先进磨削技术论文

先进磨削技术论文（精选8篇）

篇1：先进磨削技术论文

先进磨削技术的新发展

摘要：磨削是指用磨料或磨具去除材料的加工工艺方法，磨削加工的发展趋势正朝着采用超硬磨料、磨具，高速、高效、高精度磨削工艺及柔性复合磨削、绿色生态磨削方向发展。为适应现代工业技术和高性能科技产品对机械零件加工精度、表面粗糙度与完整性、加工效率和批量化质量稳定性的要求，近年出现了一些先进的磨削加工技术，其中以超高砂轮线速度和超硬磨料砂轮为主要技术特征的超高速外圆磨削、高效深切磨削、快速点磨削技术的发展最为引人注目。我们也需要了解超高速磨削加工的机理及超高速磨削的优越性，把握高速超高速磨削加工技术的发展前景。为适应现代工业技术和高性能科技产品对机械零件加工精度、表面粗糙度与完整性、加工效率和批量化质量稳定性的要求，近年出现了一些先进的磨削加工技术，其中以超高砂轮线速度为主要技术特征的超高速外圆磨削、高效深切磨削、快速点磨削技术的发展最为引人注目。

关键词：先进磨削 超高速磨削 发展方向 关键技术 正文：

超高速磨削是近年迅猛发展的一项先进制造技术，被誉为现代磨削技术的最高峰。日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。国际生产工程学会将超高速磨削技术确定为面向21世纪的中心研究方向之一。东北大学自上世纪80 年始一直跟踪高速/超高速磨削技术发展，并对超高速磨削机理、机床设备及其关键技术等开展了连续性的研究，建造了我国第一台额定功率55kw、最高砂轮线速度达250m/s 的超高速试验磨床，进行了超高速大功率磨床动静压主轴系统研究、电镀CBN 超高速砂轮设计与制造、超高速磨削成屑机理及分子动力学仿真研究、超高速磨削热传递机制和温度场研究、高速钢等材料的高效深磨研究、超高速单颗磨粒CBN 磨削试验研究、超高速磨削砂轮表面气流场和磨削摩擦系数的研究等，部分研究成果达到国际先进水平。超高速磨削技术特点：

超高速磨削之所以应用这么广泛，与它特有的特点是分不开的，主要体现在以下几个方面

磨削效率高。超高速磨削时，单位时间内通过磨削区的磨粒数增多，如保持每颗磨粒的切深与普通磨削一样，其切入进给量可以大大增加，金属去除率 得到提高，磨削效率大幅度提高。

加工精度高。在进给量不变的条件下，超高速磨削的磨屑厚度更薄，在磨削效率不变时，法向磨削力随磨削速度的增大而大幅度减小，继而减小磨削过程中的变形，提高工件的加工精度。可以得到高质量、小粗糙度值的工件表面。砂轮耐用度大幅提高，有利于实现磨削加工自动化。超高速磨削时，单颗磨粒的切削力较小，使每颗磨粒的可切削时间相对延长。

可磨削难加工材料。超高速磨削可实现硬脆 材料的延性域磨削，使陶瓷材料的磨削加工成为了现实，并且能够获得极好的磨削表面质量和极高的磨削效率。大幅度提高磨削效率，设备使用台数少。磨削力小、磨削温度低、加工表面完整性好。砂轮使用寿命长，有助于实现磨削加工的自动化。实现对难加工材料的磨削加工。

超高速磨削不仅可对硬脆材料实行延性域磨削，而且对钦合金、镍基耐热合金、高温合金、铝及铝合金等高塑性的材料也可获得良好的磨削效果。超高速磨削纯铝的实验表明，当磨削速度超过200m /s时，工件表面硬化程度和表面粗糙度值开始减小，表面完整性得到改善。因为加载速度提高使得塑性应变点后移，增加了材料在弹性小变形阶段被去除的机率。因此塑性材料静态应力波速是实现“脆性”加工的临界点。

超高速磨削关键技术： 超高速磨削砂轮

超高速磨削砂轮应具有良好的耐磨性、高动平衡精度和机械强度、高刚度和良好的导热性等。以此来实现高性能加工。主轴系统

超高速磨床的主轴最高转速在10000r / mm 以上，传递的磨削功率常为几十千瓦，故要求其主轴系统刚性好、回转精度高、温升小、空转功耗低。近年来，超高速磨床越来越多地使用电主轴。

超高速回转的砂轮动不平衡引起的振动会严重影响主轴系统的工作性能和磨削质量。除了砂轮和主轴系统预先要进行严格的动平衡外，还应当在磨削的过程中实施在线自动平衡。砂轮自动平衡系统一般由电子传感及控制系统和平衡头组成。在高速及超高速磨床上常用的在线动平衡系统主要有液体式、气体式及机械式三种。砂轮在线动平衡装置是高速磨床上的重要组成部分。美国、日本和德国等工业发达的国家在高速磨床上均采用了自动平衡系统。砂轮修整技术

超硬磨料砂轮的修整特别是在线修整迄今仍是研究的热点。电解修整(ELlD)法适合金属结合剂超硬磨料砂轮的在线修整，激光修整法不仅便于修整树脂或金属结合剂超硬磨料砂轮，而且热影响区小、砂轮修整损耗小和易于实现自动化，修整效率也高，有很好的发展前景。目前对CBN 砂轮的修整广泛采用接触在线修整法，借助传感系统控制砂轮和修整工具的接触，然后通过进给系统进行微米级进给，得到理想的砂轮形貌，从而保证了精密及超精密加工的要求。磨削液供给系统

超高速磨削中，由于砂轮极高速旋转形成的气流屏障阻碍了磨削液有效地进人磨削区，使接触区高温得不到有效的抑制，工件易出现烧伤，严重影响零件的表面完整性和机械物理性能。因此，磨削液供给系统对提高和改善工件质量、减少砂轮磨损至关重要。超高速磨削常用的冷却液注人方法有高压喷射法，空气挡板辅助截断气流法，气体内冷却法，径向射流冲击强化换热法等。为提高供液效果，应对供液系统参数包括供液压力、流量、磨削液喷注位置、喷嘴结构及尺寸等进行优化设计，此外系统还需配有高效率油气分离和吸排风单元。超高速磨削进给系统

目前数控机床进给系统主要采用滚珠丝杠传动。随着高速超高速加工技术的发展，国内外都采用了直线伺服电机直接驱动技术。使用高动态性能的直线电机结合数字控制技术，避免了传统的滚珠丝杠传动中的反向间隙、弹性变形、磨擦磨损和刚度不足等缺陷，可获得高精度的高速移动并具有极好的稳定性。结语：

超高速磨削是先进制造的前沿技术，在获得高效率，高精度的同时，又能对各种材料和形状进行高表面完整性和低成本加工，因此也正为世界工业发达国家所重视，并已开始进入实用化阶段。随着超硬磨料磨具的应用和发展，高速大功率精密机床及数控技术、新型磨削液和砂轮修整等相关技术、以及磨削自动化和智能化等技术的发展，使超高速磨削和高效率磨削技术在机械制造领域具有更加重要的地位，发展前景广阔。我国应在现有条件下，大力加强各种新型超高速磨削技术的研究、推广和应用，对提高我国机械制造业的加工水平具有十分重要的意义。参考文献: 1孔宪玉 先进制造技术研究与发展 黑龙江科技信息2012 2牛景丽 陈东海 现代超精密加工机床的发展及对策 机床与液压2010 3李伯民 赵波 现代磨削技术 机械工业出版社 2003 4司国斌 张艳 精密超精密加工及现代精密测量技术 机械研究与应用2006 5刘启东 徐春广 超精密机床数控伺服系统及其控制机理-机床与液压2005 6侯亚丽 李长河 卢秉恒 超高速磨削相关技术与工业应用 2009 7赵恒华 王颖 磨削加工技术的发展及现状 制造技术与机床 2007 8冯宝富 超高速磨削技术在机械制造领域中的应用 东北大学学报2003 9左磊 浅谈高速及超高速磨削加工 科技视野2009 10荣烈润 面向21世纪的超高速磨削技术金属加工 2010 11庞子瑞 王晋生 超高速磨削的特点及其关键技术 机械设计与制造 2007

