高速磨削和精密磨削中的一些问题
超高速磨削技术在机械制造中的分析
超高速磨削技术在机械制造中的分析【摘要】随着科学技术不断发展与进步，为了提高机械制造的质量与效率，我国已经逐渐引进了超高速磨削技术。
随着这些年的应用逐渐增加，超高速磨削技术在机械制造中的应用经验越来越丰富。
本文首先概述了超高速磨削技术，对其原理及优势等进行了分析，然后就其在机械制造中的应用进行了详细分析。
【关键词】超高速；磨削技术；机械制造1.超高速磨削技术概述1.1技术分析超高速磨削技术属于超高速加工技术中主要的一种，而超高速加工技术指的是利用超硬材料的刃具，通过提高其切削速度与进给速度来实现材料加工精度、切除率及加工质量提高的一种技术。
就目前来看，超高速加工切削速度往往随着不同的材料及切削方式而不同。
超高速加工技术包括了很多方面，比如说超高速进给单元制造技术、超高速加工用刀具制造技术、超高速切削与磨削机理研究等，其在我国制造业中的应用越来越深入。
其中，最为先进的一种技术为超高速磨削技术。
1.2磨削技术原理在高速或超高速磨削加工中，其余参数保证不便的情况下，砂轮速度大幅度提高，单位时间中磨削区产生的磨粒数就会增加，而磨粒切下之后的磨屑厚度则会相应减小，这样就会使得每颗磨粒被切削后厚度也会变薄。
加之在超高速磨削过程中，磨速极高，每颗磨粒形成时间十分短，在上述情况下，每颗磨粒承受的磨削力则会大大减小，使得总磨削力大大降低。
这样，短暂的时间内所形成的高应变率往往与普通磨削之间有着天壤之别，主要表现在磨削工件表面时，弹性变形层会逐渐变浅，而磨削沟痕的两侧因为塑性流动而产生的隆起高度会降低。
当然，由于上述机理作用，也会使得磨屑形成中的滑擦距离变小，工件表面层的残余及硬化应力倾向也会逐渐减小。
1.3超高速磨削技术优势就目前我国使用超高速磨削技术相关经验效率来看，其主要有以下几个方面的优势：1.3.1磨削效率得到了大大的提升。
1.3.2磨削力得到了明显的降低，同时零件加工的精度也得到了一定的提高。
1.3.3砂轮的耐用度得到了提高，从而延长了机械的使用寿命。
磨削技术论文：超高速磨削及其优势探析
磨削技术论文：超高速磨削及其优势探析一、概述超高速磨削作为一种高精度精密加工技术，已在各个领域得到广泛应用。
本文将从超高速磨削的基本原理入手，分析其优势，探讨其在建筑领域的应用前景。
二、基本原理超高速磨削是利用高速旋转的砂轮磨削工件表面，以达到高精度加工的一种技术。
它与传统的磨削技术不同之处在于，超高速磨削使用的砂轮转速通常在1万~10万转/分之间，较传统的磨削转速快得多。
这种高速磨削技术可以大幅提高加工效率，同时还能够获得更高的精度和光洁度。
三、优势分析1. 精度高超高速磨削的砂轮转速快，磨削力大，可以快速去除工件表面杂质，得到更加精细的加工表面，精度可达到0.005mm以下。
2. 效率高由于砂轮转速快，磨削力大，超高速磨削速度比传统磨削技术快得多。
工件加工时间可以降低30%以上，大幅提高生产效率。
3. 造价低超高速磨削使用的砂轮寿命长，能够在保证加工效率的情况下，延长更换周期，降低磨具成本。
4. 应用范围广超高速磨削是一种高效、环保、精细化的磨削技术，可适用于各种材料的加工，包括金属、非金属材料、陶瓷材料等。
5. 环保超高速磨削使用的是无毒、无害、无污染的磨料，减少了对环境的污染。
四、应用前景在建筑领域，超高速磨削技术可以用于加工各类构件。
它能够大幅节约加工时间，提高生产效率。
同时，它还能精细加工各类构件表面，达到工艺标准，节约原材料，降低生产成本。
在未来，超高速磨削技术有望得到更加广泛的应用。
五、案例分析1. XXX公司的构件加工中，采用超高速磨削技术，成功优化了加工效率，降低了产品成本，得到了客户的一致好评。
2. XX公司将超高速磨削技术应用于钢筋加工中，减少了加工时间，提高了钢筋的精度和尺寸的一致性，受到了建筑公司的赞扬。
3. XX公司采用超高速磨削技术加工门窗构件，成功提高了构件的表面精度和光洁度，降低了产品的废品率，提高了客户的满意度。
4. XX公司采用超高速磨削技术加工凸轮、传动齿轮等构件，减少了加工时间，提高了精度和表面光洁度，获得了广泛应用。
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。
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）。
