磨削加工中的超硬磨削技术

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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。

磨削技术的发展及关键技术-文献综述

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

（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。

《精密和超精密加工技术(第3版)》第3章精密磨削和超精密磨削

2018/3/11
第1节概述
二、精密和超精密砂轮磨料磨具
磨料及其选择
超硬磨料制作的磨具在以下几方面能够满足精密加工和超精密加工的要求,因此使用广泛。
1)磨具在形状和尺寸上易于保持,使用寿命高,磨削精度高。
2)磨料本身磨损少,可较长时间保持切削性,修整次数少,易于保持精度。
3)磨削时,一般工件温度较低,因此可以减小内应力、裂纹和烧伤等缺
磨具的形状和尺寸及其基体材料
根据机床规格和加工情况选择磨具的形状和尺寸。基体材料与结合剂有关。
2018/3/11
第1节概述
三、精密和超精密涂覆磨具
涂覆磨具分类
根据涂覆磨具的形状、基底材料和工作条件与用途等,分类见下表
涂覆磨具
工作条件
基底材料
形状
耐水 (N)
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精密砂带磨削：砂带粒度F230～F320，加
工精度1μm，Ra0.025; 超精密砂带磨削：砂带粒度W28～W3，加工精度0.1μm，Ra0.025～0.008μm。
2018/3/11
第1节概述
一、精密和超精密加工分类
游离磨料加工
磨料或微粉不是固结在一起，而是成游离状态。传统方法：研磨和抛光新方法：磁性研磨、弹性发射加工、液体动力抛光、液中研抛、磁流体抛光、挤压研抛、喷射加工等。
第3章精密磨削和超精密磨削 3.1 概述
3.2 精密磨削 3.3 超硬磨料砂轮磨削
3.4 超精密磨削
3.5 精密和超精密砂带磨削
2018/3/11
第1节概述
精密和超精密磨料加工是利用细粒度的磨粒和微粉对黑色金属、硬脆材料等进行加工,得到高加工精度和低表面粗糙度值。对于铜、铝及其合金等软金属,用金刚石刀具进行超精密车削是十分有效的,而对于黑色金属、硬脆材料等,用精密和超精密磨料加工在当前是最主要的精密加工手段。

先进磨削技术的发展

先进磨削技术的新发展摘要：磨削是指用磨料或磨具去除材料的加工工艺方法，磨削与车、铣削在常规加工材料上竞争可能难分高下。

尽管硬车削已经替代了很多磨削加工，但由于粘结技术的进步、高级磨料的应用，磨削依然保持强势。

作为先进制造技术中的重要领域，磨削加工技术已在机械、国防、航空航天、微加工、芯片制造等众多领域得到广泛应用。

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、绿色生态磨削方向发展。

如今磨削加工的发展趋势，主要包括高速磨削、超高速磨削、精密和超精密磨削、缓进给磨削、高效深切磨削、砂带磨削及绿色磨削技术。

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术的发展前景。

关键词：磨削精密磨削高效磨削超高速磨削正文：磨削加工技术是利用磨料去除材料的加工方法，也是人类最早使用的生产技艺方法。

18世纪中期世界上第一台外圆磨床问世，由石英石、石榴石等天然磨料构成，随后又研制出平面磨床。

20世纪40年代末，人造金刚石出现；1957年立方氮化硼研制成功；随着磨削技术的发展，特别是超硬磨料人造金刚石砂轮与立方氮化硼党的应用，磨削加工范围日益增大，磨削加工精度和加工效率也不短提高。

磨削技术发展趋势如今磨削加工技术正朝着高速化，精细化方向发展。

因此，我们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术的发展前景是很有必要的。

主要包括高速磨削、超高速磨削、精密和超精密磨削、缓进给磨削、高效深切磨削、砂带磨削及绿色磨削技术首先了解一下精密及超精密磨削机理，精密磨削一般使用金刚石和立方氮化硼等高硬度磨料砂轮，主要用金刚石修整刀具以极小而又均匀的微进给（10～15mm/min）对砂轮进行精细修整，以获得众多的等高微刃，加工表面的磨痕较细，加工过程中，由于微切削、滑移、摩擦等综合作用，加工工件达到了小的表面粗糙度值和高的精度要求。

