高速磨削难加工材料的研究进展
超过速磨削的技术及发展
超高速磨削砂轮的发展及关键技术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，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（High-speed strong grinding）是指通过使用更高转速及更高切削速
率的研磨工具，以达到更高的加工效率和更好的加工质量。
其发展历程起源于20世纪60
年代，随着磨削技术、设备和工具的不断进步，也不断地推动着高速强力磨削的应用领域
不断扩大，如航空、汽车、模具、压力容器、光电子等行业。
高速强力磨削的优点主要表现在以下几个方面：
1.高效率：由于使用高转速、高切削速率的工具，磨削过程可以更加迅速、高效地完成。
2.高精度：磨削工具具备更好的刚度和振动抑制能力，可以在更高的速度下保证磨削
质量。
3.高表面质量：由于磨削工具的高速磨削作用，能够对工件表面进行更充分的去毛刺、去匀层、去表面膜等处理，从而使工件表面质量得到提高。
4.高加工质量稳定性：由于磨削工具具备较高的韧性和手感，可以更好的控制加工过程，从而提高加工质量的稳定性和一致性。
应用方面，高速强力磨削在航空、汽车、模具、压力容器等行业中得到了广泛应用。
在航空领域，高速强力磨削被用于高精度航空零部件的制造，如液压阀等。
在汽车行业中，高速强力磨削在发动机气门、气缸套等高精度部件的磨削加工中得到
了广泛应用。
模具领域中，高速强力磨削被广泛应用于大型压铸模和挤铸模等模具的制造。
总之，高速强力磨削在机械加工中的应用领域不断扩大，将会为我们的生产带来更高
效率、更好质量的加工服务。
高速切削典型难加工材料刀具摩擦与磨损机理研究现状
ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｆｔ ｅ ｆｉｔｏ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉ ｆｔｏ — ｈ ｐ ｉｔ ｒａ ｅ ｔ ｓｐ ｐ ｒｐ ｏ ｉ ｅ ｎ ｏ ｅ ｖｅ ｏ ｈ ｏ ｌｗｅ ｒ ｅ ｒ ｈ ｐｒ ｇｅ ｓｏ ｈ ｒｃｉｎ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔｃ ｏ ｏ ｌｃ ｉ ｎ ｅ ｃ ｉ ｆ ｈｉ ａ ｅ ｒ ｖ ｄ ｓａ ｖ ｒ ｉｗ ｆｔ ｅ ｔｏ ａ
第 ｌ ６卷
第 ６期
哈 尔 滨 理 工 大 学 学 报
Ｊ ＵＲＮＡ Ｆ ＨＡ Ｉ ＵＮＩ ＲＳＴ Ｆ Ｓ Ｉ ＮＣ Ｄ ＥＣ Ｏ Ｌ Ｏ ＲＢ Ｎ ＶＥ Ｉ Ｙ Ｏ Ｃ Ｅ Ｅ ＡＮ Ｔ ＨＮＯＬ ＯＧＹ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ６ １１ ． Ｄｅ ． ２ ｌ ｃ ０１
温度 高、 工件 材料 与 刀具 亲和 力 强 ， 具 磨损严 重 ， 工效 率低 ， 于典 型的 难加 工材料 ． 对 这 类 １ ７ 加 属 针
典型难加工材料 中刀具摩擦与磨损严重的问题 ， 在论述 高速切 削刀 一 屑接触 区摩擦特性研 究现状 的基础 上 ， 分析 了刀具 磨损机 理 、 刀具切 削性 能、 以及 冷却 润滑 对刀具 摩擦 磨损行 为 的影响 ， 总结 了
．
ｗｅ ｒｍｏ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ ｌｎ ．Ｔｈ ｒ ｓ ｅ ｔｏ ｏ ｒｃ ｉｎ ａ ｄ ｗｅ ｒｂ ｈ ｖｏ ｎ ｈ ｇ ｓ ｅ ｄ ｃ ｔｉ ｉ ｃ ｌ．ｏ ｃ ｔｍａｅ ａ ｓｐ ｅ — ｅ ｐ ｏ ｐ ｃ ｆｔ ｌｆｉｔｏ ｎ ａ ｅ ａ ｉｒｉ ｉｈ—ｐ ｅ ｕ ｔ ｄ ｆ ｕ ｔｔ — ｕ ｔｒ ｌｉ ｒ ｓ ｏ ｎｇ ｉ ｉ
２１年 １ ０１ ２月
高速切削典型难加 工材料 刀具摩擦与磨损机理研 究现状
郑 敏 利 ， 范依 航
（ 哈尔滨理工大学 机械动力工程学 院 ， 黑龙江 哈尔滨 １０ ８ ） ５ ０ ０
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。
国内磨削加工科技新进展
国内磨削加工科技新进展一继续提高磨削效率进一步发展高速磨削，不仅在普通外圆、内圆、轴承磨床上提高速度，而且也在诸如轧辊磨床(险峰机床厂)上也由35m/s提高到45m/s以上。
在采用动压轴承主轴条件下实现了高效高速低粗糙度磨削(广西大学、湖南大学)。
在一汽早已将高速磨削定为许多工艺的必行工序。
发展缓进给强力磨削工艺及机床，例如北京机床研究所与北京第四机床厂在国内最早发展此种机床，近年又在杭州机床厂等单位发展了HZ－029型液压缓进给成型磨床，MLK7140型数控缓进深切成形强力磨床。
电机功率后者已达32kW。
在生产中的应用除了加工汽轮机及燃气轮机叶片根部外，在游标卡尺零件，三爪卡盘零件，50mm以上深沟槽磨削，均有很大进步，天津机床厂还发展了MKL7132型数控缓进给强力磨削机床。
迅速发展高效砂带磨削工艺，例如对汽油机叶片工作面加工，镍材及钛材的磨削，190发动机气缸盖磨削，合金钢线材、带材磨削，大型宽钢板表面磨削专用尤门式磨床的开发等(东北工学院、湖南大学、华中理工大学等)。
由于郑州第二砂轮厂成功地引进了宽砂带静电植砂全套设备，并且年产量达数百万平方米，因而为今后在国内更广泛应用砂带磨削创造了很好的条件。
沈阳地区的矿山机器厂，重型机器厂对砂带磨削均有不同的开拓应用。
重庆大学青年工学硕士黄云同志和重大机械厂在科研和生产相结合方面，成功地闯出了一条新路，研制成功并取得了多种型号有自己专利的砂简易磨床，现已达到年产数百台规模。
发展重负荷磨削、磨削速度已达80m/s及压力250~500kgf(2500N~5000N)以上使金属去除率大大提高。
冶金行业近年自国外引进不少高效钢坯磨床外，由冶金部组织东北工学院，苏州冶金机械厂等单位开发了YLM－1型双面立式半自动修磨生产线，填补了当时的国内空白。
重庆特殊钢厂发展的钢坯磨削技术在生产中经过多年考验证明是成功的。
在这方面第三砂轮厂已拥有大批量生产高速重负荷砂轮的技术能力及生产能力，第三砂轮厂不仅已对63m/s 250~500kgf砂轮进行了鉴定，而且也已试制了80m/s重负荷砂轮，在磨料方面已采用了粗粒度刚玉，烧结刚玉及二者混合压制烧结产品，得到了用户欢迎。