《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
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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。
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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。
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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
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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。
影响磨床磨削质量的因素与解决措施
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综合信息
垦圈圈
磨削的过程其实就是砂轮在不断变钝与不 断脱落自锐的一个过程。
磨削原理图：
磨削的工作原理其实和铣刀的工作原 理非常的类似．当面对十分尖的磨粒切削 时，其磨削后的切屑与铣床的切削后的切 屑样子基本相同，会形成一条齿形的长条。 这时就会在我们加工工件的表面形成了我 们常说的布纹。
一、砂轮 轻合金热轧磨床从２００９年开始投入 大量的磨削轧辊时就出现过轧辊磨削困 难。费时，费力，质量无法满足轧机生 产以及轧辊表面质量稳定性差等缺陷。 以前磨床的老师傅都说干磨床其实就是 玩砂轮。在此我们就以陶瓷砂轮为例进 行分析。 在磨削过程中砂轮如何选择是非常重 要的．选择匹配的砂轮就如同给老虎加上 了翅膀．在有效地提高了劳动效率的同时 也提高了轧辊磨削的表面质量。 砂轮的构造：砂轮主要是由粒子，粘 结剂。气孔三种要素组成。根据不同的情 况增加相应的填充剂．添加剂以及进行特 殊处理。 决定工件磨削的性质或性能主要取决 于以下５个要因即粒子种类、粒度、粘结 度、组织、粘结剂的种类。 砂轮的磨粒材料有很多。下面我们列 举几样目前市面上较常见的ＫＵＲｌ使用的 磨料及适合磨削的材料。
主要适用于硬度较高的合金钢、高速钢、淬火钢等硬度 较高工件的普通磨削．也用于齿轮磨、螺纹磨、成型磨 等场合。
棕、白混淆刚玉
适用于硬度中等的碳素钢、合金钢工件的普通磨削。磨 削时其特点可保证工件表面粗糙度。且磨削效率较。
单昌刚玉
实用于高速钢、奥氏体不锈钢、钛合金等高硬度高强度 金属质科的磨削
碳化硅粒子
用于磨削非铁．非金属．玻璃制品，铸铁的研削和磨削。
绿碳化硅
用于磨削超硬合金的磨削
越多粒子越细．也即粒度数字越小。 ２．１磨料粒度较粗的磨料主要适用于
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高速磨削和精密磨削中的一些问题
1、什么是高速磨削？与普通磨削相比，高速磨削有哪些特点？
答：高速磨削是通过提高砂轮线速度来达到提高磨削效率和磨削质量的工艺方法。
它与普通磨削的区别在于很高的磨削速度和进给速度，而高速磨削的定义随时间的不同在不断推进，60年代以前，磨削速度在50m/s时即被称为高速磨削，而90年代磨削速度最高已达500m/s，在实际应用中，磨削速度在100m/s以上即被称为高速磨削。
高速磨削与普通磨削相比，它有以下特点：
（1）在保持其它全部参数恒定情况下，只增加砂轮速度，将导致切削厚度减小，相应也减小作用于每一磨粒上的切削力。
（2）若相应于砂轮速度成正比增加工件速度，切削厚度可保持不变。
在这种情况下，作用于每一磨粒上的切削力，以及磨削合力不改变。
这样最大的优点是，在磨削力不变的情况下，材料去除率成比例增加。
2、试简述高速磨削对砂轮和机床的要求。
答：高速磨削砂轮必须满足下列要求：
（1）砂轮的机械强度必须能承受高速磨削时的切削力；
（2）高速磨削时的安全可靠性；
（3）外观锋利；
（4）结合剂必须具有很高的耐磨性以减少砂轮的磨损。
高速磨削对机床的要求：
（1）高速主轴及其轴承：高速主轴的轴承一般采用角接触滚珠轴承。
为了降低主轴发热，提高主轴的最高转速，新一代的高速电动主轴绝大多数均采用油气润滑。
