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高速磨削方法简介
谢谢！
要求及原理
由于磨削深度大，砂轮与工件的接触弧长比 普通磨削大几倍至几十倍，磨削力、磨削功率和 磨削热大幅度增加，故要求机床刚度好、功率大， 并设有高压大流量的切削液喷射冷却系统,以便有 效地冷却工件，冲走磨屑。
缓进给磨削大多采用陶瓷结合剂的大气孔、 松组织的超软普通磨料砂轮，以保证良好的自锐 性、足够的容屑空间和避免工件表面烧伤；也可 采用聚氨脂树脂结合剂砂轮或超硬磨料砂轮。 这种磨削的加工效率可比普通磨削高1～5倍, 磨削精度可达2～5微米，表面粗糙度达Ra1.25～ 0.16微米。
20世纪90年代以后，人们逐渐认识到高速和超 高速磨削所带来的效益，开始重视发展高速和超高 速磨削加工技术，并在实验和研究的基础上，使其 得到了迅速的发展！
高效磨削的世界历史发展
国外磨削技术的发展 磨削加工是一种古老而自然的制造技术，应用范围遍布 世界各地，然而数千年来磨削速度一直处于低速水平。20世 纪后，为了获得高加工效率，世界发达国家开始尝试高速磨 削技术。在高速、超高速精密磨削加工技术领域，德国及欧 洲领先，日本后来居上，美国则在奋起直追！
(3) 目前世界发达工业国家，如德国、美国、日本等超高速 磨削加工技术己趋成熟，实际应用的超高速磨削速度在 200- 300m/s 之间，试验室磨削速度己达500m/s。中国超 高速磨削研究起步较晚，到目前为止仅仅停留在试验室中， 东北大学以蔡光起教授为首的研究小组在国家自然科学基 金和教育部重大科学项目的资助下正在进行电镀、陶瓷结 合剂CBN 砂轮的超高速高效、高精、快速点磨削的研究， 最高磨削速度达200m/s，部分研究成果达到世界先进水平。
其中 日本的丰田工机、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。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，利用改造的磨床，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Vs + Vw 的结果。因此，砂轮和工件 间的磨削线速度实际接近1 000m/s。这是迄今为止，公开报 道的最高磨削速度。
第四章 高速超高速切削磨削技术
第四章 高速超高速切削磨削技术
超高速磨削加工技术
1. 超高速磨削加工技术特点及应用 超高速磨削技术的具体应用 •高效深切磨削 •快速点磨削 •硬脆材料及难加 工材料超高速磨削
快速点磨削原理图
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第四章 高速超高速切削磨削技术
超高速磨削加工技术
2.超高速磨削的关键技术
第四章 高速超高速切削磨削技术
超高速加工的定义
超高速加工技术是指采用超硬刀具和
磨具，利用能可靠实现高速运动的高精度、
高自动化和高柔性的制造设备，以提高切
削速度来达到提高材料去除率、加工精度
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和加工质量的先进加工技术。
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第四章 高速超高速切削磨削技术
超高速切削加工技术
1. 超高速切削加工技术特点及应用
强力高效磨削工艺及装备的关键实现技术和基础理论，石 材高效率低污染磨削加工技术及理论研究