高速磨削工艺特点及其发展现状
（1）高速主轴 ①高速主轴须有连续自动动平衡系统 属于自动控制技术，利用反馈调节模式，采用测量元件和控制元件进 行动平衡 ②保证主轴在高速状态下有足够的转矩用于切削 无功功率与转速和砂轮直径有关，在高速磨削状态下可通过选用直径 小的砂轮
（2）高速磨削砂轮
①砂轮基体（满足通用化，降低连接处应力，满足磨削时的强度和刚度 要求）
②锋利（也就是说，磨粒突出高度要大，以便能容纳大量的长切屑，一 般采用电镀结合砂轮）
③结合剂必须具有很高的耐磨性，以减少砂轮的磨损。（电镀结合砂轮， 多孔陶瓷结合剂砂轮）
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高速磨削砂轮
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（3）冷却润滑系统
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Ⅱ工艺特点
一、磨削机理
①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，导致每个磨粒承受的磨削力大大变小，总磨削 力也大大降低。
②超高速磨削时，由于磨削速度很高，单个磨屑的形成时间极短。在极 短的时间内完成的磨屑的高应变率(可近似认为等于磨削速度) 形成过 程与普通磨削有很大的差别，表现为工件表面的弹性变形层变浅，磨 削沟痕两侧因塑性流动而形成的隆起高度变小，磨屑形成过程中的耕 犁和滑擦距离变小，工件表面层硬化及残余应力倾向减小。
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结构形状优化后的高速砂轮
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（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。
陶瓷材料磨削加工的技术研究与发展现状
陶瓷材料磨削加工的技术讨论与进呈现状工程陶瓷具有很多优良的性能，比如较高的硬度和强度，很强的耐腐蚀、耐磨损、耐高温本领和良好的化学惰性等，因此在航空航天、化工、军事、机械、电子电器以及精密制造领域的应用日益广泛。
目前各发达国家如德、日、美、英等国特别重视工程陶瓷的开发及应用。
80时代以来，各国竞相投人大量的资金及人力，在工程陶瓷加工理论和技术、产品开发和应用等方面取得了很大的进展。
由于陶瓷材料的高硬度和高脆性，被加工陶瓷元件大多会产生各种类型的表面或亚表面损伤，这会导致陶瓷元件强度的降低，进而限制了大材料去除率的采纳。
对陶瓷高效磨削加工而言，根本目标就是在保持材料表面完整性和尺寸精度的同时获得最大的材料去除率。
目前陶瓷的加工成本己达到整个陶瓷元件成本的80%～90%，高加工成本以及难以测控的加工表面损伤层限制了陶瓷元件更广泛的应用。
陶瓷材料广阔的应用前景和多而杂的加工特性，都要求对陶瓷的磨削加工过程进行全面而深入的了解。
从上世纪90时代开始，国内外学者进行了大量的讨论，在陶瓷磨削的新型方式、陶瓷磨削的材料去除机理、磨削烧伤、磨削表面完整性等的影响因素、不同磨削条件的最佳磨削参数等多方面都取得了积极的讨论成果。
本文重要就陶瓷磨削的讨论现状及进展情形进行了归纳和总结。
1陶瓷材料磨削机理的进展1）磨削机理的讨论由于砂轮的磨粒尺寸、形状和磨粒分布的随机性以及磨削运动规律的多而杂性，给磨削机理的讨论带来了很大的困难。
在陶瓷磨削方面由于陶瓷的高硬度和高脆性，大多数讨论都使用了“压痕断裂力学”模型或“切削加工”模型来貌似处理。
20世纪80时代初，Frank和Lawn 首先建立了钝压痕器、尖锐压痕器和接触滑动三种机理分析讨论模型，提出了应力强度因子公式K=aEP/C2/3，依据脆性断裂力学条件KKC，导出了脆性断裂的临界载荷PBC＝CbK，他又依据材料的屈服条件ssY，导出了塑性变形模式下临界载荷PYYC=s3/g3（或PYYC=H3Y/g3）。
金属陶瓷材料高速超高速磨削性能试验研究
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ｃ ｔ ｎ ｅ ｔ ｓ ａ ｒ ｔ ｂ ｅ ｓ ｅ ｄｓｍａ ｅ ｍａ ｉ ｍ ｎ ｅ ｏ ｍｅ ｈｉ ｈｉｋ ｅ ｓｇ ｅ ｔｒ ｎ ｋ ｓｓ ｅ ｕｔ ｇ ｄ ｐ ｈ ｎｄ ｗｏ ｋ ａ ｌ ｐ ｅ ｋ ｘ ｍｕ ｕ ｄ ｆ ｒ ｄ ｃ ｐ ｔ ｃ ｎ ｓ ｒ ａ ｅ ，ａ ｄ ｍａ ｅ ｐ — ｉ ｃｆｃ ｇ ｉ ｄ ｎ ｎ ｒｙ ｄ ｃ ｅ ｓ ．Ｔｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｓｈｇ ｎ ｌｒ －ｈ ｇ ｒｎ ｎｇｔ ｃ ｏｏ ｉ ｓ ｉ ｒｎ ｉ ｇ ｅ ｅ ｇ ｅ ｒ ａ ｅ ｉ ｅｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｉｈ ａ ｄ ｕ ｔａ ｉｈ ｇｉ ｄｉ ｅ ｈｎ ｌ ｇｅ ｓ
工作 台速 度将 使磨 削力和 表面粗 糙度 值变 大 ， 料脆 性断 裂去 除趋势 增强 ； 高砂轮 线速 度 ， 使最 材 深 度和工 作 台速度 将使最 大 未变形切 屑 厚度变 大 ， 提 比磨 削能 减小 。试验 结 果表 明高速超 高速 磨削技 术 能够 降低 金属 陶瓷 材 料 出现 崩 边 和 裂纹 现 象 的 几 率 ， 实现 高效精 密Ｎ －。 并 ｒ 关键 词 ： 金属 陶瓷 高 速超 高速磨 削 磨 削 力 表 面粗糙 度
难加工金属材料磨削加工表面完整性研究进展
难加工金属材料磨削加工表面完整性研究进展摘要：高温合金、钛合金、不锈钢等难加工金属材料在高端装备制造特别是在国防军工领域应用广泛。
砂轮磨削是难加工金属材料零件的重要加工方式。
然而，磨削过程的力-热强耦合作用对表面完整性影响显著，而表面完整性的优劣对零件服役性能具有直接影响。
本文综述了近年来难加工金属材料磨削加工表面完整性的研究进展，全面总结了表面完整性核心要素（如表面粗糙度、残余应力、显微硬度、微观结构等）的创成机理、影响因素及其作用规律以及预测与控制，并对表面完整性控制技术的发展趋势进行了展望。
关键词：磨削；表面完整性；金属材料高温合金、钛合金、不锈钢等难加工金属材料在国民经济各行各业，尤其是国防军工领域具有极其广泛且重要的应用。
