。高速超高速磨削可 以 ａｈ ｎ ］ １０ｍｓ 大幅度 提高磨 削效 率 、延长 砂轮寿命 和降低表 面粗糙 度值 ，可 以对硬 脆材料实现 延性域磨 削 ，对高塑性和难磨材料也有 良好的磨削表现 。在普通磨 削速度下 ，磨 削镍 基合 金的磨 削力 随着磨 除率提高而 迅速增加 ，而在超 高速磨 削速 度下 ，磨削镍 基合金 的磨 削力随磨 除率提
磨削加工的发展趋势
金属切削加工
宽砂轮磨削适合在大批大量中、用切入磨削法磨削较 短零件表面，尤其是成形表面。
多砂轮磨削适用于同时磨削多个表面，例如同时磨削 曲轴和凸轮轴的几个轴颈。这类磨床也适用于大批大量生 产中。
1.2 提高机床的自动化程度
近年来，普通磨床的自动化程度在不断提高。自动化 的措施有自动进给、砂轮的自动修整和补偿、自动分度、 自动装卸料和自动测量等。应用于中、小批生产的磨床， 其自动化的显著趋势是向数控磨床及适应控制方向发展。
高速磨削是指将砂轮的线速度从目前的35m/s提高到 50～60m/s（目前国外个别磨床的线速度已达120 m/s）。 提高了磨削效率和磨削质量，延长砂轮使用寿命。
强力磨削是指以大的磨削深度进行磨削，它可以代替 车和铣，直接将毛坯磨削到工件要求，可显著提高效率。 强力磨削在加工难切削材料方面效果特别显著。强力磨削 时磨削力很大，因此，强力磨削机床（尤其是主轴组件） 的刚度很高，而且砂轮电动机的功率也提高了好几倍。
表面粗糙度要求达到Ra＜0.02～0.04μm。为 了达到上述高精度和高表面质量要求，在机床结构 中采取了一系列提高精度和抗振性的措施。其中主 要的措施有：采用高刚度和高旋转精度的新型主轴 轴承；提高整机及主要部件的动态特性，尤其是动 刚度及静刚度；采用精密微量进给机构；严格控制 机床的热变形；隔绝各种振源；采用各种高精度的 自动测量装置以及高效率的冷却液净化装置等。
1.3 精密及超精密磨削
目前，对磨削加工精度和表面质量要求越来越高，高 精度外圆磨削的圆度要求小于0.5μm；表面粗糙度要求达 到Ra＜0.01～0.02μm；高精度内圆磨削的内孔6μm； 平面磨削的平行度及直线度要求小于5μm/m；
金属切削加工
磨削加工的发展趋势
磨削加工过程及典型加工工序
磨削加工过程及典型加工工序磨削加工是一种常见的精密加工方法，通过磨削工具对工件表面进行切削和磨擦，以达到精度高、表面质量好的效果。
本文将从磨削加工的基本原理、主要设备和典型加工工序三个方面进行详细介绍。
一、磨削加工的基本原理磨削加工是一种高速旋转的切削运动，其基本原理是利用切削力和摩擦力对金属材料进行切削和抛光。
在磨削过程中，砂轮或其他磨具与被加工物体相互作用，使被加工物体表面受到切向力和径向力的作用，并产生高温、高压等现象。
当被加工物体与砂轮之间的接触面积减小时，单位面积上承受的压力就会增大，因此被加工物体表面会发生塑性变形或断裂。
同时，由于摩擦作用和高温效应，在接触区域形成了液态金属层，从而实现了对表面缺陷、毛刺等不良部位的去除。
二、磨削加工的主要设备磨削加工过程需要使用一系列专用设备，包括砂轮机、平面磨床、外圆磨床、内圆磨床等。
下面将对这些设备进行详细介绍。
1. 砂轮机砂轮机是最常用的磨削设备之一，其主要作用是利用高速旋转的砂轮对工件表面进行切削和抛光。
根据不同的加工要求，可选用不同材质和形状的砂轮，如金刚石砂轮、碳化硅砂轮等。
在使用时，需要根据具体情况调整转速和进给量，以达到最佳的加工效果。
2. 平面磨床平面磨床是一种专门用于平面加工的设备，其主要作用是通过旋转的平板和移动的刀架对工件表面进行切削和抛光。
与其他类型的磨削设备相比，平面磨床具有高精度、高效率等优点，在航空、汽车等行业广泛应用。
3. 外圆磨床外圆磨床是一种专门用于加工轴类零件的设备，其主要作用是通过旋转的工件和移动的砂轮对工件表面进行切削和抛光。
外圆磨床通常采用高精度直线导轨和液压系统，以保证加工精度和稳定性。
4. 内圆磨床内圆磨床是一种专门用于加工孔类零件的设备，其主要作用是通过旋转的工件和移动的砂轮对孔内表面进行切削和抛光。
内圆磨床通常采用高精度滚珠丝杠和液压系统，以保证加工精度和稳定性。
三、典型加工工序磨削加工过程中，需要根据不同的加工要求选择不同的切削方式、设备和材料。
超高速磨削通常指砂轮速度大于150ms的磨削超高速磨削.
