高速超高速磨削技術(shù)

1、高速高速超高速磨削技術(shù)超高速磨削技術(shù)摘要摘要：超高速點磨削是一種先進的高速磨削技術(shù)，它集成了高速磨削、CBN超硬磨料及CNC車削技術(shù)，具有優(yōu)良的加工性能。對國內(nèi)外高速磨削技術(shù)發(fā)展的作了比較詳細的介紹，重點論述和分析了超高速點磨削的技術(shù)特征、關(guān)鍵技術(shù)和在汽車制造中的應(yīng)用，最后分析了我國汽車工業(yè)發(fā)展超高速點磨削技術(shù)的必要性。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:超高速點磨削技術(shù)特征關(guān)鍵技術(shù)汽車工業(yè)Abstract:Abstract:Superhighspeedpo

2、intgrindingisanadvancedmanufacturetechnologythathasintegratedhighspeedgrinding，thinsuperabrasivewheelCNCturningtechnologies，hasmanyexcellentperfmancesingrindingshaftsprocess.Thedevelopmentthetechnicalactersofsuperhighspe

3、edpointgrindingwereintroduced，thekeytechnologyapplicationonautomobilemanufacturingofsuperhighspeedpointgrindingwerealsoanalyzed.Thesignificanceofsuperhighspeedpointgrindingonautomobilemanufacturingwaspresented.KeyKeywds:

4、wds:SuperhighspeedpointgrindingTechnicalacteristicsKeytechnologyAutomobilemanufacturing1國內(nèi)外高速磨削技術(shù)簡介國內(nèi)外高速磨削技術(shù)簡介通常所說的“磨削”主要是指用砂輪或砂帶進行去除材料加工的工藝方法。它是應(yīng)用廣泛的高效精密的終加工工藝方法。一般來講，按砂輪線速度V的高低將磨削分為普通磨削(Vs45ms)、高速磨削(45≤Vs150ms)、超高速磨削(V

5、s≥150ms)[1]。20世紀90年代以后，人們逐漸認識到高速和超高速磨削所帶來的效益，開始重視發(fā)展高速和超高速磨削加工技術(shù)，并在實驗和研究的基礎(chǔ)上，使其得到了迅速的發(fā)展[2]。1.11.1國外磨削技術(shù)的發(fā)展國外磨削技術(shù)的發(fā)展磨削加工是一種古老而自然的制造技術(shù)，應(yīng)用范圍遍布世界各地，然而數(shù)千年來磨削速度一直處于低速水平。20世紀后，為了獲得高加工效率，世界發(fā)達國家開始嘗試高速磨削技術(shù)[2]。在高速、超高速精密磨削加工技術(shù)領(lǐng)域，德國及歐

6、洲領(lǐng)先，日本后來居上，美國則在奮起直追[3]。1.1.11.1.1歐洲磨削技術(shù)的發(fā)展情況歐洲磨削技術(shù)的發(fā)展情況超高速切削的概念源于德國切削物理學家Carl.J.Salomon博士1929年所提出的假設(shè)，即在高速區(qū)當切削速度的“死谷”區(qū)域，繼續(xù)提高切削速度將會使切削溫度明顯下降，單位切削力也隨之降低[1]。歐洲高速磨削技術(shù)的發(fā)展起步早。最初高速磨削基礎(chǔ)研究是在20世紀60年代末期，實驗室磨削速度已達210230ms。70年代末期，高速磨削

7、采用CBN砂輪。意大利的法米爾(Famir)公司在1973年9月西德漢諾威國際機床展覽會上，展出了砂輪圓周速度120ms的研究。1977年，湖南大學在實驗室成功地進行了100ms和120ms高速磨削試驗。1982年10月，湖南大學進行了60ms高速強力凸輪磨削工藝試驗研究，為發(fā)展高速強力磨削凸輪軸磨床和高速強力磨削砂輪提供了實驗數(shù)據(jù)。至1995年，漢江機床廠使用陶瓷CBN砂輪，進行了200ms的超高速磨削試驗。廣西大學于1997年前后開

8、展了80ms的高速高表面粗糙度的磨削試驗研究工作。在2000年中國數(shù)控機床展覽會(CCMT’2000)上，湖南大學推出了最高線速度達120ms的數(shù)控凸輪軸磨床[6]。2001年，廣西大學開展了高速磨削表面微觀形貌的研究[2]。從2002年開始，湖南大學開始針對一臺250ms超高速磨床主軸系統(tǒng)進行高速超高速研究，并在國內(nèi)首次進行了磁浮軸承設(shè)計[14]。1976年，東北大學與阜新第一機床廠合作，研究成功F1101型60ms高速半自動活塞專用

9、外圓磨床。到20世紀80年代初，東北大學進行了大量的高速磨削試驗研究。以東北大學為主開發(fā)的YLM1型雙面立式半自動修磨生產(chǎn)線，磨削速度達到80ms，磨削壓力在2500N5000N以上[6]。20世紀90年代至現(xiàn)在，東北大學一直在開展超高速磨削技術(shù)的研究，并首先研制成功了我國第一臺圓周速度200ms、額定功率55kW的超高速試驗?zāi)ゴ?，最高速度達250ms[1]。2高速高速超高速磨削的特點及關(guān)鍵技術(shù)超高速磨削的特點及關(guān)鍵技術(shù)2.12.1磨削

10、機理磨削機理在高速超高速磨削加工過程中，在保持其它參數(shù)不變的條件下，隨著砂輪速度的大幅度提高，單位時間內(nèi)磨削區(qū)的磨粒數(shù)增加，每個磨粒切下的磨屑厚度變小，則高速超高速磨削時每顆磨粒切削厚度變薄。這導致每個磨粒承受的磨削力大大變小，總磨削力也大大降低[15]。超高速磨削時，由于磨削速度很高，單個磨屑的形成時間極短。在極短的時間內(nèi)完成的磨屑的高應(yīng)變率(可近似認為等于磨削速度)形成過程與普通磨削有很大的差別，表現(xiàn)為工件表面的彈性變形層變淺，磨削

11、溝痕兩側(cè)因塑性流動而形成的隆起高度變小，磨屑形成過程中的耕犁和滑擦距離變小，工件表面層硬化及殘余應(yīng)力傾向減小。此外，超高速磨削時磨粒在磨削區(qū)上的移動速度和工件的進給速度均大大加快，加上應(yīng)變率響應(yīng)的溫度滯后的影響，會使工件表面磨削溫度有所降低，因而能越過容易發(fā)生磨削燒傷的區(qū)域，而極大擴展了磨削工藝參數(shù)的應(yīng)用范圍[1617]。2.22.2高速磨削加工特點高速磨削加工特點砂輪周速提高后，在單位寬度金屬磨除率一定的條件下，單位時間內(nèi)作用的磨粒數(shù)

12、大大增加；如進給量與普通磨削相同，則每顆磨粒的切削厚度變薄、負荷減輕。因此高速與超高速磨削有以下特點:(1)生產(chǎn)效率高。由于單位時間內(nèi)作用的磨粒數(shù)增加，使材料磨除率成倍增加，最高可達2000mm3(mm﹒s)，比普通磨削可提高30%100%；(2)砂輪使用壽命長。由于每顆磨粒的負荷減小，磨粒磨削時間相應(yīng)延長，提高了砂輪使用壽命。磨削力一定時，200ms磨削砂輪的壽命是80ms磨削的兩倍；磨削效率一定時，200ms磨削砂輪的壽命則是80m