镍基高温合金（如变形高温合金GH4169、铸造高温合金K424 及粉末冶金高温合金FGH96 等）由于优良的抗热疲劳性能、高温强度、耐腐蚀性、抗冲击性以及抗蠕变性能被广泛应用于燃气轮机与航空发动机热端部件以及核反应堆部件等；钛材料（如钛合金TC4、TC6；钛铝金属间化合物Ti2AlNb、γ-TiAl 等）具有密度低、强度高、抗腐蚀性好等优良特性，大量应用于航空发动机叶片、叶轮、叶盘和机匣等重要部件；超高强度钢（如300M）兼顾高强度、高韧性以及优异的耐蚀性能，应用于飞机起落架、核电设施等[1-3]。
目前我国航空航天、国防军工领域正处于攻坚克难的关键时期，发动机各个部件的加工方式在一定程度上决定了我国航空发动机的性能。
然而航空发动机所用的材料多为难加工材料，这些材料由于强度和硬度高、导热系数低等，在加工过程中往往会产生较大的切削力和切削温度，造成加工过程完成后表面完整性难以保证[4-5]。
其中，磨削是难加工材料及其零件的重要加工方式，具有加工表面粗糙度低、加工精度高等优点，尤其是现代磨削技术（如高速磨削、超高速磨削等）的加工效率也大幅提高[6]，改变了粗切精磨的传统加工方式。
硬质合金YG8高速磨削工艺试验研究
硬质合金是由高硬度的ＷＣ颗粒和相对韧性较好 的结合剂组成的复合材料，具有硬度高、耐磨、强度和 韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能Ｈ Ｊ，广泛用 于切削刀具、矿山钻头、模具等领域。２ Ｊ。同时硬质合 金的硬度高、脆性大，导致加工困难、成本高、表面质量 难以保证。硬质合金传统的机械加工方式采用普通磨 削，但表面和哑表面容易出现裂纹，影响工件的使用性 能一Ｊ。高速磨削是现代磨削技术的巅峰，对难加工材 料均有优异的磨削性能，如果在硬质合金加工中得到 应用，将有效地降低加工成本、降低有效消耗。
料，其缺点是脆性大。该材料的力学性能如表１所示。
试件尺寸为４０ ｍｉｎｘｌ６ ｍｉｘｌ０ ｍｒｒｌ。 表１材料性能参数
材料
显微硬度
ⅣＶ／ＧＰａ
弯曲强度
／ＭＰａ
冲击韧性 ／（ｋＪ／ｍ２）
弹性模壁 ／ＧＰａ
ＹＧ８
１４
ｌ ５００
４０
６００
１．２ 实验条件
机床：实验用机床为湖南大学自主研制的３１４ ｎｌ 超高速磨床。主轴转速为２０ ０００ ｒ／ｍｉｎ，主轴额定功 率为４０ ｋＷ，额定扭矩为７１．１ Ｎ·ｍ。
２．３表面形貌 ２．３．１砂轮线速度的影响
砂轮线速度对表面形貌的影响如图７所示，图中 工作台速度为０．６ ｍ／ｒａｉｎ，磨削深度为０．２ ｍｍ。图７ａ 是砂轮线速度为８０ ｍ／ｓ时的表面形貌，在这一条件 下，材料的去除是脆性去除与塑性去除混合的方式。 而图７ｂ中是砂轮线速度为１２０ ｍ／ｓ时的材料的表面 形貌，工件基本上是以塑性切除的方式，只有极少量的 脆性去除。图７ｃ是砂轮线速度为１６０ ｍ／ｓ的情况，材 料仍以塑性去除为主，但在箭头所示位置出现脆性剥 落，并导致表Ｉ直ｉ粗糙度值增大，这一现象与图４的结果 相对应。从动平衡仪控制面板可以看出在超高速条件 下机床振动的增大，且高速旋转砂轮周围的气流随着
难加工金属材料磨削加工表面完整性研究进展
难加工金属材料磨削加工表面完整性研究进展摘要：当前，中国航天和国防领域正处于攻坚克难的关键时期。
发动机各部件的加工方式在一定程度上决定了我国航空发动机的性能。
然而，航空发动机所使用的材料很难加工。
由于高强度、高硬度和低导热系数，这些材料在加工过程中往往产生较大的切削力和切削温度，导致加工过程完成后的表面完整性难以保证。
其中，磨削是难加工材料及其零件的重要加工方法，具有表面粗糙度低、加工精度高的优点，特别是现代磨削技术(如高速磨削、超高速磨削等)，加工效率得到了极大的提高，改变了传统的粗切削细磨加工方式。
关键词：磨削；表面完整性；金属材料1表面完整性的创成机理及影响因素1.1表面粗糙度磨削表面粗糙度是表面完整性的重要参数之一，也是研究最广泛的内容。
用轮廓的算术平均偏差Ra和最大轮廓高度Rz来评价和表征。
这些参数能反映磨削工件表面的划痕高度和沟槽深度。
通常很难通过实验研究磨粒工作状态等因素对砂轮表面粗糙度的影响，所以现有的研究多采用建模方法。
目前，通过大量的研究，已经得出了一些可靠的结论。
例如，磨料颗粒在砂轮表面的切削刃更锋利，暴露高度越高，在磨削力和磨削温度的作用下，磨料颗粒被推入工件基体的深度越深。
工件表面划痕深度越大，两侧材料抬升越明显，导致表面粗糙度值越大;材料的塑性变形越大，磨料微切削去除材料后产生的划痕就越明显，表面粗糙度就会增加。
磨削机床振动或主动振动过程中应用超声振动改变磨料微切削材料的轨迹，从而影响表面粗糙度，采用立方氮化硼(CBN)杯形砂轮对超声振动和超声振动磨削实验条件进行了对比，结果表明:与非超声振动相比，超声振动使磨削表面粗糙度值降低了18%。
1.2残余应力残余应力是指在没有施加任何外力、应力或刺激（包括电、磁等）的情况下，材料内部的自平衡力。
磨削加工后的残余应力是机械作用引起的塑性变形、磨削热引起的塑性变形和材料组织相变（密度改变）共同作用的结果。
一般认为，在冷却条件适当的情况下，去除切屑过程中引起的材料机械塑性变形和磨削热量引起的材料热塑性变形是磨削加工残余应力形成的主要原因，机械塑性变形引起的残余应力一般为压应力；而由热塑性变形引起的残余应力表现为拉应力。
超高速磨削技术最新进展综述
超高速加工技术最新进展综述一.超高速磨削加工技术的发展及现状摘要: 综述了超高速磨削加工技术的起源,概述了德国、美国以及日本等国的发展历程和目前的现状,并分析了国内近年来超高速磨削的发展。
介绍了超高速磨削的机理, 简单总结了超高速磨削的优越性和特点。
超高速磨削是提高磨削效率、降低工件表面粗糙度和提高零件加工质量的先进加工技术。
超高速磨削具有巨大的经济效益。
阐述了超高速磨削目前的发展趋势。
通常将砂轮线速度大于45m/ s的磨削称为高速磨削, 而将砂轮线速度大于150m/ s的磨削称为超高速磨削。
超高速磨削技术是磨削工艺本身的革命性跃变, 是适应现代高科技需要而发展起来的一项新兴综合技术, 它集现代机械、电子、光学、计算机、液压、计量及材料等先进技术成就于一体。
超高速磨削在德国、日本和美国等发达国家发展比较快。
德国著名磨削专家Tawakoli T 博士将其誉为“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。
