硅谷杂志：探秘机械制造中的超高速磨削技术 |
| 2012-12-18 21:49 作者：崔井军 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网文】据《硅谷》杂志2012年第19期刊文，在当前机械制造领域中，超高速磨削技术的引入，为其增加新的活力和发展契机。就机械制造中的超高速磨削技术进行研究，并在此基础上就其应用情况进行阐释，以供参考。
关键词：机械制造；超高速磨削技术；研究
随着社会经济的飞速发展和科学技术的不断进步，超高速磨削技术在机械制造领域的出现和应用，为机械制造业的发展做出了巨大的贡献，同时也为机械制造事业的发展探寻了新的发展契机。在当前的形势下，加强对机械制造领域中的超高速磨削技术研究，具有非常重大的现实意义。
1超高速磨削技术
对于高速磨削技术而言，其主要是指机械制造过程中砂轮线的运行速度可以超过每秒45米的一种磨削技术；而对于超高速磨削技术而言，其主要是指机械制造领域中的砂轮线每秒时速在150米以上的一种磨削技术。一般而言，普通的机械加工作业应用过程中，所使用的磨削速度都会在每秒45米以下，而且少数部分高速磨削速度可能会比这一数据更低一些。
实践中我们可以看到，由于机械加工的工件、材料以及切削方式方法等有所不同，超高速磨削的速度也存在着一定的差异性，据调查显示，当前超高速磨削材料的切割速度范围主要表现为：铝合金材料，每分钟可超过1600米；铸铁材料，每分钟大约在1500米左右；钛合金材料，每分钟在150至-1000米左右；超耐热镍合金材料，每分钟在300米左右；对于纤维增强塑料材料而言，则每分钟磨削的长度在2000至9000米之间。对于切削速度而言，其范围是：车削速度每分钟700至7000米；钻削速度为每分钟200至l100米之间；铣削速度为每分钟300至6000米；磨削的速度则为每秒钟250米以上。目前来看，对超高速加工技术的研究，主要有超高速切削与磨削机理研究、超高速主轴单元的制造技术、超高速进给单元的制造技术、超高速加工用刀具及磨具的制造技术、超高速加工在线自动检测及其控制技术。
2超高速磨削技术的基本原理
在机械制造领域中，利用超高速磨削技术进行加工构件过程中，在不改变其它参数基础之上，随着磨削砂轮的转动速度不断升高，单位时间内磨削区域中的磨粒数量会大幅度的增加，而且每一个磨粒切下来之后的磨屑厚度也会随之逐渐变小。当磨削设备超高速进行磨削时，每一颗磨粒在切削之后其厚度都会随之变薄。在这种情况下，将导致每一个磨粒自身所承受的各种磨削作用力大幅度地减小，从而降低了实际磨削过程中的整体磨削力量。当超高速进行磨削时，由于磨削的速度非常的高，因此单一磨屑所形成的时间会相对的变短。在这么短暂的时间内，若想完成磨屑任务，则其高应变速率一定会比普通的磨削过程快很多，实践中表现为构件表面出现弹性变形层的逐渐变浅，而且磨削的沟痕两侧因塑性的流动而可能会导致隆起高度逐渐变小。在这一过程中，磨屑形成过程中的滑擦距离与耕犁距离都会逐渐变小，从而导致构件表面层的逐渐硬化，或者残余的预应力逐渐减小。实践中我们可以看到，由于超高速磨削技术应用过程中会导致磨粒的移动速度逐渐增加，而且应变率的响应温度也会随之延后，再加上加工构件的进给率不断提高等一系列的影响因素存在，因此可以跨域磨削的易烧板块，同时也会增加超高速磨削技术实际应用中的参数范围。
3超高速磨削技术的优点
从超高速磨削技术的实际运用过程来看，其技术优势主要表现在以下几个方面：
3.1可以有效地提高构件磨削的速度
实践中可以看到，在机械加工领域使用超高速磨削技术，对于提高单位时间内通过磨削区域的磨粒生产数量具有非常明显的效果。假设每一颗磨粒的磨除平均磨屑厚度与通常情况下所产生的磨削水平相一致，则即可有效地提高磨粒单位时间内的进给数量，从而增加单位时间内的磨屑及磨除的体积。通过运用超高速磨削技术，可以极大幅度地提高机械工件的磨削效率与速度，进而降低机械设备的实际使用量，对于实现其经济效益具有非常大的促进作用。
3.2不仅降低了磨削力，而且还可以有效地提高加工部件的施工精度
在机械加工领域，如果磨粒的进给数量一直保持不变，则超高速磨削技术即可将磨屑的厚度降低，同时也可以大幅度提高机械加工部件的施工精度。从冲击成屑基础理论来看，如果磨削速度设置在每秒180至220的范围内，则磨削区域中的磨削状态就会发生巨大的变化，即从原来的固态变成现在的液态状态，这便是超高速磨削力度快速降低的主要原因。
3.3可以有效地提高磨削砂轮自身的耐久性，延长其使用寿命
在机械加工领域使用超高速磨削技术，可以有效地提高磨削砂轮自身的耐久性，延长其使用寿命。究其原因，主要在于每一颗磨粒在超高速磨削过程中所受到的负荷比较小，这就大大增加了磨粒的可使用工作期限。实践证明，当金属切除的概率条件基本相同时，使用超高速磨削技术的砂轮其使用寿命会比普通砂轮寿命高出8至9倍，而且其速度也会由原来的每秒80米增加到200米。
3.4不仅可以有效增加加工部件的光洁度，而且还能有效地提高加工部件的实践使用效能
从实践来看，运用超高速磨削技术可以使磨削加工的部件表面更加的光洁，降低其粗糙程度，究其原因，主要是因为磨削速度的提高。实践中利用该种技术，可以磨削一些硬脆材质的材料，而且其所形成的磨屑厚度会变小；磨屑厚度不断降低，则待磨的材料通常就会呈现出一种流动状态，所以在陶瓷或者玻璃等比较硬脆材质的材料加工过程中，通常要通过塑性变形等方式使其产生磨屑；运用超高速磨削技术，不仅可以有效地回避热沟区域的不利影响，而且可以有效地降低部件表面的烧伤程度和几率，提高加强部件自身的抗疲劳能力。
4结语
总而言之，超高速磨削技术促进了机械加工行业的快速进步，就其自身所具有的优点而言，笔者认为应当进一步应用和推广。
作者简介：
崔井军，吉林工商学院，研究方向：机械电子。 |
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