高速磨削

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1、高速磨削高速磨削是国内外正在大力研究并逐步推广的一种先进的机械加工方法,它是近代磨削加工技术发展的一种新工艺,与普通磨削相比,其优点是能够大大提高被加工工件的精度,降低零件表面粗糙度。随着科学技术的不断进步和发展,对零件的加工精度和生产率提出了更高的要求,高速磨削技术更加显示出它的重要性。1　国外高速磨削技术的现状与发展趋势　早在上世纪50年代,国外就已经开始研究高速磨削,到60年代,许多国家在高速磨削方面的研究更加得到普遍重视,并取得了许多成功经验,如日本京都大学工学部冈村健二郎教授首先提出了高效磨削理论,当时在日本也是盛

2、行一时。德国阿亨大学Optiz教授系统地发表了60m/s高速磨削的实验结果。在70年代,高速磨削在许多工业国家迅速发展,60m/s以上高速磨床品种超过50种,少数磨床磨削速度达到125m/s,到了80年代,许多国家继续在提高磨削速度上进行努力,但是高速磨削并未按原先预料的情况发展,它受到许多条件的制约,如受到机床结构、动态特性、砂轮速度及磨料耐磨性等的限制,实际上在这个时期磨削速度的提高也受到了一定的限制。近年来,高速磨削加工技术又有了很大发展,主要表现在以下几个方面:(1)高速磨削机理方面。在越过能产生磨削热损伤的国限带之

3、后,磨削用量进一步加大不仅不会使热损伤加剧,反而会使其不再发生。这一发现,开拓出一个广阔的高速磨削参数领域,为实现超高速的磨削提供了理论基础,加上人造金刚石和立方氮化硼在砂轮制造中的大量应用,高速磨削得以再度兴起,并实现了线速度高于普通磨削5-6倍甚至更高的超高速磨削。(2)高速磨削的有利环节。继喷雾润滑轴承和空气润滑轴承之后,利用磁力承受负荷的磁悬浮轴承已进入实用阶段,它的转速可以在主轴强度所能承受的限度内任意提高。砂轮自动平衡技术得到进一步发展,现已研制出全自动砂轮平衡系统。在高压冷却系统方面,国外不少厂家生产的高速磨床

4、都装有高压冷却喷嘴和高压清洗喷嘴、油雾分离装置、油温冷却装置等。90年代,市场上已出现了磨削速度为80～140m/s的磨床,实验室磨削速度已经达到250m/s。(3)磨削速度。今年以来,由于应用了可承受高回转速度的钢合金基体单层电镀CBN砂轮和磁悬浮主轴轴承,使得磨削速度有了很大的提高。在德国高速磨削技术发展迅速,其研究成果将高速磨削技术推向一个高水平。同时,美国、日本和欧洲的一些国家也在大力发展高速磨削技术。德国DAPP公司生产出的高速缓进给磨床主轴转速达6×104r/min砂轮线速度250m/s;德国阿亨大学正在积极开展

5、研究500m/s超高速磨削。2　国内高速磨削技术的发展我国高速磨削技术的研究起步较晚,与国外有较大的差距。自1958年开始推广高速磨削技术,当时第一汽车厂、第一砂轮厂等相继试验成功50m/s高速砂轮,并进行磨削试验。1964年,郑州磨料磨具磨削研究所和洛阳拖拉机厂合作进行50m/s高速磨削试验,在机床改装和工艺等方面获得一定效果。1975年,河南省南阳机床厂试制成功MS1332型80m/s高速外圆磨床,至1977年,全国已有17个省市770台磨床采用50m/s高速磨削技术,湖南大学已在实验室内成功地对100m/s和120m/

6、s高速磨削进行试验。目前,实验室磨削速度已达150m/s左右。在高速磨削机床方面,我国与国外的主要差距在于机床的关键功能部件的研究开发落后于市场需求,如转速2000r/min以上的大功率刚性主轴,无刷环形扭矩电机,大行程直线电机、快速响应数控系统等技术尚未完全掌握。在高速磨削砂轮材料方面我国已取得了很大的发展,特别是人造金刚石、立方氮化硼砂轮在磨削中的推广应用,使得高速磨削技术有了新的发展,并逐步和其它高效磨削技术相结合于一体。3　高速磨削技术的发展趋势由于对高速磨削极限的研究取得突破性进展,高速磁悬浮轴承开始进入实用阶段,

7、高回转强度的超硬磨料磨具日益普及,主轴系统在先平衡技术不断完善,使高速磨削加工技术必将迈上一个新台阶,从磨削速度上看,这是一个人们一直追求的目标。可以相信,亚音速乃至超音速磨削已经不会太遥远了。同时高速磨削也必将与其它各种磨削技术相结合。作为先进制造技术的一项全新实用技术,高速磨削技术将继续克服当前存在的某些技术障碍,得到更快的发展,体现在以下几个主要方面:(1)在高速机床领域具有小质量、大功率的高转速主轴,与其配套的高速轴承技术、高速电机技术、高速主轴的润滑系统,及监控技术等将随之快速发展。(2)磨削砂轮方面也将随着高速磨

8、削技术发展的需要得到新的发展。(3)高速磨削机理的理论研究、仿真研究和虚拟研究等工作将得到进一步深入开展,高速磨削过程的物理本质与变化规律将被进一步弄清。4　高速磨削相关技术分析我国的高速磨削技术与国外相比尚有较大距,其主要原因是我国高速磨削相关技术不能满足更高线速度的要求。4.1　高速主