国际生产工程学会( CIRP) 将超高速磨削技术确定为21世纪的中心研究方向之一, 并进行合作研究。
1. 超高速磨削技术的发展1. 1 高速和超高速磨削的理论依据高速加工和超高速加工的概念是由德国切削物理学家SalomonC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。
他的理论成为后来的高速超高速磨削的理论依据。
1. 2 国外高速超高速磨削的发展1. 2. 1欧洲的发展情况欧洲高速超高速磨削技术的发展起步比较早。
1979年德国Bremen大学的Werner PG[1]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, 砂轮圆周速度达到了209m/s。
不锈钢超高速磨削试验研究的开题报告
不锈钢超高速磨削试验研究的开题报告一、研究背景与意义不锈钢是一种重要的结构材料，在船舶、化工、制药、食品等领域得到广泛应用。
然而，不锈钢的加工难度较大，尤其是对于超薄、超精密制品的加工更为困难。
传统的磨削技术存在加工效率低、表面质量难以控制等问题，因此需要引入新的加工技术来改进加工质量。
超高速磨削是近年来兴起的一种新型加工技术，它可以实现高精度、高效率的加工。
通过将磨削速度和进给速度提高到高速区间，利用超高速旋转的砂轮对工件进行磨削，产生高温、高压的摩擦磨削效果，从而实现高效的加工。
超高速磨削技术被广泛应用于航空航天、汽车制造、模具制造等领域。
然而，目前对于超高速磨削钢材表面的研究较少，尤其是针对不锈钢的研究更为缺乏。
因此，研究不锈钢超高速磨削技术的表面质量与加工效率对于推动不锈钢加工技术的发展具有重要的意义。
二、研究内容和方向本研究拟通过设计和制备合适的工艺装备和实验方案，研究不锈钢超高速磨削的机理及其表面质量与加工效率的影响因素，以期为不锈钢的高效加工提供新的解决方案。
具体研究内容包括：1. 制备并优化不锈钢超高速磨削试验方案。
2. 研究不锈钢超高速磨削时的加工机理及其影响因素。
3. 分析不锈钢超高速磨削过程中的磨削热效应及其对表面质量的影响。
4. 研究不锈钢超高速磨削对工件表面组织和结构的影响。
5. 分析不锈钢超高速磨削的加工效率和表面质量之间的关系，并探讨其优化方案。
三、预期成果和意义1. 确定适合不锈钢超高速磨削的试验方案，并明确加工参数与表面质量之间的关系。
2. 深入研究不锈钢超高速磨削的机理及其影响因素，为提高钢材的加工效率和表面质量提供理论基础。
3. 分析不锈钢超高速磨削的磨削热效应及其对表面质量的影响，为加工过程中温度控制和表面质量保障提供指导。
4. 为不锈钢超高速磨削的优化提供可靠的实验数据和理论基础，为工业界提供技术支持和技术转移。
四、研究方法和步骤1. 实验方法：通过构建不锈钢超高速磨削实验装置，选取合适的砂轮和切削液，并调整加工参数，对不锈钢进行超高速磨削实验。
高速磨削技术的现状及发展前景
高速磨削技术的现状及发展前景The Situ ation and Developing Vistas ofHigh-Speed G rinding T echnology荣烈润 摘 要:本文综述了高速磨削的概念、优势、关键技术、应用近况和发展前景。
关键词:高速磨削 动平衡 砂轮修整 精密高速磨削 高效深磨Abstract:This paper introduced concept,advantages,key technical points,application and developing vistas of high2speed grinding technology.K ey w ords:high2speed grinding dynamic balancing grinding wheel trim precision high2speed grind2 ing high2efficiency deep grinding0 引言人们一直对于提高磨削的砂轮速度所带来的技术优势和经济效益给予了充分的注意和重视。
但是在高速磨削过程中,工件受热变形和表面烧伤等均限制了砂轮速度的进一步提高,砂轮强度和机床制造等关键技术也使得高速磨削技术在一段时间内进展缓慢。
当20世纪90年代以德国高速磨床FS-126为主导的高速磨削(High-speed Grinding)技术取得了突破性进展后,人们意识到一个全新的磨削时代已经到来。
高速磨削技术是磨削工艺本身的革命性跃变,是适应现代高科技需要而发展起来的一项新兴综合技术,它集现代机械、电子、光学、计算机、液压、计量及材料等先进技术成就于一体。
随着砂轮速度的提高,目前磨削去除率已猛增到了3000mm3/ mm・s甚至更多,可与车、铣、刨等切削加工相媲美,尤其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。
高速砂轮的研究现状
ｄ ｆｉｕ ｔ ｔ — ｕ ｔ ｒａ ｓ Ｉ ａ ｅ ｎ ｐ ｏ ｅ ｈ ｔ ｉ ｃ ｅ ｓ ｎ ｈ ｐ ｅ ｆ ｔ ｅ ｇ ｉ ｄ ｎ ｉｆ ｌ— Ｏ ｃ ｔ ｍａ ｅ ｉ ｌ． ｔ ｈ ｓ ｂ ｅ ｒ ｖ ｄ ｔ ａ ｎ ｒ ａ ｉ ｇ ｔ ｅ ｓ ｅ ｄ ｏ ｈ ｒｎ ｉ ｇ ｃ
１ 概述
目前 ， 在实际应用中， 磨削速度在 １ ０ ｓ以上 的磨 ０ ｍ／ 削被称为高速磨 削 。高速 磨削是一种集高效 、 优质于 身的先进 制造技术 。与普通磨 削相 比， 高速磨削具有
一
会 （ Ｉ Ｐ 将它确定为 ２ 世 纪的 中心研 究方 向之一 。 ＣＲ ） １ 由于高速磨削 具有许 多的优越 性 ， 因此 ， 内外许 国 多 的研究机构和企业 已经对 高速 磨 削的机理 与工艺 以 及 高速 磨削 涉及 的相 关技 术 ， 如高 速机 床 、 高速 砂 轮 、
ｗｈｅ ｌｃ ｎ ｌ ａ ｏ ａ ｒ ｄｕ ｔｏｎ ｉ ｉ ｄｉ ｇ ｆ ｒ ｅ ｅ ａ ｅ ｄ ｔ ｅ ｃ ｉ ｎ ｇｒｎ ｎ ｏ ｃ ｓ，ｇｒｎ ｎ ｉ ｄｉ ｇ ｗｈｅ ｌｗｅ ｒ，ａ ｎ ｗｏ ｋｐ ｅ ｅ ｅ ａ ｎｄ ｉ ｒ ｉ ｃ
ｓ ｒ ａ ｅ ｒ ｕ ｈ ｅ ｓ ｒ ａ ｎ ｒ ａ ｅ ｉ ｒ ｄ ｃ ｉ ｉ ．Ｓ ｐ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ｓｖ ｅ ｌ ｗｉｈ ｅ ｂ ｄ ｕ ｆ ｃ ｏ ｇ ｎ ｓ ，ｏ ｎ ｉ ｃ ｅ ｓ ｎ ｐ ｏ ｕ ｔ ｔ ｖ ｙ ｕ ｅ ｈ ｒ ｂ ａ ｉ ｅ ｗｈ ｅ ｓ ｔ ｍ ｅ —
