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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。