超精密磨削则采用较小的修整导程和较小的背吃刀量修整砂轮，靠超细微磨粒等高微刃的磨削作用进行磨削加工。

超硬材料 (2)

超硬材料引言超硬材料是一种具有极高硬度和优异耐磨性能的材料。

它们广泛应用于工业领域，如切削、打磨和磨具等。

本文将介绍超硬材料的概念、特性、分类以及主要应用领域。

超硬材料概述超硬材料是指硬度超过金刚石（Mohs硬度10）的材料，主要包括金刚石（Diamond）和立方氮化硼（Cubic Boron Nitride，CBN）两种。

这两种超硬材料具有极高的硬度和较低的热膨胀系数，使它们在高温、高压和恶劣环境下表现出优异的性能。

超硬材料特性1. 极高硬度超硬材料的硬度远远超过其他常见材料，如金属和陶瓷。

金刚石是已知最硬的材料，其硬度为15000-100000MPa，而立方氮化硼的硬度约为9000-10000MPa。

这种超高硬度使得超硬材料在切削和磨削过程中能够抵抗磨损，延长使用寿命。

2. 优异耐磨性由于超硬材料的硬度极高，它们具有出色的耐磨性能。

在切削和磨削应用中，超硬材料的工具能够在长时间的使用中保持刃口的锐利度，从而实现高效切削和精确加工。

3. 低摩擦系数超硬材料的表面光滑度高且摩擦系数低，这使得它们在摩擦副应用中具有优异的性能。

比如，在高速切削和车削过程中，超硬材料的低摩擦系数可以减少摩擦热和磨损，提高加工效率。

4. 耐高温性超硬材料具有优异的耐高温性能，可以在高温环境下保持其硬度和力学性能。

这使得超硬材料在高速切削和磨削中不易软化和失效，适用于高温加工。

超硬材料分类超硬材料可以按照其结构和制备方法进行分类。

1. 金刚石金刚石是一种由碳原子构成的晶体材料，具有良好的导热性和化学惰性。

它可以通过自然生成或化学合成获得。

化学合成的金刚石通常用于工业应用，如切削和打磨。

2. 立方氮化硼立方氮化硼是一种由硼和氮原子组成的晶体材料，具有类似金刚石的结构和性能。

它通常通过高温高压合成方法制备，可用于切削、磨削和磨具等应用。

超硬材料应用领域超硬材料在多个工业领域中得到广泛应用。

1. 切削工具超硬材料可用于制造切削工具，如刀具、刀片和钻头等。

ELID超精密磨削技术综述

.. ELID超精密磨削技术综述蔡智杰天津大学机械工程学院机械工程系2014级硕士生摘要：金属基超硬磨料砂轮在线电解修整(Electrolytic In-process Dressing, 简称ELID)磨削技术作为一种结合传统磨削、研磨、抛光为一体的复合镜面加工技术，开辟了超精密加工的新途径，具有广发的应用价值。

本文将从工作原理、磨削机理、工艺特点、影响因素及磨削机床的分类等方面系统地介绍ELID超精密磨削技术，并通过分析国外研究应用状况，阐述该技术在精密加工制造行业的应用发展前景。

关键词：在线电解修整(ELID) 超精密镜面加工金属基超硬磨料砂轮硬脆材料磨削机理0 引言随着制造行业的飞速发展，硬质合金、工程瓷、光学玻璃、玻璃瓷、淬火钢及半单晶硅等硬脆难加工材料得到广泛应用，寻求低成本、高效率的超精密加工技术的研究工作正在广泛开展。

超精密镜面磨削技术是一种借助高性能的机床、良好的工具(砂轮)、完善的辅助技术和稳定的环境条件，控制加工精度在0.1μm级以下、表面粗糙度Ra<0.04μm甚至Ra<0.01μm的磨削方法[1]。

然而，由于传统磨削工艺效率低、磨削力大、磨削温度高，且砂轮极易钝化、堵塞而丧失切削性能，从而造成加工面脆性破坏，加工质量恶化，难以满足高精度、高效率的加工要求。

随着砂轮精密修整技术的发展及超微细粒度砂轮的使用，将磨削加工的材料去除工作引入到一个新的领域。

ELID磨削技术是应用电化学反应的非传统材料去除技术来解决金属基超硬磨料砂轮的修整问题的超精密镜面加工技术，以其效率高、精度高、表面质量好、加工装置简单及适应性广等特点，已较广泛用于电子、机械、光学、仪表、汽车等领域。