篇2：先进磨削技术论文

近几年来，磨床加工有很大的发展，已广泛地应用于机械加工行业，磨削的机械零件有很高的精度和很细的表面粗糙度。随着机制造的精度提高，一个国家的磨削工艺水平，往往地反映了国家机械制造的水平。我国制造的著名磨床有“MG1432A型高精度万能外圆磨床，MG7132型高精度平面磨床，MS1312型高速外圆磨磨床，S7450型大螺纹磨床，MK8532型数控凸轮磨床等。磨床除能磨削外圆，内圆，平面、成型面外，还能磨削螺纹、齿轮、刀具、模具等复杂零件表面加工。

磨床—磨床在磨削工件时，按加工要求不同，工作台纵向运动的速度必须可以调整，能实现无极变速，并在换向时有一定的精度要求，磨床要具备这些条件，磨床的纵向往复运动采用了液压传动，液压传动在磨床的工作台驱动及横向快速进退等方面已广泛应用。

液压传动工作原理—在机床上为改善液压传动的性能，以满足生产加工中的各种要求，磨床工作的液压传动系统是由以下部分组成：

执行部分—液压机（液压缸、液压马达）在压力油的推动下，作直线运动或回转运动，即将液体的压力能转换为机械能。

控制部分—压力控制阀，流量控制阀，方向控制阀等，用以控制液压传动系统所需要的力速度方向和工作性能的要求。

辅助部分—油箱滤油器，油管和油管接头等。其作用是创造必要的条件以保证液压系统正常工作。机床的液压传动系统能实现工作台的自动往复运动，砂轮架快速进退运动，砂轮架周期进给，尾架套筒的缩回，车轨润滑以及其它一些动作。

磨削加工的特点及磨削过程 特点

砂轮是由磨料和结合刘粘结而成的特殊多刃具，在砂轮表面每平方厘米面积上约有60～1400颗磨料，每颗磨粒相当于一个刀齿，磨粒是一种高硬度的非金属晶体，它不但可磨削铜，铸铁等较软的材料，而且还可以加工各种淬火钢的零件，高速钢刀具和硬质合金等硬材料以及超硬材料。

砂轮具有较高的周线速长一般35m/s左右，砂轮在磨削时除了对工件表面有切削作用外，还有强烈的挤压和摩擦作用，在磨削区域瞬时温度高达1000℃左右;

砂轮工作面经修正手，可形成极细微的刃口以切除工件表面极薄的金属层。

磨削加工能获得极高的加工精度和极细的表面粗糙度，磨削精度通常达到IT6～IT7公差等级，表示粗糙度可达Ra1.25～0.16µm，如境磨削工件表示粗糙度为Ra0.1µm工件表光滑如境，尺寸精度和形壮精度可达到1um以内，其误差相当于人体头发丝粗细的1/70或更小。

砂轮在磨削时，部分磨钝的磨粒在一事实上的条件下能自动落或崩碎，从而使砂轮保持良好的磨削性能。

磨削过程—金属磨削的实质是工件被磨削的金属表层，在无数磨粒瞬间的挤压，摩擦作用下生产变形，而后转为磨屑，并形成光洁表示的过程。金属磨屑过程可分为：三个阶段，砂轮表示的磨粒与工件材料接触，为弹性变形成为第一阶段，磨粒继续切入工件，工件材料进入塑性变形的第二阶段，材料晶粒发生滑移。使塑性变形不断增大，当力达到工件的强度极限时，被磨削层材料。产生挤裂，即进入第三阶段，最后被切离。

磨削的全过程表现为，力和热的作用，以磨削力——磨削时砂轮与工件间发生切削作用和摩擦作用，在砂轮和工件上分别，作用着大、小相等方向相反的力，这种相互作用的力称为磨削力磨削热——磨削时产生的热量较车削，铣削大，热量转入砂轮，磨悄或被切削液带走，然而砂轮是热的不良导体，因此几乎80%的热量转入工件和磨屑，磨削区域的瞬间高温可烧伤工件的表层，并使磨屑时特别注意对工件的冷却。切削液—过去又称冷却液，主要用来降低度磨削热和减小庞大磨削过程中的摩擦。切削液的主要作用是：冷却，润滑，清洗，防锈在切削过程中，把切削液直接浇注在砂轮和工件接触的地方，以达到切削液的作用保证零件加工的质量。

二 高精度磨削加工及先进的工艺方法

为了适应各类零件的磨削，磨床和砂轮的品种，性能也有了进一步的发展，在基本型谱的基础上，又生产出，精密型，高精度型，半自动型及数控型等10个系列，各类磨床的精度适应性和专门化程度均有很大提高，如适于模具制造的坐标磨应酬具有加工精度高使用寿命长等特点，近20年来，在我国超硬磨料，如人造金钢石，立方氮化硼等，已广泛地应用于各种高硬度材料的磨削。

要求精度高的机械零件的加工方法一般分为粗磨—半精磨—精磨—精密磨—超精磨五个阶段。磨削加工一般是属于零件的后道工序，即零件的精加工。困此零件的尺寸精度和相关面的位置精度以及有关表示的形状精度和表示粗糙度，都要在磨削中得到最后控制和保证，所以必须仔细分析和研究零件图及技术要求，根据对零件图的分析研究，就可以初步确定零件的加工顺序和所采用的加工方法。例如：尺寸精度IT6级，表示粗糙度为Ra0.8—0.1um时一般只需要经过粗磨，精磨或粗磨，精磨或粗磨。精磨和精密磨削，尺寸精度在IT6—IT5表示粗糙度为0.1um～Ra0.5 um时，一般要经过粗磨，半精磨，精磨，高精度磨削加工。磨削加工所用的机床除特殊机床外，一般采作通用工艺装备，以降低生产成本取得良好的经济效果，成批大量生产时，可以根据零件的加工精度和技术要求，尽量采用专用夹具，专用量具，以满足高生产率的要求，砂轮的选择也应可能按照不同工序的不同要求考虑，磨料，粒度，硬度，尺寸等这样人但能保证工件的加工精度，同时对提高生产率也有利。

大批量的机械零件生产中，零件的产生相当稳定并广泛采用专用机床的自动生产线，生产率极高，整个生产过程按一事实上节拍自动循环，操作工人只是在自动生产线的一端装上毛坯，在另一端卸成品，并监视自动线的正常运转，就可以了，我国已在汽车，拖拉机，轴承承等生产中建立了许多自动线，现在的机械制造基本特征是：多品种，中、小批生产占主导地位，工厂生产的产品经常地更换，以适应市场的竞争，目前除采用先进高效，高速磨削，强力磨削外，还逐步采用先进的自动或半自动磨削，数控磨削，适应控制磨削，和成组工艺等新技术，达到较高的生产率和设备负荷率。硬车削的经济性 硬车削的发展

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现役几个主要CAD/CAM系统中的NC刀轨生成方法分析

现役CAM的构成及主要功能

目前比较成熟的CAM系统主要以两种形式实现CAD/CAM系统集成：一体化的CAD/CAM系统（如：UGII、Euclid、Pro/ENGINEER等）和相对独立的CAM系统（如：Mastercam、Surfcam等）。前者以内部统一的数据格式直接从CAD系统获取产品几何模型，而后者主要通过中性文件从其它CAD系统获取产品几何模型。然而，无论是哪种形式的CAM系统，都由五个模块组成，即交互工艺参数输入模块、刀具轨迹生成模块、刀具轨迹编辑模块、三维加工动态仿真模块和后置处理模块。下面仅就一些著名的CAD/CAM系统的NC加工方法进行讨论。

