超高速磨削加工及其关键技术

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1、超高速磨削加工及其关键技术张洪波>石俊强•陈奕(合肥学院双实中心，合肥230022)摘要超高速饼削加工技术是一项综合性的高新蘑削加工技术,具冇传统的蘑削加工技术不町替代的诸多优点，拥冇光明的市场前景。文中根据国内外最新的研究资料，对超高速磨削加匚技术的机理、特点及关键技术，进行了较为详实的介绍和论述。矢键词超高速；磨削加工；关键技术中图分类号:TG580.614文献标识码A文章编号:1002-2333(2009)06-0096-02Ultra-highSpeedGrindingMachiningandItsKeyTechnologiesZHANGHong-bo,

2、SHIJun-qiang,CHENYi(BasicExperiment&PracticeTeachingCenter,HefeiUniversity,Hefei230022,China)Abstract:Ultra-highspeedgrindingmachiningtechnologyisasynthetichighandnewgrindingmachiningtechnology,ithasmanyadvantagesthatcannotbesubstitutedbytraditionalgrindingmachiningtechnologyandwidel

3、yapplyincprospect.Inthispaper,mechanics,featuresandkeytechnologiesaboutultra-rapidgrindingmachiningtechnologyaredetailedlyintroducedaccordingtotheneweststudydocuments・Keywords:ultra-highspeed;grindingmachining;keytechnology1引言超高速磨削加工技术是二十世纪八十年代幵始发展起来的一种高新磨削加工技术。自从面世以来该技术因其巨大的技术优势受到了国

4、内外学术界和制造业的极大尖注。一般而言按照砂轮线速度Vs的高低磨削加工可分为普通磨削(vs=30'40m/s)和高速磨glJ(vs=45'120m/s)两类•而超高速磨削是指砂轮线速度为普通磨削5倍以上(即vs>150m/s)的高速磨削。与传统的磨削加工相比超高速磨削加工在提高生产率、降低企业生产成本、减少产品在磨削加工过程中的热变形、热应力、减轻磨削力、减轻和消除加工设备和磨具在加工过程中的振动以及实现高精度、高质量零件的加工等诸多方面具有明显的优势。2超高速磨削加工的机理1930年代初・德国著名的机械切削物理学家卡尔・萨洛蒙(CarlSalomon)分析和总

5、结了大量的切削加工实验'速度-温度'曲线首次创新地提出了超高速切削加工的理论。他指出：在常规的切削速度范围内切削温度随着切削速度的增大而升高；而且在超过一定的切削速度后庄于切削温度的升高超过了刀具的承受能力•刀具的硬度会剧烈降低刀具发软并出现剧烈磨损•将使切削加工无法继续进行。但是当切削速度继续增大，达到甚至超过一定的数值后如果再增加切削速度dt匕时的切削温度不但不会升高•反而会降低甚至会低于刀具可以承受的温度•这样就可能重新利用现有的刀具进行超高速加工-大幅度地减少切削加工的时间•提高设备的生产效率，这便是超高速切削加工的概念。如图1所示。对磨削加工而言也存在

6、着同样的现象。在传统的磨削速度范围内(V$v120m/s)，随着磨削速度的提高•—方面由于砂轮回转速度的增大•巨大离心力的作用会使砂轮出现破裂现象•另一方面大量产生的磨削热直接导致磨削温度的剧烈升些都将使磨削加工无法继续进行下去。但是•当磨削速度继续增大•达到甚至超过一定的数值后如果再增加磨削速度此时的磨削力和磨削温度不但不会升高•反而都会降低被加工工件的表面将不再出现烧伤破坏缺陷。这样在解决砂轮高速破裂缺陷的前提下可能进行超高速磨削加工穴幅度地减少磨削加工的时间提高设备的生产效率•这便是超高速磨削加工的概念。高强度、高硬度立方氮化硼砂轮的出现使超高速磨削加工的

7、应用成为现实。3超高速磨削加工技术的特点超高速磨削加工技术与常规的磨削加工相比・在以下几方面具有明显的技术特点：3.1磨削效率高超高速磨削时的磨削速度可达150m/s以上•所以•相应地其进给速度必然是相当快的•因而可使磨削效率显著提高。实验表明采用立方氮化硼砂轮逬行超高速磨削砂轮线速度由80m/s提高至300m/s时•磨削效率可以提高近20倍。3.2加工质量高3.2.1加工精度高96I机械工程师2009年第6期学术戈流理论/研发/设计/制造ACADEMIC由于磨屑厚度变薄在磨削效率不变时法向磨削力隨磨削速度的增大而大幅度减少•从而减小了工件在磨削过程中的变形提高

8、工件的加工精度。此外超高