1
磨削技術(shù)發(fā)展概述
3KF[ v{ +N9(o+UrU 一般來(lái)講,按砂輪線速度Vs的高低將磨削分為普通磨削(Vs<45m/s)、高速磨削(45≤Vs<150m/s)、超高速磨削(Vs≥150m/s)。按磨削
精度將磨削分為普通磨削、精密磨削(加工精度1µm~0.1µm、表面粗糙度Ra0.2µm~0.1µm)、超精密磨削(加工精度<0.1µm,表面粗糙度Ra≤0.025µm)。按磨削效率將磨削分為普通磨削、高效磨削。高效磨削包括高速磨削、超高速磨削、緩進(jìn)給磨削、高效深切磨削(HEDG)、砂帶磨削、快速短行程磨削、高速重負(fù)荷磨削。
;!CYp;_ t^=6czk 高速高效磨削、超高速磨削在歐洲、美國(guó)和日本等一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展很快,如德國(guó)的Aachen大學(xué)、Bremm大學(xué)、美國(guó)的Connecticut大學(xué)等,有的在實(shí)驗(yàn)室完成了Vs為250m/s、350m/s、400m/s的實(shí)驗(yàn)。據(jù)報(bào)道,德國(guó)Aachen大學(xué)正在進(jìn)行目標(biāo)為500m/s的磨削實(shí)驗(yàn)研究。在實(shí)用磨削方面,日本已有Vs=200m/s的磨床在工業(yè)中應(yīng)用。
j]#-DIL ?T\m
V} 我國(guó)對(duì)高速磨削及磨具的研究已有多年的歷史,如湖南大學(xué)在70年代末期便進(jìn)行了80m/s、120m/s的磨削工藝實(shí)驗(yàn);前幾年,某大學(xué)也計(jì)劃開展250m/s的磨削研究(但至今尚未見到這方面的報(bào)道),所以說有些高速磨削技術(shù)還只是實(shí)驗(yàn)而已,尚未走出實(shí)驗(yàn)室,技術(shù)還遠(yuǎn)沒有成熟,特別是超高速磨削的研究還開展得很少。在實(shí)際應(yīng)用中,砂輪線速度Vs一般還是45~60m/s。
K,>D%mJ rSYzrVc 國(guó)內(nèi)外都采用超精密磨削、精密修整、微細(xì)磨料磨具進(jìn)行亞微米級(jí)以下切深磨削的研究,以獲得亞微米級(jí)的尺寸精度。微細(xì)磨料磨削,用于超精密鏡面磨削的樹脂結(jié)合劑砂輪的金剛石磨粒平均直徑可小至4µm。日本用
激光在研磨過的人造單晶金剛石上切出大量等高性一致的微小切刃,對(duì)硬脆材料進(jìn)行精密磨削加工,效果很好。超硬材料微粉砂輪超精密磨削主要用于磨削難加工材料,精度可達(dá)0.025µm。日本開發(fā)了電解在線修整(ELID)超精密鏡面磨削技術(shù),使得用超細(xì)微(或超微粉)超硬磨料制造砂輪成為可能,可實(shí)現(xiàn)硬脆材料的高精度、高效率的超精密磨削。作平面研磨運(yùn)動(dòng)的雙端面精密磨削技術(shù),其加工精度、切除率都比研磨高得多,且可獲得很高的平面度。電泳磨削技術(shù)也是一種新的超精密及
納米磨削技術(shù)。
@+v;B: P|[i{h 隨著磨削技術(shù)的發(fā)展,磨床在加工
機(jī)床中也占有相當(dāng)大的比例。據(jù)1997年歐洲機(jī)床展覽會(huì)(EMO)的調(diào)查數(shù)據(jù)表明,25%的企業(yè)認(rèn)為磨削是他們應(yīng)用的最主要的加工技術(shù),車削只占23%,鉆削占22%,其它占8%;而磨床在企業(yè)中占機(jī)床的比例高達(dá)42%,車床占23%,銑床占22%,鉆床占14%。我國(guó)從1949~1998年,開發(fā)生產(chǎn)的通用磨床有1800多種,專用磨床有幾百種,磨床的擁有量占金屬切削機(jī)床總擁有量的13%左右?梢姡ハ骷夹g(shù)及磨床在機(jī)械制造業(yè)中占有極其重要的位置。
2[\I{<2/9 為什么磨削技術(shù)會(huì)不斷地發(fā)展?主要原因如下:
EcA@bZ0 Di3<fp#w# 加工精度高 由于磨削具有其它加工方法無(wú)法比擬的特點(diǎn),如砂輪上參與切削的磨粒多,切削刃多且?guī)缀涡螤畈煌粌H在較小的局部產(chǎn)生加工應(yīng)力;磨具對(duì)斷續(xù)切削、工件硬度的變化不很敏感;砂輪可實(shí)現(xiàn)在線修銳等,因而可使加工件獲得很高的加工精度。
,Z7tpFC #K3A{
jb, 加工效率高 如緩進(jìn)給深磨,一次磨削深度可達(dá)到0~25mm,如將砂輪修整成所需形狀,一次便可磨出所需的工件形狀。而當(dāng)Vs進(jìn)一步提高后,其加工效率則更高。
"G8w}n:y LDJ=<c! 工程材料不斷發(fā)展 許多材料(如陶瓷材料、
玻璃材料等)在工業(yè)中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大,有些材料只能采用磨削加工,需要有新的磨削技術(shù)及磨削工藝與之相適應(yīng)。
}NMkL l]J V01-n{~G 新的磨料磨具 如人造金剛石砂輪、CBN砂輪的出現(xiàn),擴(kuò)大了磨削加工的應(yīng)用范圍。
%}U-g"I 4JTFdbx 相關(guān)技術(shù)的發(fā)展 如砂輪制造技術(shù)、控制技術(shù)、運(yùn)動(dòng)部件的驅(qū)動(dòng)技術(shù)、支撐技術(shù)等,促進(jìn)了磨削技術(shù)及磨削裝備的發(fā)展。
%5=XszS 總之,磨削技術(shù)發(fā)展很快,在機(jī)械加工中起著非常重要的作用。目前,磨削技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是,發(fā)展超硬磨料磨具,研究精密及超精密磨削、高速高效磨削機(jī)理并開發(fā)其新的磨削工藝技術(shù),研制高精度、高剛性的自動(dòng)化磨床。
("t;
2Mw V}#2pP 2 磨削的關(guān)鍵技術(shù)研究
R~,*W1G6sF UQwLAXs 就磨削而言,特別就高速高效磨削、精密及超精密磨削而言,其涉及的內(nèi)容廣泛,不僅包括磨削本身的技術(shù),也集中了其它相關(guān)的技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù)介紹如下:
^AWM/aY W*q[f!@ 2.1 磨削機(jī)理及磨削工藝的研究
!O=J8;oLk X*2MNx^K~ 通過對(duì)磨削機(jī)理和磨削工藝的研究,揭示各種磨削過程、磨削現(xiàn)象的本質(zhì),找出其變化規(guī)律,例如,磨削力、磨削功率、磨削熱及磨削溫度的分布、切屑的形成過程、磨削燒傷、磨削表面完整性等的影響因素和條件;不同工件材料(特別是難加工材料和特殊功能材料)和磨削條件的最佳磨削
參數(shù);磨具的磨損,新型磨具材料的磨削性能等,只有通過磨削機(jī)理和磨削工藝的研究,才能確定最佳的磨削范圍,獲取最佳的磨削參數(shù)。
'"H'#%RU