UGII加工方法分析

一般认为UGII是业界中最好，最具代表性的数控软件。其最具特点的是其功能强大的刀具轨迹生成方法。包括车削、铣削、线切割等完善的加工方法。其中铣削主要有以下功能：

Point to Point：完成各种孔加工；

Panar Mill：平面铣削。包括单向行切，双向行切，环切以及轮廓加工等；

Fixed Contour：固定多轴投影加工。用投影方法控制刀具在单张曲面上或多张曲面上的移动，控制刀具移动的可以是已生成的刀具轨迹，一系列点或一组曲线；

Variable Contour：可变轴投影加工；

Parameter line：等参数线加工。可对单张曲面或多张曲面连续加工； Zig-Zag Surface：裁剪面加工；

Rough to Depth：粗加工。将毛坯粗加工到指定深度；

Cavity Mill：多级深度型腔加工。特别适用于凸模和凹模的粗加工； Sequential Surface：曲面交加工。按照零件面、导动面和检查面的思路对刀具的移动提供最大程度的控制。

EDS Unigraphics还包括大量的其它方面的功能，这里就不一一列举了。

STRATA加工方法分析

STRATA是一个数控编程系统开发环境，它是建立在ACIS几何建模平台上的。

它为用户提供两种编程开发环境，即NC命令语言接口和NC操作C++类库。它可支持三轴铣削，车削和线切割NC加工，并可支持线框、曲面和实体几何建模。其NC刀具轨迹生成方法是基于实体模型。STRATA基于实体的NC刀具轨迹生成类库提供的加工方法包括：

Profile Toolpath：轮廓加工； AreaClear Toolpath：平面区域加工； SolidProfile Toolpath：实体轮廓加工； SolidAreaClear Toolpath：实体平面区域加工； SolidFace ToolPath：实体表面加工； SolidSlice ToolPath：实体截平面加工；

Language-based Toolpath：基于语言的刀具轨迹生成。

其它的CAD/CAM软件，如Euclid, Cimitron, CV,CATIA等的NC功能各有千秋，但其基本内容大同小异，没有本质区别。

现役CAM系统刀轨生成方法的主要问题

按照传统的CAD/CAM系统和CNC系统的工作方式，CAM系统以直接或间接（通过中性文件）的方式从CAD系统获取产品的几何数据模型。CAM系统以三维几何模型中的点、线、面、或实体为驱动对象，生成加工刀具轨迹，并以刀具定位文件的形式经后置处理，以NC代码的形式提供给CNC机床，在整个CAD /CAM及CNC系统的运行过程中存在以下几方面的问题：

CAM系统只能从CAD系统获取产品的低层几何信息，无法自动捕捉产品的几何形状信息和产品高层的功能和语义信息。因此，整个CAM过程必须在经验丰富的制造工程师的参与下，通过图形交互来完成。如：制造工程师必须选择加工对象（点、线、面或实体）、约束条件（装夹、干涉和碰撞等）、刀具、加工参数（切削方向、切深、进给量、进给速度等）。整个系统的自动化程度较低。

在CAM系统生成的刀具轨迹中，同样也只包含低层的几何信息（直线和圆弧的几何定位信息），以及少量的过程控制信息（如进给率、主轴转速、换刀等）。因此，下游的CNC系统既无法获取更高层的设计要求（如公差、表面光洁度等），也无法得到与生成刀具轨迹有关的加工工艺参数。

CAM系统各个模块之间的产品数据不统一，各模块相对独立。例如刀具定位文件只记录刀具轨迹而不记录相应的加工工艺参数，三维动态仿真只记录刀具轨迹的干涉与碰撞，而不记录与其发生干涉和碰撞的加工对象及相关的加工工艺参数。

篇3：先进磨削技术论文

2005年以来,以德国DMG等为代表的著名磨床制造商成功运用CD磨削技术生产了世界先进的数控磨床,并提出了CD磨削技术,即边磨边修,这样可使砂轮始终保持锋利,大大提高切削效率,且能保证加工质量,这是一种新磨削概念。但是CD磨削为什么能实现高效、高精度的加工,现在还没有完整、正确的论述,为此本文探讨如下。

2 CD磨削的加工机理

德国DMG的通俗解释是:边磨边修,即抛弃了原来磨削的离线人工操作修整而采用了在线自动修整的模式,见图1。

修整器安装在砂轮架的后面,在砂轮磨削工件的同时,修整器的金钢刀也同时修磨砂轮,实现了在线自动修整的模式。

众所周知,磨削加工是靠分布在高速旋转砂轮表面上的大量磨粒的切削刃对工件挤压、耕犁、剪切作用的累积效果。也就是说:磨粒的切削刃尺寸、顶角的大小决定着磨削加工质量。我们评定磨削加工质量往往用的是尺寸精度和表面粗糙度,那么,CD磨削是如何改变工件的尺寸精度和表面粗糙度的呢?

2.1 CD磨削对尺寸精度及磨削性能的影响

磨粒切削工件时,它受到两个方向的磨削力(法向力Fn和切向力Ft),这两个力被磨粒结合剂的抗力所平衡;但磨粒受到合力与结合剂抗力的合力不一定在同一个平面内,故有可能产生力矩,使磨粒脱落。当磨削力大到一定程度,磨粒脱落;这种脱落不一定能形成充分的新磨粒,因为埋在结合剂里的磨粒没突出来并且其尺寸没改变,所以减小磨削力总是有利的。

日本著名磨削专家庄司克雄先生有3个关于磨削力的公式[2]:

其中:v-工件的速度;V-砂轮的线速度;b-砂轮的宽度;△-砂轮横向进给量;α-磨粒的顶角半角;μ′为磨粒与加工表面的摩擦系数。

从式(1)和式(2)看:减小磨粒的顶角半角α,可减小法向力Fn和切向力Ft。

从式(3)看:Ft/Fn是用来评定砂轮的磨削性能好坏,即磨粒锐利程度的,通常Ft/Fn≤1,Ft/Fn越大,说明砂轮的磨削性能越好,磨粒锐利程度越高;所以,磨粒的顶角半角α越小,Ft/Fn越大。要使磨粒顶角半角α小就要使修整获得的磨粒尺寸小。这时α小,法向力Fn和切向力Ft均小,挤压弹性变形小,刻入工件表面深度小,切下的切屑小;获得的工件尺寸就更精确。

在边磨削加工的同时边修整,可使得正在磨削的磨粒或即将磨削的磨粒尺寸变小,从而使磨粒的顶角半角α减小。磨粒锐利程度的提高,减小了法向力Fn和切向力Ft,从而使工件的尺寸精度提高,这是CD磨削能改变工件尺寸精度的关键所在。

单个磨粒切削示意见图2。

可见:修整好的磨粒的顶角要比已磨钝的磨粒的顶角小得多,A1

2.2 CD磨削对表面粗糙度的影响

日本著名磨削专家小野先生关于磨削粗糙度的公式如下:

其中:d为工件直径;D为砂轮直径。

可见,在其它磨削条件不变的条件下,使磨粒的顶角半角α减小,可减小表面粗糙度,这可以通过边磨边修的方法得到。

3 CD磨削的修整原理和自动补偿

决定砂轮磨削性能的指标是Ft/Fn,但要获得良好的磨削性能还是要进行砂轮修锐;对于不同组织、不同硬度、不同磨粒种类的砂轮修锐的效果也明显不同。

磨粒被修整时,磨粒是以速度运动,而单颗粒金刚石是以的速度相对磨粒运动;当两者相遇(接触)时,两者相互作用且时间极为短暂,相互作用的力又很大,这种接触在力学上称为碰撞。笔者将超硬磨粒和单颗粒金刚石构成的系统称为修整碰撞系统,这个系统同样遵循动量守恒定律。设磨粒的质量为m1,碰撞后的速度为单颗粒金刚石的质量为m2,碰撞后的速度为据动量守恒定律有:

即修整碰撞系统在碰撞前的动量与碰撞后的动量是相等的,但是实际修整时:磨粒经碰撞后必然会发生破碎形成新的切削刃,而脱落的部分磨粒消耗并带走了一部分动能;这种修整碰撞是非弹性碰撞。碰撞后超硬磨粒与单颗粒金刚石分离的速度与两者碰撞前的接近速度成正比,

e称为弹性恢复系数,它与碰撞两物体的材质有关;对于非弹性碰撞0

解式(7)和式(8)得:非弹性碰撞中损失的机械能

可见:非弹性碰撞中损失的机械能去作功,用于破碎磨粒所需的能量,也就是磨粒所需的破碎强度;有了破碎磨粒所需的能量,就能形成一定数量的磨粒新切削刃。

虽然切削刃形成的主因是磨粒碰撞破碎,取式(9);而得到切削刃数量及得到的难易程度还与砂轮的结合度、磨粒的硬度、磨粒的韧性等因素极为相关;砂轮的结合度高,磨粒较难脱落,所需的破碎力就大,需修整次数要多,得到的磨粒尺寸要小些,磨削性能要好些。

4 CD磨削的自动补偿与控制

数控磨床在加工前都通过了对刀,确定了工件在磨床中的位置;并通过编程能精确磨到尺寸,但是,CD磨削是边磨边修,对刀时的砂轮尺寸在磨削过程中时刻发生改变,那么,CD磨削如何保证加工尺寸呢?

采用变量编程

5 结语

本文分析了CD磨削能获得高效、高精度加工质量的原因,并进一步从深层次分析了CD磨削获得较好砂轮磨削性能的机理,提出了:“磨粒碰撞破碎”理论,最后提出了保证CD磨削质量的控制方法和控制程序。

参考文献

篇4：先进磨削技术论文

【关键词】数控系统；曲轴；磨削

1.曲轴数控磨削工艺

曲轴是发动机的核心零件，曲轴连杆轴颈在发动机中会直接承受各种复杂的交变载荷，轴颈与轴瓦间长期处于高速相对运动状态，因此对连杆颈的制造有非常严格的要求，包括它的形状、位置精度以及表面粗糙度。

1.1曲轴的加工工艺和材料

一般曲轴在运转时主要受交变的扭矩和弯矩载荷的影响，这就必须要求曲轴必须具备足够的强度和刚度以及高精度才能够承受荷载！综上所述，曲轴的加工方法以及必要地提高加工精度则显得尤为重要！一般地，球墨铸铁和调质钢以及非调质钢是曲轴常用的材料！首先制造业的发展需要考虑成本因素，因此，一般用球墨铸铁，由于球墨铸铁的力学性能接近调质钢，性能也比较好，并且成本只有调质钢的1/3左右，在工业中得到广泛使用。根据统计资料来看，车用发动机的曲轴一般用球墨和铸铁材料所占的百分比来合成，例如美国为90%，英国为85%，日本为60%。在我国的汽油机曲轴中，和国外不同的是我国一般采用球墨铸铁来进行制造，国内采用的材料牌号主要有：qt700-2、qt800-6、qt900-6、等温淬火球墨铸铁等。在柴油机曲轴的制造中，通常采用调质钢或者非调质钢来进行制造，其中调质钢通钢所用的材料主要有：40cr和42crmo等；非调质钢通常所用的材料主要有：48mnv、38mnv6等。

1.2曲轴磨削的工艺要求

国内磨削工艺一般分为粗磨和精磨，磨削工艺主要兼顾两个问题，第一点是如何保证曲轴质量，第二点则是要有利于消除或减少磨削裂纹！

1.2.1曲轴磨削的工艺精度要求

在设备加工中，曲轴磨削的工艺精度要求极高，这不仅仅只是为了考虑误差因素，更多的是工业发展中对技术的一种认可！在机床的加工生产中，对工件的精度有非常严格的要求，比如长度超过6m以及重量超过5t的工件，主轴颈和脸干精度则必须要达到Ra=0.4～0.6μm，主轴颈、连杆颈直径公差必须控制在0.008mm，并且它们的直线度要控制在0.01/200mm；而对于连杆颈分度±15′的技术要求是在加工不同角度和不同偏心量的连杆颈磨削的大型曲轴磨床时，精度必须更加准确才能合格！

1.2.2曲轴磨削的质量指标及理论公式

曲轴磨削的质量指标主要包括磨削粗糙度、磨削力以及砂轮损耗等因素；

磨削力的主要特征及计算

如图所示，对于砂轮来说，虽然单个磨粒的切削厚度比较小，但是砂轮是整体运转，大部分的磨粒同时与被磨金属层进行挤压、刻划和滑擦的话，并且在机械加工中磨粒的工作角度有时候不会特别合理，这就使得磨削力的总量值变得非常大；所以在测量和计算中，一般会把总磨削力进行分解，分别是三个相互垂直轴向（F）x、径向（Fy）和切向（Fz）磨削力；根据图1可以分析磨削力主要包括以下几种特征：

1.根据计算，径向磨削力F应该最大。原因是磨粒的刀棱主要是以负前角来进行工作，并且在刀棱钝化了以后，棱面变小，而与磨粒与工件的实际接触面积增大了，使得径向磨削力Fy增大，通常径向磨削力Fy=（1.6～3.2）Fz。

2.轴向磨削力Fx在磨削力计算中一般很小，所以可以忽略不计。

3.不同的磨削阶段磨削力一般会发生变化；首先在初磨阶段，磨削力的变化幅度较大，一般由小变大；其次进入稳定阶段以后，磨削力比较稳定，主要原因是工艺系统的弹性变形达到了一定程度；最后，达到光磨阶段后，实际磨削深度基本为零，此时的磨削力渐渐变得很小。

1.2.3关于曲轴磨削粗糙度在实际生产中的影响因素

在实际生产中，关于曲轴磨削粗糙度在实际生产中的影响因素主要包括几何因素、物理因素以及工艺系统振动！

1.3曲轴数控磨削的加工流程

曲轴数控磨削的加工流程在现代工业技术中并不繁琐，主要融入了很多现代先进的设计和工艺技术，使得加工精度得到完善，加工效率得到提高！

曲轴制造工艺的进展一般包括球墨铸铁曲轴毛坯铸造技术（熔炼和造型）、钢曲轴毛坯的锻造技术以及机械加工技术等！

2.曲轴的数控加工技术

曲轴是汽车等发动机中最重要而且是承受负荷最复杂的零件，鉴于曲轴的复杂性和重要性，对曲轴的数控加工技术的研究显得尤为重要！

2.1曲轴的特征分析

曲轴的作用是把活塞的往复运动转化为旋转运动，输出发动机的功率。主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端是曲轴的主要结构特征；而曲轴对机械加工要求较高的部分主要是主轴颈和连杆颈，主轴颈的作用是为了保证曲轴始终工作在同一轴线上，并且在主轴承上转动灵活，使摩擦尽可能减小；连杆颈的主要作用是连接连杆（连杆颈处载荷较大，对其强度和刚度要求高）。

2.2曲轴加工技术及其特点

曲轴加工技术主要包括四点，分别是曲轴车削技术、曲轴铣削技术、曲轴车—车拉技术以及车—车拉曲轴加工技术；车—车拉曲轴加工技术是将以前曲轴铣削、车—拉和计算机数控技术融于一体而产生的，它代表着当今曲轴加工的最新技术水平！