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。
磨削加工的特点
磨削加工的特点
磨削加工是借助磨具的切削作用，除去工作表面的多余层，使工件表面质量达到预定要求的加工方法。
进行磨削加工的机床称为磨床。
磨削加工应用范围很广，通常作为零件（特别是淬硬零件）精加工工序，可以获得很高的加工精度和表面质量，可以用于粗加工、切割加工等。
从安全角度来看，磨削加工有以下特点：
1、磨具的运转速度高。
普通磨削可达30-50m/s，高速磨削可达45-60m/s甚至更高，其速度还有日益提高的趋势。
2、磨具的非均质结构。
磨具是由磨料，结合剂和气孔三要素组成的复合结构，其结构强度大大低于由单一均匀才智组成的一半金属切削刀具。
3、磨削的高热现象。
磨具的高速运动、磨削加工的多刃性和
微量切削，都会产生大量的磨削热，不仅可能烧伤工件表面，而且高温时磨具本身发生物理、化学变化、产生热反应力、降低磨具的强度。
4、磨具的自砺现象。
在磨削力度作用下，磨钝的磨粒自身脆裂或脱落的现象，称为磨具的自砺性。
磨削过程中的磨具自砺作用以及修正磨具的作业，都会产生大量磨削粉尘。
磨削加工原理
磨削加工原理
磨削加工是一种通过磨削工具对工件进行切削加工的方法，它是一种高效的加
工工艺，可以用于加工各种硬度的材料。
磨削加工的原理是利用磨削工具的高速旋转和对工件施加的压力，通过摩擦和磨削将工件表面的材料去除，从而达到加工工件的目的。
磨削加工的原理包括磨削工具、磨削方式和磨削参数三个方面。
首先，磨削工具是磨削加工的关键。
常见的磨削工具有砂轮、砂带、砂布等，
它们通常由磨料、结合剂和孔隙三部分组成。
磨料是磨削工具的主要切削部分，它的硬度和尺寸决定了磨削工具的磨削性能。
结合剂起到固定磨料和提供切削支撑的作用，而孔隙则可以有效排除磨屑和冷却润滑。
其次，磨削方式是磨削加工的关键。
常见的磨削方式包括平面磨削、外圆磨削、内圆磨削、表面磨削等。
不同的工件和加工要求需要选择不同的磨削方式，以达到最佳的加工效果。
最后，磨削参数是磨削加工的关键。
磨削参数包括磨削速度、进给量、切削深度、冷却润滑等。
这些参数的选择直接影响着磨削加工的效率和质量。
合理的磨削参数可以减少磨削工具的磨损，提高加工效率，同时还可以减少工件的变形和提高加工表面的质量。
总的来说，磨削加工的原理是通过磨削工具对工件进行切削加工，其关键包括
磨削工具、磨削方式和磨削参数。
只有合理选择磨削工具、磨削方式和磨削参数，才能达到最佳的加工效果。
(完整版)磨削加工的特点是什么
磨削加工的特点是什么？
磨削是一种常用的半精加工和精加工方法，砂轮是磨削的切削工具，磨削是由砂轮表面大量随机分布的磨粒在工件表面进行滑擦、刻划和切削三种作用的综合结果。
磨削的基本特点如下：
1•磨削的切削速度高，导致磨削温度高。
普通外圆磨削时v=35m/s，高速磨削v> 50m/s。
磨
削产生的切削热80%〜90%传入工件（10%〜15%传入砂轮，1%〜10%由磨屑带走），加上砂轮的导热性很差，易造成工件表面烧伤和微裂纹。
因此，磨削时应采用大量的切削液以降低磨削温度。
2•能获得高的加工精度和小的表面粗糙度值加工精度可达IT6-IT4，表面粗糙度值可达
Ra0.8-0.02卩m。
磨削不但可以精加工，还可以粗磨、荒磨、重载荷磨削。
3•磨削的背向磨削力大因磨粒负前角很大，且切削刃钝圆半径rn较大，导致背向磨削力
大于切向磨削力，造成砂轮与工件的接触宽度较大。
会引起工件、夹具及机床产生弹性变形，影响加工精度。
因此，在加工刚性较差的工件时（如磨削细长轴），应采取相应的措施，防止因工件变形而影响加工精度。
4.砂轮有自锐作用出一层新的锋利磨粒，利于磨削加工。
在磨削过程中，磨粒有破碎产生较锋利的新棱角，及磨粒的脱落而露
能够部分地恢复砂轮的切削能力，这种现象叫做砂轮的自锐作用，有
5.能加工高硬度材料磨削除可以加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料外，还能加工
