超高速磨削技术进展综述.doc

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1、超高速加工技术最新进展综述一.超高速磨削加工技术的发展及现状摘要：综述了超高速磨削加工技术的起源，概述了徳国、美国以及日本等国的发展历程和FI前的现状,并分析了国内近年来超高速磨削的发展。介绍了超高速磨削的机理，简单总结了超高速磨削的优越性和特点。超高速磨削是提高磨削效率、降低工件表面粗糙度和提高零件加工质量的先进加工技术。超高速磨削具有巨大的经济效益。阐述了超高速磨削H前的发展趋势。通常将砂轮线速度大于45m/s的磨削称为高速磨削，而将砂轮线速度大于150m/s的磨削称为超高速磨削。超高速磨削技术是磨削工艺木身的革命性跃变,是适应现代高科技需要而发展起來的

2、一项新兴综合技术，它集现代机械、屯子、光学、计算机、液斥、计量及材料等先进技术成就于一体。超高速磨削在德国、日本和美国等发达国家发展比较快。德国著名磨削专家TawakoliT博士将其誉为“现代磨削技术的最高峰”。曰本先端技术研究学会把超高速加工列为五大现代制造技术之一。国际生产工程学会（CIRP）将超高速磨削技术确定为21世纪的屮心研究方向之一，并进行合作研究。1.超高速磨削技术的发展1.1高速和超高速磨削的理论依据高速加工和超高速加工的概念是由徳国切削物理学家SalomonC博士于1931年首先提出，他发表了著名的Salomon曲线，创造性地预言了超越Ta

3、ior切削方程式的非切削工作区域的存在，提出如能够大幅度提高切削速度，就可以越过切削过程产生的高温死谷而使刀具在超高速区进行高速切削，从而大幅度减少切削工吋，成倍地提高机床生产率。他的理论成为后来的高速超高速磨削的理论依据。1.2国外高速超高速磨削的发展1.2.1欧洲的发展情况欧洲高速超高速磨削技术的发展起步比较早。1979年徳国Bremen大学的WernerPG［1］教授撰文预言了高效深磨区存在的合理性，由此开创了高效深磨的概念。1983年德国Bremen大学出资由德国GuhringAutomation公司制造了当时世界上第一台高效深磨的磨床，砂轮圆周速度

4、达到了209m/s。觀GuhringAutomation公司于1992年成功制造出砂轮线速度为140160m/s的CBN磨床,并正在试制线速度达180m/s的样机［2］。徳国Aachen大学、Bremen大学在高效深磨的研究方面取得了世界公认的高水平成果。据Asche门工业大学实验室的Koeing和Ferlemann宣称，该实验室已经采用了圆周速度达到500m/s的超高速砂轮，这-一速度已突破了当前机床与砂轮的工作极限。瑞士Studer公司开发的CBN砂轮线速度在60m/s以上，并向120"130m/s方向发展［3-5］oH前在试验室内正用改装的S45型外圆

5、磨床进行线速度280m/s的磨削试验［3］。1.2.2美国的发展情况美国20世纪60年代屮期开始提高陶瓷砂轮的线速度。辛辛那提-米拉克隆公司到1969年己生产了100多台高速磨床，其中有80m/s的无心磨床[3]。她克斯公司1970年生产T91m/s的切入式高速磨床[3]o1971年,美国Carnegie-Mellon大学制造了一种无屮心孔的钢质轮，在其周边上镶有砂瓦，其试验速度可达185m/s,工作速度达到125m/s,用于磨削不锈钢锭和切断,也可用于外圆磨削[3]o1993年，美国的EdgetekMachine公司首次推出的超高速磨床，采用单层CBN砂轮

6、，圆周速度达到203m/s,用以加工淬硬锯齿等可以达到很高的金属切除率[3-4]o美国Connecticut大学磨削研究与发展屮心的无心外圆磨床,最高磨削速度可达250m/s[3]o2000年美国马萨诸塞州立大学的MalkinS等人,以149m/s砂轮速度，使用电镀金刚石砂轮通过磨削氮化硅研究砂轮的地貌和磨削机理[6-8]o1.2.3日本的发展情况日本在20世纪70年代中期,不少工厂生产磨削速度为45m/s和60m/s的磨床，三井精机于1972年生产了磨削速度为80m/s的高速磨床，切入成型磨铸铁工件，加工时间仅为59s[5]o1985年前后，在凸轮和曲轴磨

7、床上，磨削速度达到了80m/so1990年10月底在第五届“口本国际机床展览会”上，口本推出了磨削速度为120m/s的高速磨床⑶。Z后，开始开发160m/s以上的超高速磨床[8]。1993年前后，使用单颗粒金刚石进行了250m/s超高速磨削试验研究[3]o1996年日木又推出了125m/sCBN砂轮平面磨床[3]。至2000年，日本已进行500m/s超高速磨削试验。Shinizu等人为了获得超高磨削速度，利用改制的磨床，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，砂轮和工件间的磨

8、削线速度实际接近1000m/s[9]o1.3国内高速