1 ELID磨削的基本原理ELID(Electrolytic In-process Dressing)磨削是在磨削过程中，利用非线性电解修整作用使金属结合剂超硬磨料砂轮表层氧化层的连续修整用与钝化膜抑制电解的作用达到动态平衡。

超硬材料国家政策

超硬材料国家政策超硬材料是一类具有极高硬度和耐磨性的材料，广泛应用于切削加工、磨削加工和矿石开采等领域。

随着科技的不断发展，超硬材料这一领域受到了国家政策的重视和支持。

以下将从技术研发支持、产业发展支持和标准规范制定三个方面，介绍超硬材料国家政策。

首先是技术研发支持。

国家政策鼓励和支持超硬材料相关的技术研发，推动超硬材料的创新发展。

通过各类科研项目的资助和补助，鼓励企业和科研机构在超硬材料领域进行前沿的技术研发。

国家重大科技专项也会将超硬材料相关项目列入重点支持的范围，给予专项资金和政策支持，推动超硬材料领域的创新突破。

其次是产业发展支持。

国家政策鼓励超硬材料产业的快速发展，加大对超硬材料产业的支持力度。

政府将超硬材料作为战略性新兴产业，鼓励企业投资建设超硬材料生产基地和研发中心，提高超硬材料生产技术水平和产能规模。

政府还会提供税收优惠政策和金融支持，降低超硬材料企业的研发和生产成本，提升企业的竞争力。

同时，政府还会加大对超硬材料产业的宣传力度，提升超硬材料的知名度和品牌形象，推动超硬材料行业的发展。

最后是标准规范制定。

超硬材料在使用过程中需要遵守一系列的标准和规范，以确保产品的质量和安全性。

国家政策鼓励行业协会和标准化机构制定超硬材料的标准体系，完善超硬材料的相关标准和规范。

政府会加大对标准制定工作的指导和支持力度，加强与相关行业和科研机构的合作，推动超硬材料标准的制定和修订工作。

标准的推广和应用将有助于提高超硬材料的使用效果，推动行业的健康发展。

除了上述方面的支持和政策，国家政府还鼓励超硬材料企业加强与大型企业和高等院校的合作，开展产学研合作，促进超硬材料的技术转化和产业化。

政府还鼓励超硬材料企业拓展国际市场，加大对外贸易和技术合作力度，提高超硬材料在国际市场上的竞争力。

综上所述，超硬材料是我国重点支持的战略性新兴产业之一，国家政策通过技术研发支持、产业发展支持和标准规范制定等方面，为超硬材料的发展提供了支持和保障。

机械制造工艺之磨削概述

优化措施
通过调整砂轮转速、切削深度和进给速度等参数，优化磨削力的大小和方向，提高加工质量和效率。
砂轮磨损与再生
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砂轮磨损
在磨削过程中，砂轮与工件之间的摩擦会导致砂轮磨损，影响磨削效果和加工精度。
再生技术
为了减少砂轮磨损，采用金刚石或立方氮化硼等超硬材料对砂轮进行修整和再生，恢复砂轮的磨削性能。
热影响
冷却技术
为了控制磨削热，采用切削液、喷雾冷却和油雾冷却等技术，降低工件表面温度，减少热影响。
磨削热会导致工件表面烧伤、裂纹和变形等问题，影响工件质量和精度。
磨削力影响及优化
磨削力产生
在磨削过程中，砂轮与工件之间的相互作用力产生磨削力。
磨削力影响
磨削力的大小和方向对工件表面质量、加工精度和砂轮磨损有重要影响。
磨削的应用领域
01
02
03
机械制造
磨削广泛应用于机械制造领域，如汽车、航空、能源、轨道交通等。
精密加工
由于磨削加工精度高，因此也广泛应用于精密加工领域，如光学、钟表、医疗器械等。
难加工材料
对于硬脆、高强度、高精度要求的难加工材料，磨削是一种有效的加工方法。
02
磨削工艺流程
磨料与磨具选择
再生方法
包括在线修整、离线修整和超声波振动修整等方法，根据不同的加工需求选择合适的再生方法。
06
案例分析
航空发动机叶片磨削工艺
总结词
高精度、高效率
详细描述
航空发动机叶片磨削工艺是机械制造中的重要环节，要求高精度和高效率。采用先进的磨削设备和工艺技术，确保叶片的几何形状、尺寸和表面质量达到设计要求，同时提高生产效率，降低制造成本。