一般刀具难以切削的高硬度材料，如淬火钢、硬质合金、陶瓷和玻璃等。
但不宜精加工塑性较大的有色金属工件。
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加工硬化趋势强，工 件表面产生冷硬现象
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高速磨削加工的应用
超高速精密磨削
采用亚微米级以下的切深和洁
净的加工环境来获得亚微米级以下的
尺寸精度。 用单晶金刚石砂轮加工 D300 硅 片，硅片表面粗糙度达Ra< 1 nm、平 面度<0.2μm/ D300 mm
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高速磨削加工的应用 难磨材料的超高速磨削
高温强度高、硬度高， 工件易变形 由金刚石或CBN磨料制作的高速磨具，并且它们 在加工材料适应方面的互补性，使由它们所构成的磨 具可加工范围大为扩展，覆盖了包括各种高硬、高脆、 韧性大、切屑易粘 导热系数低，工 难磨材料 附，砂轮易堵塞 件表面易烧伤 高强韧等几乎全部难磨材料。
5
高速磨削加工的特点
① 生产效率高；
② 砂轮使用寿命长；
③ 磨削表面粗糙度值低。；
④ 磨削力和工件受力变形小，工件加工精度高；
⑤ 磨削温度低 ； ⑥ 充分利用和发挥了磨料的高硬度和高耐磨性的优异性能； ⑦ 具有巨大的经济和社会效益，并具有广阔的绿色特性。
6
高速磨削加工的关键技术
对砂轮的要求
（1）机械强度必须能承受高速磨削时的切削力；
（2）安全可靠性；
（3）外观锋利；
（4）结合剂必须具有较高的耐磨性。
7
高速磨削加工的关键技术
对机床的要求
（1）超高速主轴：足够的刚度、回转精度高、热稳定性
好、可靠、功耗低、寿命长；
（2）进给速度：需要很高的进给速度和运动加速度； （3）磨削液及其注入系统。
8
高速磨削加工的关键技术
对防护装置的要求
现代加工技术
高速磨削加工技术
1
主要内容
高速磨削加工的定义 高速磨削加工的磨削机理
高速磨削加工的特点高速磨削加工的关ຫໍສະໝຸດ 技术高速磨削加工的加工工艺
高速磨削加工的应用
2
高速磨削加工的定义
高速磨削是通过提高砂轮线速度来达到提高磨削效率和 磨削质量的工艺方法。
3
高速磨削加工的磨削机理
随着砂轮速度的大幅度提高，每个磨粒承受的磨削力大大
（1）增加防护罩周围部件和侧面的壁厚，防护罩开口设
计要小；
（2）罩壳内加一层吸能调料，防止碎块飞出伤人。
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高速磨削加工的加工工艺 （1）磨削用量选择
综合考虑砂轮速度、工件表面质量、磨削效率、加工 条件、工件材料、砂轮材料、冷却方式等。
（2）磨削液的选择
具有完成润滑、冷却、清洗砂轮和传送切屑的作用。
（3）砂轮的修整
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高速磨削加工的应用 高速深切磨削
（ 1 ）砂轮高速度 (60～ 250m/s) 、高进给速度 (0.5 ～ 10 m/min)和大切深(0.1～ 30 mm)； （ 2 ）一个磨削行程 , 可以完成过去由车、铣、磨等多个
工序组成的粗精加工过程；
（ 3 ）获得远高于普通磨削加工的金属磨除率 , 表面质量 也可达到普通磨削的水平。
减小，总磨削力也大大降低；
高速磨削时，每个磨屑形成时间极短，工件表面的弹性变 形层变浅，工件表面层硬化及残余应力倾向减小；
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高速磨削加工的磨削机理
高速磨削时，磨粒在磨削区上的移动速度和工件的进给速
度均大大加快，工件表面磨削温度有所降低，因而能越过容 易发生磨削烧伤的区域，极大的扩展了磨削参数的应用范围 。