金剛石工具行業磨削技術的發展趨勢分析

隨著高強度、高硬度、高耐磨性等新型材料的出現，磨削加工呈現精密加工的屬性，超硬砂輪的出現為擴大磨削的應用范圍和促進高效磨削的發展創造了條件，因此高效磨削工藝的發展就顯得尤其重要和迫切。

高效磨削是以增大磨削負荷或提高金剛石砂輪線速度為手段，增加單位時間金屬磨除率，以期與車削、銑削那樣高的金屬切除率相媲美，甚至更高，它主要包括超高速磨削、緩進給磨削、高效深磨和快速點磨削。

1、超高速磨削機理

超高速磨削過程中，若保持其它參數不變，增大砂輪線速度vs，單位時間內參與工作的磨粒數增加，則每顆磨粒切下的磨屑厚度變薄，導致每個磨粒承受的磨削力大大變小，總的磨削力也大大降低。若調整參數使最大磨屑厚度保持不變，由于單位時間內參與工作的磨粒數增加，磨除的磨屑增多，磨削效率會大大提高。

2、超高速磨削的特點

超高速磨削可以對脆性材料實現延性域磨削，對難磨材料也有好的磨削表現，比之普通磨削顯示出極大的優勢:

1) 磨粒相對工件的速度已接近于應力波在工件中的傳播速度量級，致使工件變形區域明顯減小，磨削力和比磨削能小。若平均每顆磨粒的切深與普通磨削一樣，則進給量vf大幅度提高，金屬去除率Z 得到提高，磨削效率大幅度提高。

2) 超高的磨削速度使單顆磨粒受力小，砂輪磨損小，延長了砂輪的使用壽命。

3) 磨削表面粗糙度值隨砂輪速度的提高而降低，磨削熱量多被磨屑帶走，使工件表面溫度降低，而且受力和受熱變質層變薄，從而得到高表面品質、低粗糙度值的加工表面。

4) 超高速磨削時，變形區材料在近乎絕熱剪切條件下完成切削，使難磨材料的磨削性能改善，可以實現對硬脆材料的延性域磨削。

3、實現超高速磨削的關鍵技術

1) 進一步提高磨削速度

縮短與國外超高速磨削速度的差距，使超高速磨削在工業生產中成為可能。

2) 發展超高速磨削用主軸單元制造技術

超高速磨削用主軸單元的性能決定超高速磨床所能達到的極限磨削速度。液體動靜壓電主軸是我國電主軸領域最有希望發展自主知識產權和形成自主品牌的電主軸產品，但國內產品在速度、精度及制造工藝方面還需進一步提升和完善。

3) 進一步研究超高速磨削機理與工藝

研究超高速磨削機理與工藝主要包括: 研究工件材料( 特別是難加工材料) 的超高速磨削過程和磨削現象，揭示磨削的內在規律，建立完善的超高速磨削基礎理論體系，建立相應的高速磨削數據庫，利用虛擬仿真技術，開發超高速磨削的計算機仿真軟件，以期指導超高速磨削的生產實踐。

磨削加工在機械制造業中應用非常廣泛，在汽車和航空航天等領域的應用尤其重要，隨著高硬度，高強度，高耐磨性，高功能性的新型材料的廣泛應用，磨削技術正朝著高速高效、低表面粗糙度、精密、智能化方向發展。隨著新型超高速磨削砂輪的應用與發展，高速大功率主軸單元制造，新型磨削液及砂輪修整等相關技術以及磨削數控化和智能化等技術的發展，高速和超高速磨削技術的發展前景將非常廣闊。