2.3曲轴NC加工实现

曲轴NC加工的实现需要一系列繁琐的数控程序和过程，主要步骤是（以Pro/Engineer集成软件为例）。

结束语

本文主要对数控系统曲轴磨削加工技术做了初步的分析研究；通过对曲轴磨削技术的论述，来研究基于磨削技术在加工中的重要作用。首先在分析国内曲轴磨削工艺的基础上，结合我国机械制造当前的生产条件，对曲轴数控磨削工艺的流程以及要求进行分析，以此来阐述实际生产过程中该工艺的各项影响因素；通过对曲轴数控磨削技术进行侧重论述，来体现数控磨削作为磨削技术的主要发展方向之一的重要作用。数控技术可以提高磨削的自动化程度，实现高速高精度加工。对曲轴磨削技术的深入研究，有利于我国机械制造业的发展，对提高我国的磨削制造水平具有重要的意义！我国目前工业化发展迅速，现代化的设计工艺与技术也为当前磨削数控系统的智能化、高速高精度加工的发展提供了很多发展机遇，使得曲轴磨削数控加工技术在现代化的工业浪潮中得到不断完善，工业化进程也得到提高！

参考文献

篇5：先进磨削技术论文

2014年元旦文艺晚会

一、开场歌曲《红日》

二、主持人登场介绍

男：尊敬的领导老帇。

女：亲爱的同学们。

合：大家晚上好！

男：一首满怀激荡催人奋迚的红日，拉开了国家高效磨削工程技术研究中心2014年元旦文艺晚会的序幕。

女：是啊，听了这首歌我们可以很自信的看到工程中心的明天将会更加美好。

男：岁月不居，时节如流。我们送走了硕果累累的2013，即将迎来充满师望的2014。

女：春华秋实，岁月如歌。蓦然回首，在往日的岁月里国家高效磨削工程技术研究中心的各项工作取得了骄人的成绩

男：2002年，工程中心顺利通过国家科技部组织验收幵被评为国家优秀工程中心。在各科研团队的共同努力下，工程中心不断发展壮大幵取得了大批国内领先水平和国际领先水平的科研成果。磨削中心下设有3个实验室：高速、超高速磨削实验室；超精密/纳米镜面磨削实验室；高速主轴及关键功能部件实验室，1个中试基地和3个产业化基地。

女：而且主要是由以金滩老师为主的高速、超高速磨削工艺团队：以熊万里老师为主的高速电主轴研究团队：以尹韶辉老师为主的超精密纳米磨削工艺团队以及以余剑武老师为主的团队，四个团队组成的科研队伍。

男：在过去的十年里我们取得了骄人的成绩，我坚信在我们磨削中心全体帇生的共同努力下，磨削中心的科研能力及基础建设一定会更上一层楼。

女：说到学生工作这块，中心领导也是十分重视。在李克主任、李忠老师的大力支持和引导下，前年咱磨削中心成立了自己的研究生会，主办了工程中心首届研究生学术论坛。去年九月我们又举办了一场与众不同的学术沙龙活动。今年11和12月份我们分别举办了磨削团队内部的乒乓球比赛和学术讲座，进一步丰富了研究生们的业余和学习生活。

男：同时在今年学院举办2013届乒乓球团体赛上我们磨削中心获得了第一名的好成绩。我想每个人从这些活动中都有自己的收获，感谢磨削中心为我们提供的这种良好的学习氛围和丰富多彩的文娱活动。女：磨削中心让我有种家的依赖感，身边的同学也很羡慕我们，再次衷心的感谢中心领导对我们的培养和付出。（掌声）

男：今天，我们在这里相约，分享节日传来的喜悦，聆听朋友送来的歌声。

女：今天，我们在这里相聚，欣赏艺术汇聚的美感，珍惜缘分凝结的深情。

男：今天，我们在这里相识，请挥舞彼此温暖熟悉的双手，拥抱属于我们的并福。

女：今天，我们在这里相逢，请敞开彼此尘封已久的心扉，让欢呼在这里沸腾！

男：年年岁岁花相似，岁岁年年人不同。我们在金色年华里探索理想的天空。

女：青山不墨千秋画，流水无弦万古琴。我们在人生长河中追寻生命的永恒。

男：走过往昔，奋斗的汗水刚刚拭去。

女：回首旅途，胜利的笑容正在蔓延。

男：携手今宵，高歌这一路的荣耀和感动。

女：展望明朝，伙伴们，让我们携手同行。

男：国家高效磨削工程技术研究中心

女：第二届元旦文艺晚会

合：现在开始！

三、领导致辞

男：首先掌声有请我们国家高效磨削工程技术研究中心 李兊主任 致新年贺词。

女：大家欢迎！

四、歌曲《天使》

男：你是我心中的天使，当我痛苦迷惘身陷囹圄的时候，你为我带来了光明和师望。

女: 你是我心中的天使，当我孤单无助心情低落的时候，你为我带来了温暖和欢乐。

男：请欣赏由彭思为、何浩带来的歌曲《天使》。

女:掌声欢迎

五、小品《宿舍生活》

男：友谊是久旱的甘霖，随风潜入夜，润物细无声。

女：友谊像温暖的春风，一夜春风来，万树梨花开。

男：友谊是“桃花潭水深千尺，不及汪伦送我情”的那份真诚； 女：友谊是“劝君更尽一杯酒，西出阳关无故人”的那声祝福。

男：我们珍视同窗数年接下的深厚友谊，难忘求学路途中的点点滴滴，更怀念那乐趣无穷的宿舍生活。

女：现在掌声欢迎金老师团队为大家小品《宿舍生活》。

六、口琴演奏

男：其实宿舍生活的乐趣进不止这些，你听那间宿舍里又传来的一段悠扬动听的口琴旋律。

女：走，一起瞧瞧去

七、抽奖环节一

女：下面开始第一轮的抽奖环节，本次奖励为三等奖

八、歌曲《我说今晚月光那么美，你说是的》

男：春利，今晚的月光美吗？

女：月光啊，貌似没有看到哦。不过能和工程中心的同学一起欢度元旦，今晚心中那片的月光确实是挺美。

男：有请卢炤丞、毛鹏程为大家带来歌曲我说今晚月光那么美。女：你说是的，掌声欢迎。

九、黄帅吉他弹唱《你知道我在等你吗》

男：“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴”，那是我一直在想你； 女：“昨夜西风凋碧树。独上高楼,望尽天涯路”，那是我一直在等你； 男：掌声有请黄帅为大家带来的吉他弹唱《你知道我在等你吗》。