在 高 速磨 削 中 有着 广泛 的应 用 。 章 总 结 了 高速 砂 轮 设 计 和制 造 的 有 关研 究情 况 ， 绍 了超 硬 磨料 砂轮 在 文 介
高速 磨 削 难 加 工材 料 方 面的 研 究状 况 ， 后 还 分析 了 高速 砂 轮 存 在 的 问题 。 最
超高速精密非圆轮廓磨削研究进展
２１ ００年第 １ 期
超 高速精密 非圆轮廓磨 削研 究进展
李 波
（ １０ ２ ４０８） 湖 南大学 电气 与信息 工程学 院
摘 要
阐明了非圆轮廓形零件超高速 高精密磨削的必要性，深入讨论 了非圆轮廓形零件超高速高精密磨削的磨
床数控 系统集成 、非圆轮廓形零件高速高精密 磨削加工 的研究进展。非圆轮廓形零件的高速高精密磨削加工有着
件。
为精密 加工 的一种 方法 在现代 制造 业 中起 着很 重要 的作用 ，尤其 是特 性 良好 的直 线 电动机 的应用 ，使 非 圆截 面形零 件 的精密 加工成 为 了一个新 的研 究开 发热 点 。从 国 内来看 大 多数 的研 究和 应用 是基于 车 削加工 的 ，对 于它 的高速 高精密 磨 削研 究还 不是 很
１ 非圆轮廓形零件 高速高精密磨削的磨床数控系 统集成
１ １ 高速精 密进给单元制造技术 ．
进 给单元 包括 伺服驱 动部件 、滚 动单元 、位 置
监测单元。进给单元是使砂轮保持正常工作的必要 条件 ，也是评价 高速高效及超高速磨床性能的重要
２０
李 波
超 高速精 密非 圆轮 廓磨 削 目前 高速 机床 主轴 大多采 用 电主轴 单元 ，使变 频 电
与Ｃ
件 旋转速 度 的变化有 关 。若在 非 圆磨 削过程 中工 件 转速 保 持恒定 ，工件 的某 些部 分将会转 得太 慢 ，同 时，其它 部分 可能转 得太快 。转 动得太 慢 的区域 ， 因磨轮在 其上 停 留时间太 长 ，显示 出凹痕 与烧 伤 。 反之 ， 动得 太快 的 区城 ，因切 削不 当，形成 偏差 。 转 以砂 轮作 切削刀 具 。当磨 削一个零 件 时，机床 并不 使用 固定 的进给速 度 。 它们在 平直 的地方加 速 ，
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技术是一种新型的机械加工方法，它利用高速旋转磨削工具对工件表面进行加工，具有加工速度快、精度高、表面质量好等优点。
随着科学技术的不断发展和进步，高速强力磨削技术在机械加工领域得到了广泛的应用，并取得了显著的成果。
本文将从高速强力磨削技术的发展历程、工艺原理、应用领域和发展趋势等方面进行介绍。
高速强力磨削技术的发展历程高速强力磨削技术起源于20世纪50年代，当时主要是用于金属材料的粗磨加工，后来随着加工材料的不断扩大，磨削技术得到了长足的发展。
1970年代，随着刀具和材料的进步，高速钢工具开始进入市场，高速强力磨削技术开始进入人们的视野。
20世纪80年代，随着数控技术的普及，高速强力磨削技术得到了进一步的发展，成为了机械加工领域中不可或缺的一种加工方法。
21世纪以来，随着机械制造业的快速发展，高速强力磨削技术在汽车零部件、航空航天、轨道交通、高速列车等领域得到了广泛的应用。
工艺原理高速强力磨削技术是一种以高速旋转磨削工具对工件进行加工的方法，具有高速度、高效率和高精度的特点。
其工艺原理是利用磨削工具对工件进行高速旋转磨削，使磨削工具与工件之间产生磨擦力，从而将工件表面的金属层去除，并将其表面平整化。
在磨削过程中，磨削工具的旋转速度通常在10000~100000r/min之间，工件表面与磨削轮之间的线速度通常在20~150m/s之间。
通过高速旋转磨削工具对工件表面进行高速切削，可以大大提高加工效率和加工精度，同时也能够获得优良的表面质量。
应用领域高速强力磨削技术在机械加工领域具有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 汽车零部件加工汽车零部件通常需要具有高精度和优良的表面质量，高速强力磨削技术可以满足这一需求，因此在汽车发动机、变速器、转向系统等零部件的加工中得到了广泛的应用。
通过高速强力磨削技术对汽车零部件进行加工，可以大大提高加工效率和产品质量，降低生产成本。
高速超高速磨粒加工技术的现状与新进展
编 辑 部 约稿
收 稿 日期 ： Ｏ ６ Ｏ 一Ｏ ２Ｏ一 ９ ５
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第 ２期
李 长河 ， ： 速 超 高 速 磨 粒 加 工 技 术 的 现状 与新 进 展 等 高
１ 高速／ 高 速磨 粒 加 工 技术 发 展 超
超 高速磨 削技术 是现代新 材料技 术 、 造技术 、 制 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 ． 国著 名磨 削专 家 Ｔ． ａ ｋ ｌ 博 士将 超高速磨 削誉 为 德 Ｔ ｗａ ｏｉ ． “ 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 ． １ ９ ． 在 ９ ６年 国际 生产工程 学会 （ Ｉ Ｐ 年会上超 高速 磨削技 术 被正 式 确定 为 面 向 ２ 纪 的 中心研 究 方 向之 一 ， 当 ＣＲ ） １世 是
今 在磨 削领域 最为引人 注 目的技术
高速 加工 （ ｇ —ｐｅ ｃｉｉｇ 和 超 高速 加 工 （ ｕ ｅ— ｇ ｐ ｅ ｃｉｉｇ 的概 念 是 由德 国切 ＨｉｈｓｅｄＭａｈｎｎ ） Ｓ ｐ ｒＨｉｈＳ ｅｄＭａｈｎｎ ）
削物理学 家 Ｃ ｒ Ｊ Ｓ ｌ ｎ博 士于 １ ３ 年 首先提 出 的 ， 发表 了著名 的 Ｓ ｌｍｏ ａ１ ． ａ ｍｏ ． ｏ ９１ 他 ａｏ ｎ曲线 ， 创造性 地预 言 了
产生 的高 温死谷 而使 刀具在超 高速 区进行 高速切 削 ， 而 大 幅度减 少 切 削工 时 ， 从 成倍 地 提高 机床 生 产率．
难加工材料高效精密磨削技术研究进展
难加工材料高效精密磨削技术研究进展
邓朝晖;万林林;张荣辉
【期刊名称】《中国机械工程》
【年(卷),期】2008(019)024
【摘要】针对难加工材料特点,分析了典型难加工材料的磨削特性,综述了缓进给磨削、精密超精密磨削在难加工材料磨削加工领域的国内外研究进展.介绍了高效深磨技术的原理及其在难加工材料磨削中的应用现状,指出高效深磨技术能够实现对难加工材料的优质而高效的加工,具有广泛的应用前景,并指出了高效深磨技术应用于难加工材料磨削加工的进一步研究方向.