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第四章 高速超高速切削磨削技术
高速／超高速磨削加工工艺与装备研究热点
硬脆材料磨削加工基础理论及关键技术研究
复杂磨削应力状态下脆／塑转变理论，硬脆材料磨削损伤 力学、损伤评估及控制，硬脆材料大切深缓进给和高速超 高速磨削机理研究及实现。
切削速度变化与切削温度之间的关系
常规切削 区域 A 不能切削 区域 B 高速切削 区域 C
切削温度 Tv
Vcr
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切削速度 Vc
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第四章 高速超高速切削磨削技术
超高速切削加工技术
不同工件材料的切削速度范围
碳纤维塑料 铝合金 黄铜 铸铁 钢 钛,钛合金 镍基合金 10 100 切削速度/(m/min) 1000 普通区 过渡区 高速区 10000
高速磨削加工工艺及应用
Ｈ ｉｈ Ｓ ｅ ｄ Ｇ ｒｎ ｉ ｇ Ｔｅ ｈｎ ｌｇ ｅ ｎ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｇ ｐ ｅ ｉ ｄ ｎ ｃ ｏ ｏ ｉｓ ａ ｄ Ａｐ ｌｃ ｔｏ
Ｘｕ Ｓ ｏ ｏ ｇ ｈａ ｈ ｎ
（ ｕ ｎ ｄ ｎ ｏａｉ ａ Ｃ ｌｇ ｆ ｎ ｕｔ Ｇ ａ ｇ ｏ ｇＶ ｃｔ ｎ ｌ ｏｌ ｅｏ ｄ ｓ ｙ＆ Ｃ ｍｍｅｃ ， ａ ｇｈ ｕ５ ０ １ Ｃ ｉａ ｏ ｅ Ｉ ｒ ｏ ｒｅＧｕ ｎ ｚｏ １ ５ ０， ｈｎ ）
能达 到与 车 、 、 铣 刨等切 削加 工相媲 美的金属 磨 除率 ， 实现 对难 磨 材料 的 高性 能加 工 。 阐述 了高 能
速磨 削加 工工 艺的确 定 ， 高速磨 削加 工在工业 中的具体应 用 ， 以及进 一 步提 高磨 削速度 的设 想。
关键 词 ： 高速磨 削 ； 工工 艺 ； 用 加 应
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 （ １ Ｐ 将高 速磨 削技术 确定 为 面 向 ２ ＣＲ ） １世纪 的 中心 研究 技术 之一 。
世纪 ９ ０年代磨 削 速度 最 高 已 达 ５ ０ ｍ／Ｓ ０ 。在 实 际 应 用 中 ， 削速度 在 １ ０ｍ／Ｓ以上 即被称 为高速 磨 磨 ０
ｒ ｔ ｎ ｈｇｈ ｓ ｅ ｄ ｇ ｉ ｄ ｎ ｒ ｃ ｓ ，ｓ ｃｆｃ ａ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｇ ｓ ｅ ｉ ｄｉｇ ｐｒ ｃ ｓ ｎ ｈ ｕ ｔ ａ ｅ ｏ ｉ ｐ ｅ ｒｎ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｐｅ ｉｉ ｐｐ ｉ ｔｏ ｆｈｉｈ ｐｅ ｄ ｇｒｎ ｎ ｏ ｅ ｓａ ｄ ｔ ｏ ｇｈ ｓ ｃ ｏｎ ｒ ｓ ａ ｃ ｎｔ ｉ ｈ ｓ ｅ ｄ ｇｒｎｄ ｎ ｒ ｃ ｓ ． ｅ ｅ ｒ ｈ ｉ ｏ ｈ ｇ ｐ ｅ ｉ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ Ｋｅ ｒ ： ｉ ｈ ｓ ｅ ｄ ｇｒｎｄ ｎ ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｔｃ ｏｏ ｙ ｗｏ ｄｓ ｈ ｇ ｐ ｅ ｉ ｉ ｇ； ｏ ｅ ｎ ｅ ｈｎ ｌｇｙ； ｐｐ ｉａ ｉ ｎ ａ ｌ ｔｏ ｃ
磨削加工中的高效磨削技术