十、陈亚《我只在乎你》

男：“过尽千帆皆不是，斜晖脉脉水悠悠”，因为我只在乎你； 女：“曾经沧海难为水，除却巫山不是云”，因为我只在乎你； 男：掌声有请陈亚带来日文歌曲《我只在乎你》；

十一、游戏环节--猜词

男：五千年中华文明源进流长，自强不息的中华儿女用勤劳和智慧创造出人类文明的奇迹。

女：作为中华儿女的一分子，我们热爱自己民族的语言，热爱自己民族的文字。

男：让我们一起迚入游戏猜词环节，领略中华文字的奥妙与精深。合：游戏猜词环节现在开始！

十二、抽奖环节二

女：下面开始第二轮的抽奖环节，本次奖励为二等奖

十三、余老师团队小品《非诚勿扰》

男：春利，告诉你一个好消息。江苏卫视的王牌节目《非诚勿扰》今晚将在国家高效磨削工程技术研究中心举办啦。

女：真的啊，好想去现场看一下非诚勿扰。

男：幵且今晚的嘉宾非常神秘，其中一位好像还是咱们工程中心余老帇团队里的帅哥呢。

女：那好呀，我们现在就去组织一个亲友团吧。

男：那就赶快吧，马上就要开始啦。

十四、胡靖演唱《暗香》+胡靖刘春利演唱《渡情》 男：墙角数枝梅,凌寒独自开。

女：遥知不是雪,为有暗香来。现在有请磨削中心著名歌手胡靖为大家带来歌曲《暗香》。

十五、张德金《兄弟》

男：我们走过了风雨，终于看到了彩虹。

女：我们承受了压力，终于成长为青松

男：我们经历了寒冬，终于迎来了春天

女：我们熬过了寒夜，终于盼到了黎明。

男：感谢兄弟在成长历程中的陪伴与支持。

女：现在有请工程中心张德金同学大家送来歌曲的《兄弟》。

十六、尹老师团队小品《西游记外传》

男：西游记是中国古典四大名著的杰出代表，接下来就让我一起重新品读一下往昔的经典吧。

女：掌声欢迎由尹老师团队带来的小品《西游记外传》。

十七、抽奖环节三

女：下面开始第三轮的抽奖环节，本次奖励为一等奖

十八、张申林、胡敏演唱《来生缘》+《一生中最爱》

男：“众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处”，那人正是一生中最爱。

女：即使今生不能在一起，我们也会义无反顾等待来世的姻缘。现在有请张申林、胡敏为大家带来歌曲《来生缘》、《一生中最爱》。

十九、结束语

男：难忘今宵

女：今宵难忘

男：相聚的日子让人如此留恋，快乐的时光总觉得那样短暂。

女：在优雅的旋律中，国家高效磨削工程技术研究中心2014元旦文艺晚会就要给大家说再见了。

男：祝朋友们在新的一年里心想事成、学业迚步、工作顺利。女：祝朋友们在新的一年里生活愉快、平安幸福、大吉大利。男：元旦快乐

篇6：浅谈磨削发展与应用

摘要：高速及强力磨削是在现代机械制造中发展起来的一项先进加工工艺。在保证零件加工质量的前提下，提高了生产率，降低了生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方面方向之一。

关键词:高速磨削；强力磨削；磨削效率

高效率是国内外机械加工的主要发展方向之一。提高效率的重要方法，是提高切削，磨削速度及增大进给量。目前高速磨削已广泛应用于生产，普遍认为50~80m/s的高速磨削是经济可行的。最高磨削速度已达到120m/s，试验室的速度已达到210~250m/s。现在有的工件的实际磨削速度可以提高到300m/s。目前正朝着高速度磨削、强力磨削，高速强力磨削力一向发展。

1高速磨削

高速磨削是指砂轮线速度在45米/秒以上的磨削力一法。高速磨削是提高磨削效率的重要途经之一。

1.1 高速磨削的特点

它与普通磨削相比，可以提高生效率1~3倍;由于磨削速度的提高，工件表面在磨粒犁耕后所形成的隆起高度减小，因而使磨削的表面粗糙度减小;砂轮的寿命提高1倍左右;磨削力下降40%左右，加工的精度相应也提高。

1.2 高速磨削必须采取的措施

使用高速砂轮;使用高速磨床;采用自动上料、自动检测装置以减小辅助时间。

1.3 高速磨削的发展与应用

近年来，国内外高速磨床品种已有外圆磨床、曲轴磨床、凸轮磨床，轴承磨床、平面磨床，内圆磨床等。工业发达的国家在推广采用45~60m/s的高速磨削，80~150m/s的高速磨削已在一些国家开始应用。我国已生产磨削速度为50~80m/s的外圆磨床、凹轮磨床和轴承磨床等。

目前国外高速磨削采用较多的是轴承行业磨削轴承环内外沟，在发动机行业高速磨削也得到广泛应用，如，美国AIM公司磨削V8发动机曲轴连杆颈用高速磨削，英国的Newall公司高速磨削锻钢4拐汽车曲轴。不少国家磨削曲轴还采用多砂轮高速磨削(用三、四个，甚至七、八个砂轮同时磨)，大大提高了磨削效率。

高速磨削对于多数牌号的钢材是适用的，但对磨削时易产生裂纹的材料，如钦合金，耐热合金则不适用。对于某些材料，如，不锈钢，当砂轮线速度高于45m/s时，磨削效率反而下降。

由于高速磨削对机床、砂轮、冷却和安全技术力一面都有特殊要求，这将增加机床成本。因此，目前高速磨削还只是在少数工件上使用。

2强力磨削

强力磨削是指大进给量或大磨削深度，以提高金属去除率的力一法。

2.1主要特点

它可以代替一部分车削、铣削和刨削等;强力磨削应用适当时，可以直接从毛坯磨成成品，粗精加工一次完成;加工效率可提高4~5倍;可以减少加工设备，节省由于不同加工工序所需要的装卸调整等辅助时间;它不受工件表面条件(如锈、硬点、断续表面等)以及材料硬度，韧性的限制;加工精度和表面粗糙度小。

2.2 强力磨削的应用

目前国内外强力磨削已应用到平面磨、外圆磨等磨床上。强力磨削采用较多的是主轴圆台平面磨床。切入式外用圆磨床及端面外圆磨床。磨床功率73.5~110.3kW；主轴平面磨床最大功率为220.5kW，可能出现730kW的机床，生产率达到500~600cm /min,每小进金属切除率（270~320）kg，一次切深最大可达37mm。

强力磨削在兵器工业中也得到了广泛的应用。美国的M60A1中型坦克车体两侧安装12个扭力轴的倾斜基面是与车体底部浇涛在一起的，用一般切削力一法难以加工，采用强力磨削解决了加工困难，是用两合Merairg强力磨床同时在两侧加工，去除余量为6.35mm，每台磨床功率为110.25kW，采用直径为762mm，厚度为203mm的多级砂轮。

美国华特弗里特兵工厂加工105mm坦克加农炮的炮门握柄采用强力磨削，毛坯是4340炮钢(即40GNiMoA)，硬度HKC42，以前采用普通车削、切檀和磨削加工，需要分五次加工，时间为75min，现在用强力磨削一次加工完成，时间只需7~l0min；175mm野战炮的紧塞轴用力磨削加工，毛坯为4340钢锻体，一般加工力一法需车直径、车檀和倒角，时间为3小时巧分钟，改用强力磨削只需40min，磨削时所采用的砂轮线速度为38m/s.3高速强力磨削

这是具有上述两种磨削特点的方法

3.1高速强力磨削的应用

可用于磨削外圆及平面，主要是用切入式磨削法磨削圆柱形零件外圆型面、沟槽、多直径台阶。可将一般车削及磨削工序合并为一道工序。工件的余量一般在1.3~2.5mm，表面粗糙度Ra为超过6.3微分，精度不超过±0.076mm。目前高速强力磨削已在生产中得到一些应用。例如:磨削汽车齿轮轴、转向节、万向节及耐热合金透平叶片根部榫齿轮等。

上述高速磨削及强力磨削多在精密铸造，锻件的大批量生产或中小批类似零件生产和自动化程度较高的机床上推广使用。

3.2高速强力磨削的不是及其解决的措施

由于磨削速提高，功能增大，出现了振动加剧，热量增加等问题，常可采用下列措施来解决。

砂轮力一面主要是提高强度。①采用细粒度磨料;②采用结合性能强的结合剂，如，加硼陶瓷结合剂，硼玻璃结合剂等;③采用中心孔局部增强砂轮或改变砂轮结构，如，无中心孔砂轮和砂瓦组合砂轮。立力一氮化硼砂轮已有应用。砂轮修整多采用金刚石滚轮。