【总页数】6页(P3018-3023)
【作者】邓朝晖;万林林;张荣辉
【作者单位】湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心,长沙,410082;湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心,长沙,410082;湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心,长沙,410082
【正文语种】中文
【中图分类】TG58
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5.ELID磨削技术在硬脆材料精密超精密加工中的应用分析 [J], 周霞瑜;洪文仪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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＠＠［ １ ］ Ｃｈｏｙ Ｋ Ｌ． Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏａｔｉｎｇｓ ［ Ｊ ］． Ｐｒｏｇ Ｍａｔｅｒ Ｓｃｉ，２００３，４８：５７－ １７０．＠＠［２］陈利，吴恩熙，尹飞，等．（Ｔｉ，Ａ１）Ｎ涂层的微观组织和性 能［Ｊ］．中国有色金属学报，２００６，１６（２）：２７９ － ２８３．＠＠［３］张武装，刘咏，贺跃辉，等．具有梯度结构的涂层硬质合金 刀片［Ｊ］．中国有色金属学报，２００５，１５（５）：７５７－７６２．＠＠［４］羊建高，王海兵，刘咏，等．碳含量对矿用硬质合金梯度结 构形成的影响［Ｊ］．中国有色金属学报，２００４，１４（３）：４２４－ ４２８．＠＠［５］Ｌｅｎｇａｕｅｒ Ｗ， Ｄｒｅｙｅｒ Ｋ．Ｔａｉｌｏｒｉｎｇ ｈａｒｄｎｅｓｓ ａｎｄ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｇｒａｄｉ ｅｎｔｓ ｉｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｈａｒｄｍｅｔａｌｓ （ＦＧＨＭｓ） ［ Ｊ ］． Ｉｎｔｅｒｎａ ｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＲＥｆｒａｃｔｏｒｙ Ｍｅｔａｌｓ＆ Ｈａｒｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ２００６， ２４ （１／２） ： １５５ － １６１．＠＠［６］Ｓｕｚｕｋｉ Ｈ， Ｋｏｊｉ Ｈ， Ｙａｓｕｒｏ Ｔ．Ｔｈｅ β－ ｆｒｅｅ ｌａｙｅｒ ｆｏｒｍｅｄ ｎｅａｒ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｖａｃｕｕｍ － ｓｉｎｔｅｒｅｄ ＷＣ － β－ Ｃｏ ａｌｌｏｙｓ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｎｉ ｔｒｏｇｅｎ［Ｊ］ ．Ｔｒａｎｓ Ｊａｐａｎ ｈｉｎｔ Ｍｅｔ， １９８１， ２２（１１） ：７５８－７６４．＠＠［７］Ｓｃｈｗａｃｚｋｏｐｆ Ｍ， Ｅｘｎｅｒ Ｈ Ｅ，Ｆｉｓｃｈｍｅｉｓｔｅｒ Ｈ Ｆ． Ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ（Ｗ， Ｔｉ） Ｃ － Ｃｏ ａｌｌｏｙ ｓｕｒｆａｃｅ［ Ｊ］． Ｍａｔｅｒ Ｓｃｉ Ｅｎｇ Ａ， １９８８， １０５／１０６：２２５ － ２３１．＠＠［８］Ｙｏｈｅ Ｗ Ｃ． Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｃｕｂｉｃ－ ｃａｒｂｉｄｅ － ｆｒｅｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｌａｙｅｒｓ ｉｎ ｃｅｍｅｎｔｅｄ ｃａｒｂｉｄｅｓ ｗｉｔｈｏｕｔ［ Ｊ］． １ｎｔ Ｊ Ｒｅｆｒａｃｔ Ｍｅｔ Ｈａｒｄ Ｍａｔｅｒ， １９９３ － １９９４，１２：１３７ － １４４．＠＠［９］Ｅｋｒｏｔｈ Ｍ， Ｆｒｙｋｈｏｌｍ Ｒ， Ｌｉｎｄｈｏｌｍ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｇｒａｄｉｅｎｔ ｚｏｎｅｓ ｉｎ ＷＣ－ Ｔｉ （ Ｃ， Ｎ） － Ｃｏ ｂａｓｅｄ ｃｅｍｅｎｔｅｄ ｃａｒｂｉｄｅｓ－ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ａｎｄ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ［Ｊ］． Ａｃｔａ Ｍａｔｅｒ，２０００，４８：２１７７ － ２１８５．＠＠［１０］Ｅｔｔｍａｙｅｒ Ｐ， Ｋｏｌａｓｋａ Ｈ， Ｄｒｅｙｅｒ Ｋ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ａｔｍｏ ｓｐｈｅｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃｅｒｍｅｔｓ［ Ｊ］ ．Ｐｏｗｅｒ Ｍｅｔａｌ Ｉｎｔ， １９９１， ２３（４） ：２２４ － ２２９． 第一作者：张凤洁，重庆科技学院冶金与材料工程学院，４０１３３１重庆市高速磨削难加工材料的研究进展陈建毅１郑祝堂１徐西鹏２厦门城市职业学院华侨大学脆性材料加工技术教育部工程研究中心 摘要：高速磨削是实现对难加工材料的高效、优质加工的一种先进加工技术。
本文总结了难加工材料高速磨削的相关研究，从磨削力、磨削温度、磨削比能、表面形貌等磨削特性进行探讨。