磨削加工中的高效磨削技术随着生产和科技的不断发展，机械加工业也在不断进步。
磨削加工作为机械加工过程中重要的环节，对于加工质量的影响非常大。
在过去，由于磨削加工效率低下，长时间的手工操作不仅浪费时间，而且也增加了劳动强度，同时精度也不易保证。
而随着高科技的到来和加工事业的不断进步，经过长时间的探索研究，高效磨削技术逐步发展起来，使磨削加工成为一种高度自动化的加工方式。
高效磨削技术主要采用的是高能量磨削方式。
它的基本原理是通过增加切削速度，提高磨削力，使其获得更高的能量密度，从而使磨削效率大幅提高。
在具体的应用中，高效磨削技术的出现在很大程度上解决了过去磨削加工中很难处理的问题。
一方面，高能量的磨削方式能够有效地降低磨削加工的时间，缩短了加工周期，降低了生产成本；另一方面，高效磨削技术能够改善加工表面的粗糙度，提高加工精度，保持加工品质的稳定性。
高效磨削技术的应用高效磨削技术的应用范围非常广泛，在各个行业都有着广泛的应用。
在汽车制造和航空航天领域，需要高精度、高强度、高刚度的轮毂，并且需要保证车轮在高速行驶中的安全。
在这种情况下，高效磨削技术展现了其独特的技术价值。
此外，在模具制造、机械零部件制造、船舶工业等领域中也广泛应用。
高效磨削技术也为未来高速磨削领域带来了无限的可能性。
高效磨削技术的应用除了有着广泛的范围外，还拥有许多的优势。
首先，高效磨削技术不仅可以节约加工时间，同时大大降低了生产成本。
其次，高效磨削技术能够帮助实现精度控制和质量控制，确保加工品质的稳定性。
再次，高效磨削技术还可以降低工人的劳动强度，提高了工人的工作效率和生产效率。
高效磨削技术的发展方向在未来的发展中，随着技术的不断提升，高效磨削技术将会得到更广泛的应用和发展。
随着生产工艺要求的日益提高，越来越多的厂商开始寻求解决方案来支持高质量、高效率的制造。
因此，随着技术的不断创新和开发，高效磨削技术未来的发展将会朝着更加高精度、更加自动化和更加环保等方面进行探索和发展。
超高速磨削技术
机械工程学院先进技术制造论文题目：超高速磨削技术专业：机械设计制造及其自动化班级：10B2学生学号：20101047学生姓名：二〇一三年月日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1．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。
它是应用广泛的高效精密的终加工工艺方法。
一般来讲，按砂轮线速度V的高低将磨削分为普通磨削( Vs < 45m/ s) 、高速磨削( 45≤ Vs<150m/s) 、超高速磨削(V s≥150m/s)[1]。
20世纪90年代以后，人们逐渐认识到高速和超高速磨削所带来的效益，开始重视发展高速和超高速磨削加工技术，并在实验和研究的基础上，使其得到了迅速的发展[2]。
1.1 国外磨削技术的发展磨削加工是一种古老而自然的制造技术，应用范围遍布世界各地，然而数千年来磨削速度一直处于低速水平。
20世纪后，为了获得高加工效率，世界发达国家开始尝试高速磨削技术[2]。
在高速、超高速精密磨削加工技术领域，德国及欧洲领先，日本后来居上，美国则在奋起直追[3]。
1.1.1 欧洲磨削技术的发展情况超高速切削的概念源于德国切削物理学家Carl 博士1929 年所提出的假设，即在高速区当切削速度的“死谷”区域，继续提高切削速度将会使切削温度明显下降，单位切削力也随之降低[1]。
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20世纪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[1] 。