机床力一面主要是加强刚性。采用静压轴承、静压导轨、改进主轴和床身刚性，采用砂轮平衡和自动平衡装置。

冷却力一面。为了粉碎气流采用特殊冷却喷咀，使气流产生偏析;采用高压冷却，增加冷却液流量和容量。研究新成份油剂冷却或在水剂中加入添加剂以提高冷却效果。

3.3 安全防护力一面普遍是加厚砂轮罩壳厚度，采用半封闭或全封闭罩壳，罩壳内填充塑料，橡胶衬垫，采用自动关闭砂轮罩壳等。结束语

篇7：磨削烧伤及其解决方案

张国耀

（郑州超微磨料具有限公司 河南 郑州 450001）

摘要：鉴于磨削过程中工件烧伤的问题一直困扰着产品的质量问题，从磨削烧伤的形成的机理、磨削烧伤的检查方法、磨削烧伤的分级、磨削烧伤的避免措施、磨削烧伤的影响因素、磨削烧伤解决方法。让我们从基础对磨削烧伤形成认识、到对磨削烧伤的解决方法形成一整套的方案，其中：砂轮的选择在磨削烧伤过程中非常重要。以避免我们生产中避免烧伤、遇到烧伤而找到合理的解决方法。适用于外圆磨烧伤、内圆磨烧伤、平面磨烧伤、端面磨烧伤、无心磨烧伤等磨削方式。

关键词：磨削烧伤 烧伤砂轮的选择 烧伤解决方法 烧伤原理 烧伤级别

一、定义：磨削时，由于磨削区域的瞬时高温（一般为900－1500℃）到相变温度以上时，形成零件表层金相组织发生变化（大多表面的某些部分出现氧化变色），使表层金属强度和硬度降低，并伴有残余应力产生，甚至出现微观裂纹，这种现象称为磨削烧伤。

二、磨削烧伤机理：

当磨削表面产生高温时，如果散热措施不好，很容易在工件表面（从几十um到几百um）发生二次淬火及高温回火。如果磨削工件表面层的瞬间温度超过钢种的AC1点，在冷却液的作用下二次淬火马氏体，而在表层下由于温度梯度大，时间短，只能形成高温回火组织，这就使在表层和次表层之间产生拉应力，而表层为一层薄而脆的二次淬火马氏体，当承受不了时，将产生裂纹。

三、损伤的原因：

(1)热处理的影响

a)残余奥氏体 磨削时残余奥氏体由于砂轮磨削时产生的热和压力而转变，同时可能伴随出现表面回火和磨削裂纹。残余奥氏体量应控制在30％以内。

b)渗层碳浓度 渗层碳浓度过高，在渗层组织中容易形成网状碳化物或过多的游离碳化物。由于这种物质极硬，在磨削过程中可能出现局部过热倾向和发生表面回火。渗层碳浓度过高，会使工件表面产生过多的残余奥氏体．从而导致烧伤和裂纹。因此，表面碳浓度增加，则降低了磨削性能，一般表面碳浓度应控制在0.75％-0.95％范围以内。

c)碳化物分布及形态 碳化物分布应均匀，粒度平均直径不大于lμm；碳化物形态应为球状、粉状或细点状沿网分布，不允许有网状或角状碳化物。

d)脱碳 热处理时．表面或环境保护不当会产生表面氧化，这样在工件上就会产生一层薄的脱碳层，这层软的脱碳层会引起砂轮过载或过热，从而造成表面回火。

e)回火 在保证硬度的前提下，回火温度尽可能高一些，回火时间尽可能长一些。这样可以提高渗碳淬硬表面的塑性，而且使残余应力得以平衡或降低．改善表面应力的分布状况。这样可以降低出现工件裂纹的机率，从而提高磨削工件的效率。

f)变形 应尽可能减少热处理变形．这样可以减小磨削余量。若热处理变形过大，如果磨削操作不是在工件径向圆跳动最大处开始磨削，则每次磨削在这些点上去除的磨削余量将是不正常的，从而导致烧伤及裂纹。

四、磨削烧伤检查方法：

1.2.3.4.5.观色法 酸洗法 金相组织法 显微硬度法 磁弹法

五、磨削烧伤的分级：

磨削烧伤有多种不同的分类方法。根据烧伤外观不同，可分为全面烧伤（整个表面被烧伤）、斑状烧伤（表面上出现分散的烧伤斑点）、均匀线条状烧伤、周期线条状烧伤；按表层显微组织的变化可分为回火烧伤、淬火回火烧伤；还可根据烧伤深度分为浅烧伤(烧伤厚度＜0.05mm)、中等烧伤(烧伤层厚度在0.005~0.01mm之间)、深度烧伤(烧伤层厚度＞0.01mm)。在生产中，最常见的是均匀的是周期的线条状烧伤。

由于在磨削烧伤产生时往往伴有表面氧化作用，而在零件表面生成氧化膜。又因为氧化膜的厚度不同而使其反射光线的干涉状态不同；因此呈现出多种颜色。所以通常用磨削表面的颜色来判断烧伤的程度，也就是“观色法”对钢件来说，随烧伤的加强，颜色一般呈现白、黄（400-500℃）、褐、紫（800~900℃）、兰(青)的变化。不同磨削深度下，加工表面的烧伤颜色和氧化膜厚度不同。

烧伤颜色仅反映了较严重的烧伤现象，而当零件表面颜色不变时，其表面组织也可能已发生了烧伤变化，这类烧伤通常不易鉴别，所以对零件使用性能危害更大。目前，人们为了更好地控制烧伤的程度，已根据表面组织的变化，对烧伤进行了分级，一般从0-8共分九级，其中，0级最轻，8级烧伤最严重。

六、预防磨削烧伤的措施

1.尽量减少磨削时产生的热量。2.尽量加速热量的散发。3.避免前道工序的影响。

七、磨削烧伤影响因素及解决方法

（一）．磨削方式磨削条件的影响：

1.2.3.4.5.6.7.1.磨削余量过大。

合理的磨削参数设定，合理的选择磨削用量。在磨削用量少时出现烧伤，应增大纵向进给速度：磨削量大时出现烧伤，应减少进给量，增加磨削次数。工件转速合理设定，过高或者过低都不太好。磁力不足,工件停转 调整磁力.砂轮主轴振摆大 检修主轴.严格控制砂轮传动系统及砂轮心轴的间隙，砂轮传动带松紧调整合适。工件和砂轮电机扭矩选用是否足够。砂轮材质选择不当，砂轮的选择最基本的砂轮磨料要与磨削的工件皮配合理。

（二）、砂轮的选择问题：（详见砂轮选择篇）2.3.4.5.6.7.8.9.10.1.2.砂轮粒度偏细，砂轮粒度在满足粗糙度要求的条件下选择粗号。砂轮硬度偏硬，选择偏软点的砂轮，提高砂轮的自锐性。砂轮组织过小（紧），选择偏大、疏松的砂轮；以有利于排屑，减少烧伤的发生机率。在一些情况下可以考虑使用大气孔砂轮。对砂轮进行特殊的处理。

砂轮直径过大，而磨削面积增大会引起烧伤；根据工件的情况可以选择砂轮直径较小的砂轮，尤其适用于内圆磨削。

对砂轮使用面进行开槽，这种磨削方式称为“间断式磨削”，可以减少发热及增加散热的效果；也有利于充分排屑。砂轮钝化，及时修整砂轮。

砂轮的平衡不好，必须对砂轮进行精细的平衡，以便砂轮在工作时处于良好的平衡状态。

砂轮保持持续的锋利性。

（三）、砂轮的修整问题：

砂轮钝化，及时修整砂轮。

砂轮修整的过细，使微刃切削性能降低；在满足粗糙度的工艺要求下，尽量让砂轮修整的粗糙些。3.砂轮修整器不锐利，使用砂轮修整器其它面进行修整，或者进行修磨与更换。4.可以让砂轮的边角进行修磨一下。5.修整砂轮的金刚石支座必须牢固。