高速磨削；难加工材料；磨削特性ＴＧ５８０．６１＋４ＡＲｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｐｒｅｓｅｎｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｏｆ Ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ－ｔｏ－ｃｕｔ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｈｅｎ ＪｉａｎｙｉＺｈｅｎｇ Ｚｈｕｔａｎｇ２０１１－０４－０１万方数据万方数据万方数据万方数据＠＠［１］左敦稳．现代加工技术［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００５．＠＠［２］Ｓｈｉｍｉｚｕ Ｊ， Ｚｈｏｕ Ｌ Ｂ， Ｅｄａ Ｈ． Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｕｐｅｒ ｈｉｇｈ － ｓｐｅｅｄ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｏｆ ｄｕｃｔｉｌｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ［ Ｊ ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００２，１２９：１９ － ２４．＠＠［３］ Ｋｏｐａｃ Ｊ， Ｋｒａｊｎｉｋ Ｐ． Ｈｉｇｈ－ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｇｒｉｎｄｉｎｇ－ ａ ｒｅｖｉｅｗ ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００６， １７５： ２７８ － ２８４．＠＠［４］Ｊａｃｋｓｏｎ Ｍ Ｊ， Ｄａｖｉｓ Ｃ Ｊ， Ｈｉｔｃｈｉｎｅｒ Ｍ Ｐ， ｅｔ ａｌ． Ｈｉｇｈ－ ｓｐｅｅｄ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ＣＢＮ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｗｈｅｅｌｓ－ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｆｕｔｕｒｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［ Ｊ ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００１， １１０： ７８－８８．＠＠［５］邓朝晖，万林林，张荣辉．难加工材料高效精密磨削技 术研究进展［Ｊ］．中国机械工程，２００８，１９（２４）：３０１８ －万方数据＠＠［６］ Ｈｕａｎｇ Ｈ， Ｙｉｎ Ｙ． Ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｅ ｒａｍｉｃｓ ｉｎ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒｅｇｉｍｅ［ Ｊ ］． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｂｒａ ｓｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００７， １ （１） ： ７８ － ９３．＠＠［７］Ｎａｋａｙａｍａ Ｔ， Ｗａｋｕｄａ Ｍ， Ｏｔａ Ｍ． Ｕｌｔｒａ－ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ＣＢＮ ｗｈｅｅｌ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｅｆｆｆｉｃｉｅｎｃｙ［Ｊ］． Ｋｅｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ２００４， ２５７－２５８： ２７３－ ２７９．＠＠［８］Ｙｕｉ Ａ， Ｌｅｅ Ｈ Ｓ． Ｓｕｒｆａｃｅ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ｕｌｔｒａ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ＣＢＮ ｗｈｅｅｌ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， １９９６， ６２：３９３ － ３９６．＠＠［９］Ｓｈｉｎ Ａ Ｊ， Ｇｒａｎｔ Ｍ Ｂ， Ｙｏｎｕｓｈｏｎｉｓ Ｔ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｖｉｔｒｅｏｕｓ ｂｏｎｄ ＣＢＮ ｗｈｅｅｌ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｏｆ ｚｉｒｃｏｎｉａ ａｎｄ Ｍ２ ｔｏｏｌ ｓｔｅｅｌ ［ Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｏｆ ＳＭＥ， １９９８， ２６：１９５ － ２００．＠＠［１０］张国华．超高速磨削温度的研究［Ｄ］．湖南大学硕士学 位论文，２００６．＠＠［ １１ ］Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎ Ｄ Ｊ， Ｊｉｎ Ｔ， Ｃｏｒｂｅｔｔ Ｊ． Ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｄｅｅｐ ｇｒｉｎｄ ｉｎｇ ｏｆ ａ ｌｏｗ ａｌｌｏｙ ｓｔｅｅｌ ｗｉｔｈ ｐｌａｔｅｄ ＣＢＮ ｗｈｅｅｌ［Ｊ］． Ａｎｎａｌｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＩＲＰ， ２００２， ５１（１）： ２４１－２４４．＠＠［１２］赵恒华，孙顺利，高兴军，等．超高速磨削的比磨削能 研究［Ｊ］．中国机械工程，２００６，１７（５）： ４５３－４５６．＠＠［ １３］Ｉｃｈｉｄａ Ｙ， Ｓａｔｏ Ｒ， Ｍｏｒｉｍｏｔｏ Ｙ， ｅｔ ａｌ． Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｆｉｎｉｓｈｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｎ ｕｌｔｒａｈｉｇｈ － ｓｐｅｅｄ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ｃｕｂｉｃ ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ （ＣＢＮ） ｗｈｅｅｌｓ［Ｊ］． ＪＳＭＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ Ｓｅｒｉｅｓ Ｃ， ２００６， ４９（１）： １００－１０５．