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
先进制造工艺技术-超高速磨削
超高速磨床的总体结构和基础大件要有很高的动、 静 刚度， 通常采用有 限
会随ｖ ｓ 的增高而显着减少（ Ｖｓ ￣２ ０ ０ ｍ／ ｓ 时的法向磨削力仅为８ ０ ｍ／ ｓ 时的４ ６ ％ ） ， 从而使工艺系统的变形减少， 加之超高速磨削的激振频率远高于工艺系统的固 有频 率 ， 不 会 引起共 振 ， 其 共 同结 果是 促使 磨 削精度 提 高 。
３ ． 工件 表面 质量 好
元法 进行 分析 和优 化 ， 机 床的安 全 防护也 很重 要 ， 但最 关键 还是 主轴 系统 和进 给系 统 。 １ ． １超 高速 主 轴系 统 提高砂轮线速度主要是提高砂轮主轴的转速， 因而， 为实现高速切削， 砂轮 驱动和轴承转速往往要求很高。 主轴的高速化要求足够的刚度， 回转精度高， 热
行。
件进给速度应与砂轮线速度的１ ． １ ３ 次方成比例， 故超高速磨削会使磨削效率大 幅提 高 。 与此相 应 ， 超高速 磨 削时单个 磨粒上 所承 受的磨 削力 大为减少 ， 从 而 降
低 了砂轮 的磨损 。 许 多实 验表 明 ， 当磨 削力不 变 时， 砂 轮线速 度Ｖ ｓ 从８ ｏ ｍ ／￣ 高 至２ ０ ０ ｍ／ ｓ ， 磨 削效 率提 高２ ． ５ 倍， Ｃ Ｂ Ｎ 砂 轮 的寿 命也 延 长 了１ 倍。 ２ ． 磨 削力小 ， 加工 精度 高 由于超 高速 磨 削时磨 屑厚度 变 薄 ， 在 磨 削效率 不变 的条 件下 ， 法 向磨 削力
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。
高速磨削
（4）磨削状态检测及数控技术
高速超高速磨削加工中，由于砂轮线速度极高，砂轮由于超高速引 起的破碎现象时常发生，砂轮破碎及磨损状态的监测是关系到磨削工作能 否顺利进行和保证加工质量和零件表面完整性的关键；在超高速加工中， 砂轮与工件的对刀精度，砂轮与修整轮的对刀精度将直接影响到工件的尺 寸精度和砂轮的修整质量。
所属范畴： 所属范畴：
先进制造技术 ——先进加工技术——去除加工——力学加工 ——先进加工技术——去除加工——力学加工 定义：通常所说的“磨削” 定义：通常所说的“磨削”主要是指用砂轮或砂带进行去处材 料 加工的工艺方法，它是应用广泛的高效精密的终加工工艺 方法。
按砂轮的线速度将磨削分为： 按砂轮的线速度将磨削分为：
（3）冷却润滑系统 ）
冷却润滑系统由冷却润滑液、 冷却润滑系统由冷却润滑液、泵、过滤器等组 成，对高精度磨削还需有温度控制系统以确保 冷却润滑液的温度恒定。 冷却润滑液的温度恒定。 冷却润滑液必须完成润滑、冷却、 冷却润滑液必须完成润滑、冷却、清洗砂轮和 传送切屑四大任务。 传送切屑四大任务。故它必须满足以下的技术 要求： 要求： 较高的热容量和导热率， ①较高的热容量和导热率，以提高冷却率 ②能承受较高的压力 良好的过滤性能， ③良好的过滤性能，防腐蚀性和附着力 较高的稳定性，不起泡， ④较高的稳定性，不起泡，不变色 对健康无害， ⑤对健康无害，易于清洗 有利于环境保护，易于处理。 ⑥有利于环境保护，易于处理。
（3）难磨材料的高速磨削
利用高速磨削实现对硬脆材料（工程陶瓷及光学透 镜等）的高性能加工是高速磨削领域的一个重要组成部分。
Байду номын сангаас
二、高速磨削继续发展所要做的技术突破
