超高速磨削技術探析

宮篤篪

（江蘇安全技術職業學院，江蘇 徐州 221003）

超高速磨削技術探析

宮篤篪

（江蘇安全技術職業學院，江蘇 徐州 221003）

超高速加工是一個相對概念，由于不同加工方式、不同工件材料有不同高速加工范圍，因而很難就超高速加工的切削速度給出一個確切的定義。概括地說，超高速加工技術是指采用超硬材料的刀具與磨具，能可靠地實現高速運動，極大地提高材料切除率，并保證加工精度和加工質量的現代制造加工技術，其切削速度通常比常規高10倍左右。

超高速磨削；技術特征；關鍵技術?

自20世紀30年代德國薩洛蒙博士首次提出高速切削概念以來，經過20世紀50年代的機理與可行性研究，20世紀70年代的工藝技術研究，20世紀80年代全面系統的高速切削技術研究，到20世紀90年代后期，商品化高速切削機床大量涌現；21世紀初，高速加工技術在工業發達國家得到普遍應用，正成為切削加工的主流技術。

1 國內外高速磨削技術簡介

在超高速加工技術中，超硬材料工具是實現超高速加工的前提和先決條件，超高速磨削技術是現代超高速加工的工藝方法。

（1）國外磨削技術的發展。磨削加工是一種古老而自然的制造技術，應用范圍遍布世界各地，然而磨削速度一直處于低速水平。20世紀后，為了獲得高加工效率，世界發達國家開始嘗試高速磨削技術，工業發達國家對超高速加工的研究起步早，水平高。在此項技術中，處于領先地位的國家主要有德國、日本、美國、意大利等。

（2）我國磨削技術的發展情況。超高速磨削技術在國外發展十分迅速，在國內也引起了高度重視。我國高速磨削起步較晚，近年來，我國在高速、超高速加工的各關鍵領域（如大功率高速主軸單元、高加減速直線進給電機、陶瓷滾動軸承等方面）也進行了較多的研究并有相應的研究成果。

2 超高速磨削加工的優越性

（1）可以大幅度提高磨削效率。

（2）磨削力小，零件加工精度高。

（3）可以獲得低粗糙度表面。

（4）可大幅度延長砂輪壽命，有助于實現磨削加工自動化。

（5）可以改善加工表面的完整性。

3 超高速磨削的關鍵技術

（1）超高速磨削砂輪。①超高速磨削砂輪的材料。超高速磨削用砂輪應具有強度高、抗沖擊強度高、耐熱性好、微破碎性好、雜質含量低等優點。超高速磨削砂輪可以使用Al2O3、SiC、CBN和金剛石磨料。從超高速磨削的發展趨勢看，CBN和金剛石砂輪在超高速磨削中所占的比重越來越大；②超高速砂輪的修整。超高速單層電鍍砂輪一般不需修整。特殊情況下利用粗磨粒、低濃度電鍍杯形金剛石高速磨削加工特點修整器對個別高點進行微米級修整。試驗表明，當修整輪進給量在3～5μm時不僅保證了工件質量，而且可以延長砂輪壽命。

（2）超高速主軸和超高速軸承。①超高速電主軸技術。超高速磨削主要采用大功率超高速電主軸。高速電主軸慣性扭矩小，振動噪聲小，高速性能好，可縮短加減速時間；②超高速軸承技術。高速主軸采用的軸承有滾動軸承、氣浮軸承、液體靜壓軸承和磁懸浮軸承幾種形式。目前國外多數高速磨床采用的是滾動軸承。

4 超高速磨削技術的應用

超高速磨削的應用技術有高效深切磨削、超高速外圓磨削、超高速精密磨削、快速點磨削、硬脆材料及難加工材料超高速磨削等。

（1）超高速外圓磨削。提高砂輪速度有助于減少磨削表面粗糙度，可實現高效率超高速精密磨削。超高速外圓磨削是使用150～200m/s及以上的砂輪周速和CBN砂輪，配以高性能CNC系統和高精度微進給機構，對主軸、曲軸等零件外圓回轉表面進行超高速精密磨削加工的方法，它既能夠保證高的加工精度，又可獲得高的加工效率。

（2）快速點磨削（Quick-point Grinding）。快速點磨削集成了超高速磨削、CBN超硬磨料及CNC柔性加工三大先進技術，具有優良的加工性能，是超高速磨削技術在高效率、高柔性和大批量生產高質量穩定性方面的又一新發展。既有數控車削的通用性和高柔性，又有更高的效率和精度，砂輪壽命長，質量非常穩定，是新一代數控車削和超高速磨削的極佳結合，成為超高速磨削的主要技術形式之一。

5 結語

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質量的先進加工技術，超高速磨削的最大優越性在于能越過磨削“熱溝”的影響，減少傳入工件的磨削熱，從而減少或避免工件表面的磨削“燒傷”，保證工件加工質量。

[1]朱從容.超高速磨削及其關鍵技術[J].磨床與磨削，2000，（4）.

[2]趙恒華，馮寶富，高貫斌，蔡光起.超高速磨削技術在機械制造領域中的應用[J].東北大學學報（自然科學版），2003，（6）.

宮篤篪（1969-），男，大學本科，講師，主要研究方向：機械制造與自動化。