＠＠［１４］Ｚｈｏｎｇ Ｚ Ｗ， Ｒａｍｅｓｈ Ｋ， Ｙｅｏ Ｓ Ｈ． Ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ－ ｂａｓｅｄ ｓｕｐｅｒ－ ａｌｌｏｙｓ ａｎｄ ａｄｖａｎｃｅｄ ｃｅｒａｍｉｃｓ［ Ｊ］． Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｍａｎｕ ｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ， ２００１， １６（２） ： １９５ － ２０７．＠＠［ １５］Ｐａｔｉｌ Ｄ Ｖ， Ｇｈｏｓｈ Ｓ，Ｇｈｏｓｈ Ｓ， ｅｔ ａｌ． Ｏｎ ｇｒｉｎｄａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｉｎｃｏｎｅｌ ７１８ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｄｅｅｐ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｂｙ ｍｏｎｏｌａｙｅｒ ＣＢＮ ｗｈｅｅｌ［Ｊ］． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００７，１（２） ： １７３ － １８６．＠＠［１６］唐昆．ＴＣ４钛合金高效深磨工艺试验研究及其磨削质量 预测［Ｄ］．湖南大学硕士学位论文，２００７．＠＠［ １７］Ａｕｒｉｃｈ Ｊ Ｃ， Ｈｅｒｚｅｎｓｔｉｅｌ Ｐ， Ｓｕｄｅｒｍａｎｎ Ｈ， ｅｔ ａｌ． Ｈｉｇｈ－ ｐｅｒｆｏｒ ｍａｎｃｅ ｄｒｙ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ａ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｗｈｅｅｌ ｗｉｔｈ ａ ｄｅｆｉｎｅｄ ｇｒａｉｎ ｐａｔｔｅｒｎ［Ｊ］． Ａｎｎａｌｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＩＲＰ， ２００８，５７：３５７ － ３６２．＠＠［ １８ ］Ｇｈｏｓｈ Ａ， Ｃｈａｔｔｏｐａｄｈｙａｙ Ａ Ｋ． Ｏｎ ｇｒｉｔ － ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ａｎ ｉｎｄｉｇｅ ｎｏｕｓｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｓｉｎｇｌｅ ｌａｙｅｒ ｂｒａｚｅｄ ＣＢＮ ｗｈｅｅｌ［Ｊ］． Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｄｉａｍｏｎｄ Ｒｅｖｉｅｗ，２００７（ １ ） ：５９ － ６４．＠＠［ １９ ］ Ｃｈｅｎ Ｊ Ｙ， Ｈｕａｎｇ Ｈ， Ｘｕ Ｘ Ｐ． Ａｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｏｆ ａｌｕｍｉｎａ ｗｉｔｈ ａ ｍｏｎｏｌａｙｅｒ ｂｒａｚｅｄ ｄｉａｍｏｎｄ ｗｈｅｅｌ ［ Ｊ］． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００９，４１ （ １ －２）：１６－２３．＠＠［２０］陈建毅．钎焊金刚石砂轮高速磨削工程陶瓷的基础研 究［Ｄ］．华侨大学博士学位论文，２００９．＠＠［２１］Ｒａｍｅｓｈ Ｋ， Ｙｅｏ Ｓ Ｈ， Ｇｏｗｒｉ Ｓ， ｅｔ ａｌ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｐｅｒ ｈｉｇｈ － ｓｐｅｅｄ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｏｆ ａｄｖａｎｃｅｄ ｃｅｒａｍｉｃｓ［ Ｊ］． Ｉｎｔｅｒ ｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００１， １７： ８７－９２．＠＠［２２］Ｏｌｉｖｅｉｒａ Ｊ Ｆ Ｇ， Ｆｒａｎｃａ Ｔ Ｖ， Ｗａｎｇ Ｊ Ｐ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｗｈｅｅｌ／ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ｇｒｉｎｄｉｎｇ［ Ｊ］． Ａｎ ｎａｌｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＩＲＰ， ２００８， ５７： ３２９－ ３３２．＠＠［２３］Ｈｕａｎｇ Ｈ， Ｙｉｎ Ｌ， Ｚｈｏｕ Ｌ Ｂ． Ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎ ｎｉｒｔｉｄｅ ｗｉｔｈ ｒｅｓｉｎ ｂｏｎｄ ｄｉａｍｏｎｄ ｗｈｅｅｌｓ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉ ａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００３， １４１ ： ３２９ － ３３６． 第一作者：陈建毅，厦门城市职业学院工程技术学部，３６１００８福建省厦门市七部万方数据高速磨削难加工材料的研究进展作者：陈建毅， 郑祝堂， 徐西鹏， Chen Jianyi， Zheng Zhutang， Xu Xipeng作者单位：陈建毅,郑祝堂,Chen Jianyi,Zheng Zhutang(厦门城市职业学院工程技术学部,361008福建省厦门市)， 徐西鹏,Xu Xipeng(华侨大学脆性材料加工技术教育部工程研究中心)刊名：工具技术英文刊名：Tool Engineering年，卷(期)：2011,45(8)本文链接：/Periodical_gjjs201108004.aspx。