欲将磨削速度进一步提高，目前仍受许多因素的限制，要想充分发挥高速磨削的 优势，必须从制约切削速度的各个方面进行研究。 （1）发展高功率高速主轴 关键在于开发大功率高速主轴。 （2） 研制适应高速磨削的新颖砂轮 （3） 磨床结构的改进 尽可能降低机床在高速时由于砂轮不平衡引起的振动，应配置在线自动动平衡系统， 以使机床在不同转速时，始终处于最佳的运行状态。为了提高生产效率和工件的加工 精度，则应采用高速、高效和高精度进给驱动系统。比如在平面磨床上采用直线电机 替代丝杠螺母传动；在进行偏心磨削时，外圆磨床除了须具备高速滑台系统外，还要 配备高速数控系统，以保证工件的精度及较高的生产率。 （4）优化冷却润滑系统 冷却润滑系统在高速磨削中有着极为重要的作用。除了要注意冷却润滑液本身的化学 构成外，其供给系统也十分重要。因此，在研制高速磨床时，必须配置高压的冷却润 滑供给系统。 （5）磨削速度向超音速迈进 高速磨削应用研究的下一个目标将是冲破音速大关，把磨削速度提高到350m/s以上， 高速磨削应用研究的下一个目标将是冲破音速大关，把磨削速度提高到350m/s以上， 进而使500m/s的磨削速度在工业应用上成为可能。当然，单就磨削速度一个参数并不 进而使500m/s的磨削速度在工业应用上成为可能。当然，单就磨削速度一个参数并不 能全面评价磨削过程的优劣，最佳的磨削速度应是磨削过程经济效益最好时的速度。 这一最佳速度，必须经过改进机床设计，优化切削条件和配套系统等深入研究才能达 到。
高速切削加工技术介绍
美国于 1960 年前后开始进行超高速切削试验。试验将刀具装在加农炮里，从滑台上射向工件；或将工件当作子弹射向固定的刀具。 1977 年美国在一台带有高频电主轴的加工中心上进行了高速切削试验，其主轴转速可以在 180 ～ 18000r / min 范围内无级变速，工作台的最大进给速度为 7 . 6m / min。
1979 年美国防卫技术研究总署（ DARPA ）发起了一项“先进加工研究计划”，研究切削速度比塑性波还要快的超高速切削，为快速切除金属材料提供科学依据。
在德国， 1984 年国家研究技术部组织了以 Darmstadt 工业大学的生产工程与机床研究所 PTW ）为首，包括 41 家公司参加的两项联合研究计划，全面而系统地研究了超高速切削机瓜刀具、控制系统以及相关的工艺技术，分别对各种工件材料（钢、铸铁、特殊合金、铝合金、铝镶铸造合金、铜合金和纤维增强塑料等）的超高速切削性能进行了深入的研究与试验，取得了切削热的绝大部分被切屑带走国际公认的高水平研究成果，并在德国工厂广泛应用，获得了好的经济效益。日本于 20 世纪 60 年代就着手超高速切削机理的研究。日本学者发现在超高速切削时，工件基本保持冷态，其切屑要比常规切屑热得多。日本工业界 35善于吸取各国的研究成果并及时应用到新产品开发中去，尤其在高速切削机床的研究和开发方面后来居上，现已跃居世界领先地位。进人 20 世纪 90 年代以来，以松浦（ Matsuora ）、牧野 ( Makino ）、马扎克（ Mazak ）和新泻铁（ Niigata ）等公司为代表的一批机床制造厂，陆续向市场推出不少超高速加工中心和数控铣床，日本厂商现已成为世界上超高速机床的主要提供者.
2 高速切削刀具
刀具是实现高速加工的关键技术之一。生产实践证明，阻碍切削速度提高的关键因素是刀具能否承受越来越高的切削温度在萨洛蒙高速切理研究和高速切削试验的不断深人，证明高速切削的最关键技术之一就是所用的刀具。舒尔兹教授在第一届德国 ― 法国高速切削年会（ 1997 年）上做的报告中指出：目前，在高速加工技术中有两个基本的研究发展目标，一个是高速引起的刀具寿命问题，另一个是具有高精度的高速机床．
高速高效磨削技术