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摘要：就目前的零件加工制造业来说，既保证零件的质量又有着高效的生产率是企业者所一直追求的目标。

现代技术下零件加工工艺不断的进步，近些年发展起来的高速强力磨削工艺就是其中之一。

其不但大大满足了零件加工的高效高质要求并且成本也低，因此越来越多的机械加工企业选择了高速强力磨削技术作为发展方向。

关键词：高速强力磨削；机械加工；零件质量；磨削效率时间是就是金钱，高效率一直都是各行各业所追求的生产目标。

机械加工也不例外，国际上普遍认可的提高机械加工效率的方法是提高速度和增大进给数量。

对于速度方面，目前世界上可以达到的最高的磨削速度是300m/s，当然，这是针对某些特定的零件而言的。

应用最广泛的生产速度大约是在五十米到八十米每秒，在这个速度下的生产效率是目前磨削程序中经济可行的。

而实验室中的速度已经可以达到二百一十米到二百五十米每秒的速度，这正是现实生产中生产者所追求的目标。

1 高速磨削高速磨削是对磨削效率提高的有效办法之一，这就注定了磨削速度是重要基础。

高速磨削对于砂轮的速度要求起码在四十五米每秒以上。

1.1 特点：相较于普通磨削工艺，高速磨削技艺对于砂轮的耗损也下降一倍，但是对于零件的生产效率会提高一到三倍，加工精度也因为磨削力下降了四成左右而相应有所提高。

这是因为，速度的提高使得对于工件磨削表面磨耕后的隆起减少，也就是说工件表面质量有所提高。

1.2 必要措施：因为高速磨削工艺的特殊性，就注定了高速磨削需要使用特定的工具。

高速砂轮的使用，高速磨床的应用，以及减小辅助的时间，比如自动上料和检测。

1.3 发展和应用目前，高速磨削技艺在世界范围内推广开来，目前国内外存在的磨床品种多种多样，已经推广和采用的有外圆、曲轴、凸轮、轴承、平面、内圆等等，目前国内使用的是五十到八十米每秒，世界上最高已经达到了一百五十米。

目前国外高速磨削采用较多的是轴承行业磨削轴承环内外沟，在发动机行业高速磨削也得到广泛应用，甚至有些国家会使用多个砂轮进行高速磨削以提高磨削效率。

超高速加工

2、超高速切削刀具结构
超高速切削刀具的结构主要从加工精度、安全性、高效方面考虑，如超高速刀具的几何结构和刀具的装夹结构。为了使刀具具有足够的使用寿命和低的切削力，刀具的几何角度必须选择最佳数值。如超高速切削铝合金时，刀具最佳前角数值为 12°～ 15°，后角数值为 13°～ 15°；超高速切削钢材时，对应的是 0°～ 5° 和 12°～ 16°，铸铁对应的是 0°和 12°，铜合金是 8°和16°；超高速切削纤维强化复合材料时，最佳前角数值为20°，后角为15°～20°。
1、超高速切削的刀具材料
(3) 陶瓷刀具材料。陶瓷刀具材料主要有氧化铝基和氮化硅基两大类，是通过在氧化铝和氮化硅基体中分别加入碳化物、氨化物、硼化物、氧化物等得
到的，此外还有多相陶瓷材料。目前国外开发的氧
化铝基陶瓷刀具约有20余个品种，约占陶瓷刀具总量的2/3；氮化硅基陶瓷刀具约有10余个品种，约占陶瓷刀具总量的1/3。陶瓷刀具可在200～1000 m/min的切削速度范围内高速切削软钢(如A3钢)、淬
先进机械制造技术—— 超高速加工技术
陈春
目录