（四）、冷却方面的问题：

普通冷却方法

1.2.3.4.5.6.7.磨削液选择不当，选择合理的磨削液。一般选择油性的磨削液，降低了磨削区的温度，会适当减少烧伤的发生。在有条件的情况下选择品牌的磨削液。可在采取湿磨的情况下一定不采用干磨。

磨削液有效充分供给，不但要磨削区供给充足，而且压力要大；才可以让温度降低与充分排屑。

保持冷却液的纯净。

保持冷却液较低的温度，从而可以降低磨削区的温度，必要时可使用散热器。磨削液喷嘴安放位置不妥，应使喷嘴尽可能靠近磨削区。冷却液喷嘴加装空气挡板。附图

冷却液喷嘴加装空气挡板

8.使用内冷却砂轮：内冷却法是将经过严格过滤的冷却液通过中空主轴引入砂轮的中空腔内。由于离心力的作用，将切削液沿砂轮孔隙向四周甩出，直接冷却磨削区。

篇8：高速磨削相关技术探究

1 国内高速磨削技术的发展

我国高速磨削技术的研究起步较晚, 与国外有较大的差距。自1958年开始推广高速磨削技术, 当时第一汽车厂、第一砂轮厂等相继试验成功50m/s高速砂轮, 并进行磨削试验。1964年, 郑州磨料磨具磨削研究所和洛阳拖拉机厂合作进行50m/s高速磨削试验, 在机床改装和工艺等方面获得一定效果。1975年, 河南省南阳机床厂试制成功了MS1332型80m/s高速外圆磨床, 至1977年, 全国已有17个省市770台磨床采用50m/s高速磨削技术, 湖南大学已在实验室内成功地对100m/s和120m/s高速磨削进行试验。目前, 实验室磨削速度已达150m/s左右。在高速磨削机床方面, 我国与国外的主要差距在于机床的关键功能部件的研究开发落后于市场需求, 如转速2000r/min以上的大功率刚性主轴, 无刷环形扭矩电机, 大行程直线电机、快速响应数控系统等技术尚未完全掌握。在高速磨削砂轮材料方面我国已取得了很大的发展, 特别是人造金刚石、立方氮化硼砂轮在磨削中的推广应用, 使得高速磨削技术有了新的发展, 并逐步和其它高效磨削技术相结合于一体。

2 高速磨削技术的发展趋势

1) 在高速机床领域具有小质量、大功率的高转速主轴, 与其配套的高速轴承技术、高速电机技术、高速主轴的润滑系统, 及监控技术等将随之快速发展。

2) 磨削砂轮方面也将随着高速磨削技术发展的需要得到新的发展。

3) 高速磨削机理的理论研究、仿真研究和虚拟研究等工作将得到进一步深入开展, 高速磨削过程的物理本质与变化规律将被进一步弄清。

3 高速磨削相关技术分析

我国的高速磨削技术与国外相比尚有较大差距, 其主要原因是我国高速磨削相关技术不能满足更高线速度的要求。

3.1 高速主轴系统

高速主轴系统是高速磨削技术最重要的关键技术之一, 目前主轴转速在15000~30000r/min的加工中心越来越普及, 更高的超高速主轴系统也正在研制开发中。高速主轴由于转速极高, 主轴零件在离心力的作用下产生振动和变形, 高速运转磨擦热和大功率内装电机产生的热会产生高温和热变形。因此对主轴的结构重量、刚性、热稳定性及主轴监测系统等方面提出了更高的要求。高速主轴系统的核心是高速精密轴承。因滚动轴承有很多优点, 故目前国外大多数高速磨床采用的是滚动轴承。为了提高极限转速, 主要采取如下措施:第一, 提高制造精度等级, 但这样会使轴承价格成倍增长。

第二, 合理选择材料, 如利用陶瓷材料作滚动体, 但缺点是制造难度大、成本高、热膨胀系数小, 对拉伸应力和缺口应力较敏感。第三, 改进轴承结构, 德国FAG轴承公司开发了HS70和HS719系列的新型高速主轴轴承, 它将现有的球直径约缩小至70%, 增加了球数, 从而提高了轴承结构的刚性, 若润滑合理, 其连续工作时dn值可达250万。采用空心滚动体可减少滚动体质量, 从而减少离心力和陀螺力矩。为减少外圈所受的应力, 还可以使用拱形球轴承, 高速旋转时, 球与外圈两点接触。由于应力分散, 轴承寿命可大大提高。高速磨削机床的主轴设计采用了先进的主轴轴承。润滑和散热等新技术, 目前高速主轴主要采用陶瓷轴承、磁悬浮轴承, 空气轴承和液体动静压轴承等, 主轴轴承的润滑对主轴转速的提高起着重要作用, 高速主轴一般采用油、空气润滑或喷油润滑。近年来, 随着液体动静压混合轴承的出现与发展, 它在高速精密磨床中的应用也受到人们关注。若合理选择有关参数可使轴承在零速到最大转速, 以及在最小到最大偏心范围内, 都有较大的承载能力, 这是其它轴承所不能比拟的。

3.2 磨料磨具应用方面

作为高速磨削用砂轮, 应具有高强度、高抗冲击强度、耐热性、微破碎性、杂质含量低等优点。金刚石和立方氮化硼 (CBN) 磨料因其独特的优异性能被制成各种磨具和切削工具, 在各种材料的加工中得到了广泛的应用。同时超硬磨料磨具以耐用度高和性能保持好等优点, 而成为CNC磨床和磨削加工中心的必备工具。在钢基轮盘上镀附单层超硬磨料的砂轮不仅是适应高速磨削的唯一磨具, 还是解决高精度复杂形状成型磨削的有效途径。金刚石和CBN等超硬磨料的使用大大推进了高速磨削技术的发展。因此, 从世界磨床发展趋势看, 金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮在磨削中占有越来越大的比重。上世纪90年代, 陶瓷或树脂结合剂CBN砂轮、金刚石砂轮线速度可达125m/s, 有的可达150m/s, 而单层电镀CBN砂轮的线速度可达250 m/s左右, 因此它是很有发展前途的。金刚石除被用于制造磨具而在硬脆材料的高效磨削加工中得到了普遍的应用外, 金刚石修整滚轮的发展应用, 也对高效磨削技术进步起了极大的推动作用。在高速磨削技术中金刚石滚轮的应用正稳步增长。当前CBN砂轮的应用在某些工业化国家中已进入普及阶段, 即已从工具行业推广到其它金属加工行业;从一般磨削发展到缓进给磨削、高精度磨削和高速磨削。目前, 日本汽车行业的曲轴和曲轴销已全部采用CBN砂轮加工, 在日本工具制造厂的磨削加工车间已很难见到普通磨料的使用。

3.3 润滑冷却技术

润滑冷却技术润滑冷却技术也是高速磨削的另一个关键技术, 针对滚动轴承而言, 润滑方法包括油脂润滑、油气润滑、喷注润滑和环下润滑。冷却液多采用非水溶性油剂, 对于因高速磨削造成的油雾应加以分离, 混杂在磨削中的磨屑要可靠过滤, 磨削液还要经过冷却处理。为改善主轴系统的热特性, 一般采用轴承水冷与轴心水冷的“双水冷却”方法。试验表明, 工作端的热位移比无冷却状态降低70%以上。

3.4 高速磨削的安全防护与实时监控

高速磨削的安全防护与实时监控系统从总体上看, 高速磨削加工的安全保障包括以下几方面:1) 机床操作者及机床周围现场人员的安全保障。2) 避免机床、刀具、砂轮和工件有关设施的损伤。3) 识别和避免可能引起重大事故的工况。机床及磨削过程的监测包括:磨削力监测以控制砂轮磨损;机床功率监测可间接获得砂轮磨损信息;主轴转轴监测;砂轮破损监测;主轴轴承状况监测等。

4 结语