砂轮。新技术包括了砂轮设计、截面
形状的优化、粘结剂的结合强度及其 适用性、砂轮基体的材料。
图 高速磨削用砂轮
5 砂轮在线修整技术
在磨削过程中，砂轮由于磨钝和磨损，需要进行及时修整， 特别是对超细磨料砂轮而言，更需频繁修整。普通砂轮修整比 较容易；人造金刚石砂轮、CBN砂轮的修整、超硬磨料砂轮的 修圆及磨料开刃重要的研究课题。
4
3 高速、高精度主轴单元制造技术 主轴单元包括主轴动力源、主轴、轴承和机架几个部分，它 影响着加工系统的精度、稳定性及应用范围，其动力学性能及 稳定性对高速高效磨削、精密超精密磨削起着关键的作用。
图 高速磨削主轴
图 液体动静压轴承
4 砂轮制造及其新技术
CBN砂轮和人造金刚石砂轮的应
用越来越广泛，而砂轮的许用线速度 也要求较高，一般在80m/s以上。单 层电镀CBN砂轮的线速度可达250m/s， 发展超高速磨削也需要150m/s以上的
第五章
高速高效磨削技术
1、高速磨削的定义
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。 普通磨削： 高速磨削： V< 45m/s 45m/s<V< 150m/s
超高速磨削： V> 150m/s
高速高效磨削用的磨床具有很高的主
轴转速和功率、高度自动化和牢靠的磨削 进程，还具有高精度、高阻尼、高抗振性
6其他高效磨削工艺：
快速短行程磨削、大气孔宽砂轮磨削工艺、多砂轮磨削 工艺、恒压力(定力)磨削工艺、冷风磨削工艺、单点磨削工艺、 高速日负荷磨削工艺在此不作一一介绍。 快速短行程磨削 恒压力磨削 多砂轮磨削工艺
① ② ③
总结高速磨削有如下优点：
磨粒的未变形切削焊度减小，磨削力下降。 砂轮磨损减少，提高砂轮寿命。 在磨粒最大未变形切削厚度不变条件下，可加 大磨削深度或工件速度，提高磨削效率。
几种先进磨削方法简介
先进磨削方法简介1.高速磨削普通磨床的砂轮速度为30—35m／s。
当砂轮速度高于45或50m/s以上时，称为高速磨削。
（1）高速磨削机理：砂轮速度提高后，使单位时间内通过磨削区的磨粒数增加。
若进给量保持与普通磨削时相同，则高速磨削时每颗磨粒切削厚度变薄，同时使每颗磨粒的负荷减小。
（2）高速磨削有如下特点：①生产率高。
生产率比普通磨削高30％—100％。
②砂轮使用寿命可提高。
由于每颗磨粒上所承受的切削负荷减小，则每颗磨粒的磨削时间可相对延长，因此可提高砂轮的使用寿命。
③可提高精度和减小磨削表面的粗糙度。
由于每颗磨粒切削厚度变薄，每颗磨粒在通过磨削区时，在工件表面上留下的磨痕深度减小。
同时，由于速度提高，使磨削表面由于塑性变形而形成的隆起高度也减小，因此可减小磨削表面粗糙度。
有利于保证工件(特别是刚性差的工件)的加工精度。
④改善磨削表面质量。
在高速磨削时，需要相应提高工件转速，使砂轮与工件的接触时间缩短，这样使传至工件的磨削热减少，从而减少或避免产生烧伤和裂纹的现象。
2.强力磨削强力磨削就是以大的径向进给量(可达十几毫米)和缓慢的纵向进给量进行磨削。
(1)强力磨削的机理：普通磨削的纵向进给速度通常为0.033—0.042m／s(2—2.5m／min)，而强力磨削的纵向进给速度则为0.000166—0.005m/s(0.0l一0.3m／min)。
这样就使单个磨粒的切削厚度大为减小，因而作用在每个磨粒上的力也减小。
(2)强力磨削的特点：①生产效率高：由于采用缓速纵向进给和大的径向进给，这样就可在铸、锻毛坯上直接磨出零件所要求的表面形状及尺寸。
同时由于径向进给大，砂轮与工件的接触弧长要比普通磨削时的接触孤长大得多，单位时间内同时参加磨削工作的磨粒数目随着径向进给量的增大而增加。