一、超高速加工含义二、超高速加工中的刀具技术三、超高速切削机床四、加工策略改变
一、超高速加工的含义
1、超高速加工的定义

超高速加工技术：采用超硬材料刀具磨具和能可靠地实现高速运动的高精度、高自动化、高柔性的制造设备，以极大地提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代制造加工技术。
硬钢、铸铁等。
1、超高速切削的刀具材料
(4) PCD刀具材料。PCD是在高温高压条件下通过金属结合剂将金刚石微粉聚合而成的多晶材料。虽然它的硬度低于单晶金刚石，但有较高的抗弯强度和韧性。PCD材料还具有高导热性和低摩擦系数。另外，

油石超精磨削技术初析

油石超精磨削技术初析: according to the ultra precision grinding of principle, analyzes the superfinishing grinding process parameters and related technology, how to choose, use oil-stone, is to improve the special quality ultra precision of the key.Keywords: oil-stone grinding ultra precision 超精磨削是一种高效率理想获得镜面状态表面的金属加工方法，它是以一定的压力把油石压向旋转着的工件，形成面接触状态，并使油石作轴向振动。

油石超精磨削之所以能高效率地使被加工件获得镜面理想状态，关键在于充分利用加工条件，正确选择、使用油石。

超精磨削过程一般呈现四个阶段。

工件表面只有极少尖峰部分得到磨削，油石磨料大量脱落，磨削强烈。

磨削面扩大到整个加工面，油石处于没有堵塞的磨削状态。

存微小磨削痕迹，有模糊光泽的加工表面，在油石工作面上呈堵塞和磨粒脱落痕迹混合一体的微磨削状态。

没有磨削痕迹的镜面，油石工作面处于堵塞而不见磨料脱落的状态。

1. 油石超精磨削的工艺参数（1）油石给工件的压力对超精磨削的影响油石的压力P 与油石的磨耗量S 之间的关系如图 1 所示。

可用三条直线近似地表示油石的磨耗曲线。

三条直线交点为A、B C。

其中，A和B分别为磨削界限点和镜面界限点，C为临界点。

在粗糙加工时，应选取稍高于临界点压力；在超精磨削时应选取比临界点低些压力，以获得理想效果。

通过观察磨削中所出现的各种现象，亦能判断出临界压力的选择是否合适。

在一般超精磨削中，随着磨削的进程，工件表面由白色变成交叉网纹状，最终形成黑色光泽的表面。

如果磨削状态一直继续下去，工件表面呈现网纹，油石磨耗量大，这说明油石对工件的压力已超过临界压力，需调低其压力。

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。

磨削加工技术

磨料加工（Abrasive Machining），是指采用固结的硬质磨料工具或游离的硬质磨料对工件进行切除的加工方法。磨削加工是指用固结磨具进行加工的过程，常用的固结磨具有：砂轮、油石、砂布和砂带等，其中砂轮应用最广，狭义上的磨削加工专指砂轮磨削。
南京航空航天大学机电学院052系南京航空航天大学机电学院052系
六、砂轮磨损和修整
1、砂轮磨损、
（1）磨粒损耗） 1）磨粒的钝化 2）磨粒的破碎 3）磨粒的脱落（2）砂轮失效） 1）砂轮工作表面变钝 2）砂轮工作表面堵塞 3）砂轮轮廓畸变
南京航空航天大学机电学院052系南京航空航天大学机电学院052系
六、砂轮磨损和修整
2、砂轮耐用度及磨削比、
砂轮耐用度T是砂轮相邻两次修整间的磨削时间，也可以是磨削的工件个数。可以通过实验建立T和各因素间的经验公式。
二、磨削过程
砂轮表面上磨粒可近似地看作是一把把微小的铣刀齿，其几何形状和角度有很大差异。致使切削情况相差较大。因此必须研究单个磨粒的磨削过程。 1、单个磨粒磨削过程、
（1）磨粒形状
β
rn
(a)磨粒外形图3.1.12 磨粒的形状
(b)典型磨粒断面
南京航空航天大学机电学院052系南京航空航天大学机电学院052系
二、磨削过程
图3.1.13 磨削的磨粒
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二、磨削过程
（2）磨屑形成过程单个磨粒的磨削过程大致分为滑擦、刻划和切削三个阶段：
图3.1.14 磨粒的切削过程
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二、磨削过程
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精密磨削和超精密磨削