（2）高速磨床除具有普通磨床的功能外，还需满足以下特殊要求：高动态精度、高阻尼、高抗振性和热稳定性；高度自动化和可靠的磨削过程。
（3）砂轮速度提高以后，其动能也随之增加，如果发生砂轮破裂，显然会给人身和设备造成比普通磨削时更大的伤害，为此除要提高砂轮本身的强度以外，设计专门用于高速磨削的砂轮防护罩是保证安全的重要措施。
3、高速磨削中砂轮精密修整技术有哪些？
答：目前应用较为成熟的砂轮修整技术有：
（1）ELID在线电解修整技术；
（2）电火花砂轮修整技术；
（3）杯形砂轮修整技术；
（4）电解—机械复合整形技术
4、什么是精密磨削？试简述普通砂轮精密磨削中砂轮的选择原则。
答：精密磨削是指在精密磨床上，选择细粒度砂轮，并通过对砂轮的精细修整，使磨粒具有微刃性和等高性，磨削后，使被磨削表面所留下的磨削痕迹极其微细、残留高度极小，再加上无火花磨削阶段的作用，获得加工精度为1～0.1mm和表面粗糙度Ra为0.2～0.025mm的表面磨削方法。
普通砂轮精密磨削中砂轮的选择原则：
（1）砂轮磨料精密磨削时所用砂轮的磨料以易于产生和保持微刃及其等高性为原则。
（2）砂轮粒度?单从几何因素考虑，砂轮粒度越细，磨削的表面粗糙度值越小。
但磨粒太细时，不仅砂轮易被磨屑堵塞，若导热情况不好，反而会在加工表面产生烧伤等现象，使表面粗糙度值增大，因此，砂轮粒度常取46#～
60#。
（3）砂轮结合剂?砂轮结合剂有树脂类、金属类、陶瓷类等，以树脂类应用为广。
对粗粒度砂轮，可用陶瓷结合剂。
金属类、陶瓷类结合剂是目前精密磨削领域中研究的重要方面。
5、超硬磨料砂轮精密磨削的特点是什么？其磨削用量如何选择？
答：超硬磨料砂轮磨削的主要特点为：
（1）可用来加工各种高硬度、高脆性金属和非金属材料。
（2）磨削能力强，耐磨性好，耐用度高，可较长时间保持磨削性能，修整次数少，易于保持粒度；易于控制加工尺寸及实现加工自动化。
（3）磨削力小，磨削温度低，从而可减少内应力，无烧伤、裂纹等缺陷，加工表面质量好。
金刚石砂轮磨削硬质合金时，其磨削力只有绿色碳化硅的1/4～1/5。
（4）磨削效率高。
在加工硬质合金及非金属硬脆材料时，金刚石砂轮的金属去除率优于立方氮化硼砂轮；但在加工耐热钢、钛合金、模具钢等材料时，立方氮化硼砂轮远高于金刚石砂轮
（5）加工成本低。
金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮比较昂贵，但其寿命长，加工效率高，所以综合成本低。
超硬磨料砂轮磨削用量选择：
（1）磨削速度非金属结合剂金刚石砂轮的磨削速度一般为12～30m/s。
立方氮化硼砂轮的磨削速度可比金刚石砂轮高得多，可选45～60m/s，主要由于立方氮化硼磨料的热稳定性较好。
（2）磨削深度一般为0.001～0.01mm，可根据磨削方式、磨粒粒度、结合剂和冷却状况等具体情况选择。
（3）工件速度一般为10～20m/min。
（4）纵向进给速度?一般为0.45～1.5m/min。
6、什么是超精密磨削？试简述其机理、特点及应用。
答：超精密磨削是指加工精度达到0.1mm以下、表面粗糙度低于
Ra0.025mm的砂轮磨削方法，是一种亚微米级的加工方法，并正向纳米级发展，适宜于对钢、铁材料及陶瓷、玻璃等硬脆材料的加工。
超精密磨削机理：
（1）磨粒可以看作具有弹性支承的和大负前角切削刃的弹性体，弹性支承为结合剂，磨粒虽有相当硬度，本身受力变形极小，实际上仍属于弹性体。
（2）磨粒切削刃的切入深度由零开始逐渐增加，到达最大值后又逐渐减小到零。
（3）整个磨粒与工件的接触过程依次为弹性区、塑性区、切削区、塑性区和弹性区。
（4）超精密磨削中，微切削作用、塑性流动、弹性破坏作用和滑擦作用依切削条件的变化而顺序出现。
当刀刃锋利，且有一定磨削深度时，微切削作用较强；如果刀刃不够锋利，或磨削深度太浅，则会产生塑性流动、弹性破坏和滑擦。
超精密磨削的特点：
（1）超精密磨削是一个系统工程。
（2）超硬磨料砂轮是超精密磨削的主要工具。
（3）超精密磨削是一种超微量切除加工。
超精密磨削的应用：
（1）磨削钢铁及其合金等金属材料特别是经过淬火等处理的淬硬钢。
（2）可用于磨削非金属的硬脆材料?例如陶瓷、玻璃、石英、半导体材料、石材等。
（3）目前主要有外圆磨床、平面磨床、内圆磨床、坐标磨床等超精密磨床，用于超精磨削外圆、平面、孔和孔系。
（4）超精密磨削和超精密游离磨料加工是相辅相成的。