因此，能充分发挥机床和砂轮的潜力，使生产效率得以提高。
②扩大磨削工艺范围：由于径向进给量很大，对毛坯加工能一次成形，所以能有效地解决一些难加工材料的成型表面的加工问题。
无心磨床的三种磨削方法的简单介绍
无心磨床的三种磨削方法的简单介绍
从无心磨床的发展及现行生产动向来看，无心磨床应朝着高速、宽砂轮、高精度、自动化及闭环系统方向发展。
(1)高速磨削。
高速磨削是通过提高砂轮速度来达到提高磨削效率和磨削质量的一种加工方法。
高速磨削的砂轮线速度一般为50m／S～80m/s，无心磨床目前可达80m／S的砂轮线速度。
高速磨削的特点是可以提高生产率、提高砂轮使用寿命(比普通磨削提高75％左右)和提高加工精度与表面质量。
但是，在磨削过程中，要消耗更多的功率；因此，对机床和砂轮及电机都将有更高的要求。
(2)宽砂轮磨削。
宽砂轮磨削和高速磨削一样．都属于高效率磨削方法。
顾名思义，宽砂轮磨削主要是增加砂轮工作宽度，使之和工件有更大的磨削接触面积。
这样有利于提高生产率和扩大磨床使用范围。
切入磨削时，可以磨削更长的工件，或者同时磨削两个甚至更多的短工件，贯穿磨削时，可以加大一次通磨的磨削余量，减少通磨次数．或者粗精磨一次完成。
(3)高精度磨削。
高精度磨削后的工件在形状精度、位置粘度、尺寸精度，粗糙度和波纹度等方面都具有很高的精度(质量)级别。
那种认为高精度仅对圆度误差而言的看法是片面的。
高速磨削的技术关键—磨削
高速磨削的技术关键—磨削高速磨削的技术关键-磨削 [复制链接]1#发表于 2008-7-23 10:23:27 |只看该作者|倒序浏览高速磨削的技术关键-磨削摘要：1. 高速主轴高速磨削时对砂轮主轴的基本要求与高速铣削时相似，各种主轴的类型、结构及其优点缺点可参见“高速切削的技术关键”的“高速主轴”。
与高速铣不同之处在于直径一般大于铣刀的直径。
由于制造和调整装夹等误差，更换砂轮或者修整砂轮后甚至在停车后重新起动行业拐点初显哈锅四轮驱动定三分天下科技自主创新使陕西企业核心竞争力大幅提升电力设备制造业：后劲十足陕西安徽五年投入500亿元建电网钢价\"抬头\" 市场回暖值得期待废铜烂铁经加工成市场上抢手货从2006中国数控机床展看行业发展优和势兼备2005年我国纺织机械产量同比上升了23％安阳鑫盛机床新品受关注桂林机床入选05年“最具成长性企业” 齐二机床集团广纳社会英才八百余求职者现场新型数控机床全国展会上受青睐自主创新赢得尊重沈阳机床“B计划”挑战零沈阳机床自主技术创新称雄中国数控机床展中国数控机床展览会在上海开幕沈阳机床夺得国产数控机床“春燕奖” “十一五”开局不凡机床公司喜获“春燕奖” 激发创意实现想象--西门子参加CCMT取得圆满 1. 高速主轴高速磨削时对砂轮主轴的基本要求与高速铣削时相似，各种主轴的类型、结构及其优点缺点可参见“高速切削的技术关键”的“高速主轴”。
与高速铣不同之处在于直径一般大于铣刀的直径。
由于制造和调整装夹等误差，更换砂轮或者修整砂轮后甚至在停车后重新起动时，砂轮主轴必须进行动态平衡。
所以高速磨削主轴须有连续自动动平衡系统，以便能把由动不平衡引起的振动降低到最小程度、保证获得低的工件表面粗糙度。
目前市场上有许多不同的动平衡系统产品，主要有下列两类：机电动平衡系统和电波动平衡系统。
（1）机电动平衡系统如图1所示，它由两块内装电子驱动元件并可在轴上相对转动的平衡重块3，紧固法兰2和信号无线传输单元1组成。
高速切削与高速磨削
温 度 与
Salomon
二 高速切削的应用
1.不同材料的高速切削
1）铝、铜合金的高速切削加工 2）铸铁与钢的高速切削 3）难加工材料的高速切削
2.高速切削的应用领域：航空航天领域、汽车领