五、超硬磨料砂轮的平衡
静平衡力矩平衡，用于窄砂轮的平衡，是在一个平面上的平衡。（1）机外静平衡架上平衡（2）机上动态平衡（3）机外动态平衡
动平衡
力偶平衡，用于宽砂轮和多砂轮轴的平衡，是在一个有一定长度的体上进行力偶平衡。一般在动平衡机上进行。
2016/6/6
超精密磨削
一、超精密磨削和镜面磨削
开式砂带磨削
闭式砂带削
砂带磨削分类：按砂带与工件接触形式分为接触轮式、支承板（轮）式、自由浮动接触式和自由接触式。按加工表面类型分为外圆、内圆、平面、成形表面等磨削方式。
开式砂带磨削
一、砂带磨削方式、特点和应用
砂带磨削特点
1）砂带与工件是柔性接触，磨粒载荷小而均匀，砂带磨削工件表面质量高，表面粗糙度可达Ra 0.05～0.01μm，砂带磨削又称“弹性”磨削。 2）砂带制作时，用静电植砂法易于使磨粒有方向性，力、热作用小，有较好的切削性，有效地减小了工件变形和表面烧伤。工件的尺寸精度可达5～0.5μm，平面度可达1μm。砂带磨削又有“冷态” 磨削之称。 3）砂带磨削效率高，无需修整，有“高效”磨削之称。 4）砂带制作简单方便，无烧结、动平衡等问题，价格也便宜，砂带磨削设备结构简单，有“廉价”磨削之称。 5）砂带磨削有广阔的工艺性和应用范围、很强的适应性，有“万能”磨削之称。
磨削效率高。
综合成本低。
二、超硬磨料砂轮修整（修整过程）
整形
对砂轮进行微量切削，使砂轮达到所要求的几何形状精度，并使磨料尖端细微破碎，形成锋利的磨削刃。
修锐
去除磨粒间的结合剂，使磨粒间有一定的容屑空间，并使磨刃突出于结合剂之外（一般是磨粒尺寸的1/3左右），形成切削刃。
二、超硬磨料砂轮修整（修整方法）车削法磨削法

高速磨削方法简介

1、采用高速磨削，提高砂轮的速度，使单位时间里经过磨削区域的磨粒数增加。
2、应用缓进给强力磨削，在加大砂轮径向进给量(即磨削深度)的同时，配以缓慢的工件进给速度，从而增加同时参与切削的磨粒数。
3、采用砂带磨削或宽砂轮磨削，以增加磨削宽度达到增加参加切削的磨粒数的效果。
高速磨削简介
(1) 超高速磨削的最大优越性在它能越过磨削“热沟”的影响，减少传入工件的磨削热，从而可以减少或避免工件表面的磨削“烧伤”，保证工件的加工质量。而且，超高速磨削在应用中符合绿色制造的加工原则。
(2) 超高速磨削是提高磨削效率、降低工件表面粗糙度和提高工件加工质量的先进加工技术，尤其对硬脆材料能实现延性域磨削，对高强度难磨材料也能取得良好的磨削效果，这对某些领域是难得可贵的。
高效磨削方法简介
机自01班谭俊豪
高效磨削方法
高效率磨削加工技术主要包括：高速/超高速磨削、缓进给深磨、高效深切磨削、强力磨削和强力珩磨、高速重负荷荒磨、砂带磨削、硬脆/难加工材料高效率磨削、高效率研磨和抛光等
一、高速磨削二、强力磨削三、砂带磨削
提高磨削效率的途径对应的三条：
五、砂带磨削成本低。这主要表现在： (1)与砂轮磨床相比，砂带磨床结构简单，传
动链短。这主要是因为砂带质量轻，磨削力小，磨削过程中震动小，对机床的刚性及强度要求都远低于砂轮磨床。
(2)砂带磨削操作简便，辅助时间少。不论是手动还是机动砂带磨削，其操作都非常简便。从更换调整砂带到被加工工件的装夹，这一切都可以在很短的时间内完成。
（6）加工精度和表面粗糙度小。
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。