關于機械制造中超高速磨削技術的探討

摘 要：文章闡述了機械制造中超高速磨削技術的含義和優點，分析了機械制造中超高速磨削的關鍵技術。簡要說明了目前機械制造中超高速磨削技術的應用。

關鍵詞：機械制造；超高速磨削技術；含義

在機械制造中，國內對于超高速磨削技術的應用遠不及日本及歐美國家，極大的限制了我國機械制造的質量和效率。隨著工業技術水平的不斷提高，機械制造過程中的磨削技術也得到迅速發展，其中超高速磨削技術不斷在生產中得到應用，經驗越來越豐富，技術越來越成熟，使得我國機械制造技術水平在磨削技術上前進一大步。磨削技術的進步縮短了我國與其它發達國家在機械制造技術上的差距，促進了我國工業的快速發展。

1 機械制造中超高速磨削技術的含義

所謂高速磨削的技術是指在機械制造領域內砂輪線的速度高于45m/s的磨削技術，而超高速磨削技術則是砂輪線的速度超過150m/s的磨削技術[1]。此時，砂輪轉速提高，在單位寬度金屬磨除率一定的條件下，單位時間內作用的磨粒數大大增加，在進給量與普通磨削相同時，每顆磨粒的切削厚度變薄，負荷減輕[2]，金屬表面磨削更為細膩光滑，磨削效率和磨削質量大幅提升。

2 機械制造中超高速磨削技術的優點

2.1 生產效率得到提高

在機械制造中，作用超高速磨削技術，磨削砂輪線的轉速由45m/s高速提高到砂輪線轉速150m/s的超高速，砂輪轉速得到大幅提升，在單位時間內完成的磨削量迅速增多，在總磨削量一定的情況下，使用超高速磨削技術，大大節約了磨削時間，生產效率得到大幅提高。

2.2 磨削質量顯著提高

影響磨削質量的因素有表面的光滑度、磨削部件的完整性、是否變形、是否出現傷痕及裂紋、振紋等等。通過超高速磨削，單位時間內砂粒用量減少，磨削量變薄，完成磨削后，機械部件表面光滑度大大提高。而且在超高速磨削過程中，部件與砂粒間的摩擦減少，有效的降低了部件變形的可能性，而且磨削后不易出現裂紋、振紋等瑕疵[3]。此外，通過超高速磨削技術的應用，機械制造領域中高硬度、高強度的部件也能實現精確磨削，擴大了機械制造中磨削技術的應用范圍。

2.3 節能作用高

超高速磨削技術應用時，由于砂輪與部件間的摩擦力減少，由磨擦作用產生的熱相對降低很多，減少了所需要磨削液的壓力和流量，減少了冷卻液的需要量[4]，起到了節能的作用。

2.4 延長了磨削工具的使用壽命

這一特性的成因在于每顆磨粒在超高速磨削過程中的負荷較小，從而增加了磨粒的工作時限，經過論證，若金屬切除概率條件相同，超高速磨削的砂輪使用時間會提高8.5倍，速度由80m/s增至200m/s。

3 機械制造中超高速磨削的技術關鍵

3.1 砂輪主軸材料的選擇

超高速磨削技術應用時，主要是靠提高砂輪主軸的轉速達到提高砂輪的線速度要求。因此，砂輪主軸材料的選擇尢為重要。它需要剛度高，回轉精度高，熱穩定性好，功耗低，壽命長[5]等特點，根據這些要求，可以選用陶瓷滾動軸承、磁浮軸承、空氣靜壓軸承或液體動靜壓軸承等。由于每種主軸軸承在應用時都有其優缺點，必須根據實際需要，考慮性價比，有選擇性的使用。

3.2 磨削砂輪的選擇

磨削砂輪是磨削的主體，對機械部件直接起磨削作用，砂輪的質量直接影響著磨削質量和對部件的無損性。為了獲得好的耐磨性，高的動平衡精度，抗裂性，良好的阻尼特性，高的剛度和良好的導熱性能以及與主軸的連接可靠性等，超高速砂輪可以使用剛玉、碳化硅、CBN、金剛石磨料。結合門里可以用陶瓷、樹脂或金屬結合劑等。

3.3 進給系統

超高速磨削過程中，對磨削精度起重要作用的另一個因素是進給系統。進給系統的速度和加速度直接影響著磨削整個系統的工作質量。進給系統要求推力大，剛度高，動態響應快，行程長度不限制等，其缺點是發熱高，如果解決其散熱問題是關鍵。

3.4 磨削工具的自動控制

隨著人工智能技術在磨削技術中的應用，現代超高速磨削技術已經基本實現人工自動化控制。這部分技術是整個磨削技術的實現人工智能化的關鍵。為了將工作者從苦悶、惡劣的工作環境中脫離出來，需要設計人員總結經驗教訓，加快創新開發，利用自動化控制技術、人工智能技術、虛擬圖形技術、無線傳感技術等將磨削技術升級到可視化、高精度化、在線動態監控化，虛擬模型演示化等水平。通過先進的程序設計，可以先進行模型動態在線演示，將高難度、高精度、高性能的機械部件磨損率降為零，節約材料成本，提高企業的經濟效益。

4 機械制造中超高速磨削技術的應用

超高速磨削技術在機械制造領域中的應用，大大提高了機械制造的難度和水平?，F階段，機械制造中超高速磨削主要應用的技術有：（1）主軸與曲軸的外圓回轉表面的打磨。為了提高工作效率和工作質量，需要用到超高速外圓磨削技術，能夠有效保證高精度的加工質量[6]；（2）高效深磨技術[7]；（3）緩進給磨削技術；（4）砂帶磨削技術；（5）難加工及硬脆材料超高速磨削；（6）快速點磨削等等。

5 結束語

超高速磨削技術具有眾多優點，在機械制造領域中應用，能夠提高機械部件的表面精度和質量，節約機械部件的加工成本，對促進企業發展具有十分重要的意義。在市場經濟的帶動下，超高速磨削技術將在機械制造領域得到更廣的應用。

參考文獻

[1]黎剛.探析超高速磨削技術在機械制造領域中的應用[J].制造業自動化，2012（9）.

[2]李長河，蔡光起.超高速磨削技術的特點及其在工業中的具體應用[J].通用機械，2005（7）.

[3]喬玉壇，金麗敏.有關超高速磨削技術在機械制造中的分析[J].科技傳播，2012（18）.

[4]劉英.在機械制造領域中超高速磨削技術的應用分析[J].科學之友，2012（7）.

[5]馮寶富，蔡光起，邱長伍.超高速磨削的發展及關鍵技術[J].機械工程師，2012（1）.

[6]王翠霞.超高速磨削技術在機械制造中的分析[J].科技致富向導，2012（35）.

[7]王永新.論機械制造中的超高速磨削技術[J].科技資訊，2012（24）.

作者簡介：陳川雄（1969，2-），男，四川自貢，宜賓職業技術學院，講師，工學學士，機械制造。