域、模具制造领域和仪器仪表领域等。
图1-86 汽车轮毂螺栓孔高速切削实例
3.干切与准干切：
高速磨削在以下几方面得到了有效应用： 高速磨削、高速精密磨削和难加工材料 的高速磨削。
2）强力磨削
以大的吃刀量（可达1~30mm）和缓慢的进给量实 现高速磨削的一种方法，又称缓进给磨削。
特点：
➢材料去除率高 ➢砂轮磨损小 ➢磨削质量好 ➢磨削力和磨削热大
强力磨削与普通磨削对比
3）砂带磨削
砂带在一定工作压力下与工件接触，并作相对运 动，进行磨削与抛光。 特点：1.磨削表面质量好；2.磨削性能强；3.磨削 效率高；4.经济性好；5.适用范围广
干切：不使用冷却液的切削技术； 准干切：使用最少量冷却液的切削技术，因使 用润滑液量很少，不会产生污染。
三 几种高速磨削方法
1）高速磨削
与普通磨削相比，高速磨削在单位时间 内，通过磨削区的磨粒数增加，有利于 减少磨削表面粗糙度，并提高砂轮使用 寿命。
高速磨削用砂轮应具有强度高、抗冲击 性、耐热性和微破碎性好以及杂质含量 低等特点。
高速切削与高速磨削
➢ 高速切削概述 ➢ 高速切削的应用 ➢ 几种高速磨削切削是指采用超硬材料的刀 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、加工精度和加工表面质量的 现代加工技术。
高速切削的切削速度范围随加工方法不同也有所不同。
高速车削：700~7000m/min 高速铣削：300~6000m/min 高速钻削：200~1100m/min 高速磨削：100~300m/min
先进磨削技术
第5章先进磨削技术5.1 高速与超高速磨削加工概述一、高速磨削加工概述1. 界定高速磨削加工是通过提高砂轮的线速度达到提高磨削效率和磨削质量的工艺方法。
高速磨削的定义随时间不断向前推进。
实际应用中的磨削速度在100m/s以上称为高速磨削。
2. 机理高速磨削的效果可由砂轮线速度对磨削性能的影响来表征，通过单个磨粒的最大切削厚度a来衡量。
cgmax讨论：（1）在保持其他全部参数恒定的情况下，增加砂轮速度将导致切削厚度减小，相应地减小作用于单个磨粒上的切削力。
（图8.4.1）（2）若相应于砂轮速度成正比地增加工件速度，切削厚度保持不变，磨削合力不变。
故可在磨削合力不变的情况下，成比例地增加材料去除率。
试验表明：若保持相同的材料去除率，磨削速度加倍时，切向力减小，但是磨削功率增加；保持较高相同的磨削速度条件下，比工件去除率随工件速度成倍增加，且比磨削能减少, 避免了热损伤。
（图8.4.2）切屑形成机理发生改变：在某一切削速度范围内，磨粒与切屑间的摩擦状态由固态急剧转变为流体状态，磨削力快速减小。
通过上述分析可知：高速磨削可以大幅度提高磨削生产率、延长砂轮使用寿命、减小磨削表面粗糙度。
二、高速磨削加工的关键技术（图8.4.3）1.对机床的要求1）高速主轴及其轴承(图8.4.4)a.滚珠轴承高速主轴：由转子、轴承、外壳、电机组件和测角系统组成，配备冷却系统、润滑系统和变频驱动电气装置。
角接触滚珠轴承，混合轴承（内外圈为轴承钢，滚珠为氮化硅陶瓷），油气润滑。
b.液体静压轴承高速主轴：运动精度，回转误差0.02um以下，轴向刚度大，径向刚度比滚轴轴承低。
c.空气静压轴承高速主轴：高回转精度（小于50nm）、高转速（100000r/min）、低温升。
适合工件精度极高的场合。
但承载力低。
2）高速磨床结构（图8.4.5）高动态精度、高阻尼、高抗振性和热稳定性以及高度自动化和可靠性。
2.对砂轮的要求1）机械强度2）可靠性能3）磨粒刃形4）结合剂3.对防护装置的要求1）增加防护罩的强度2）防护罩内壳加吸能材料。