關(guān)于機(jī)械制造中超高速磨削技術(shù)的探討

摘 要：文章闡述了機(jī)械制造中超高速磨削技術(shù)的含義和優(yōu)點(diǎn)，分析了機(jī)械制造中超高速磨削的關(guān)鍵技術(shù)。簡(jiǎn)要說明了目前機(jī)械制造中超高速磨削技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造；超高速磨削技術(shù)；含義

在機(jī)械制造中，國(guó)內(nèi)對(duì)于超高速磨削技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)不及日本及歐美國(guó)家，極大的限制了我國(guó)機(jī)械制造的質(zhì)量和效率。隨著工業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)械制造過程中的磨削技術(shù)也得到迅速發(fā)展，其中超高速磨削技術(shù)不斷在生產(chǎn)中得到應(yīng)用，經(jīng)驗(yàn)越來越豐富，技術(shù)越來越成熟，使得我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)水平在磨削技術(shù)上前進(jìn)一大步。磨削技術(shù)的進(jìn)步縮短了我國(guó)與其它發(fā)達(dá)國(guó)家在機(jī)械制造技術(shù)上的差距，促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展。

1 機(jī)械制造中超高速磨削技術(shù)的含義

所謂高速磨削的技術(shù)是指在機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)砂輪線的速度高于45m/s的磨削技術(shù)，而超高速磨削技術(shù)則是砂輪線的速度超過150m/s的磨削技術(shù)[1]。此時(shí)，砂輪轉(zhuǎn)速提高，在單位寬度金屬磨除率一定的條件下，單位時(shí)間內(nèi)作用的磨粒數(shù)大大增加，在進(jìn)給量與普通磨削相同時(shí)，每顆磨粒的切削厚度變薄，負(fù)荷減輕[2]，金屬表面磨削更為細(xì)膩光滑，磨削效率和磨削質(zhì)量大幅提升。

2 機(jī)械制造中超高速磨削技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

2.1 生產(chǎn)效率得到提高

在機(jī)械制造中，作用超高速磨削技術(shù)，磨削砂輪線的轉(zhuǎn)速由45m/s高速提高到砂輪線轉(zhuǎn)速150m/s的超高速，砂輪轉(zhuǎn)速得到大幅提升，在單位時(shí)間內(nèi)完成的磨削量迅速增多，在總磨削量一定的情況下，使用超高速磨削技術(shù)，大大節(jié)約了磨削時(shí)間，生產(chǎn)效率得到大幅提高。

2.2 磨削質(zhì)量顯著提高

影響磨削質(zhì)量的因素有表面的光滑度、磨削部件的完整性、是否變形、是否出現(xiàn)傷痕及裂紋、振紋等等。通過超高速磨削，單位時(shí)間內(nèi)砂粒用量減少，磨削量變薄，完成磨削后，機(jī)械部件表面光滑度大大提高。而且在超高速磨削過程中，部件與砂粒間的摩擦減少，有效的降低了部件變形的可能性，而且磨削后不易出現(xiàn)裂紋、振紋等瑕疵[3]。此外，通過超高速磨削技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械制造領(lǐng)域中高硬度、高強(qiáng)度的部件也能實(shí)現(xiàn)精確磨削，擴(kuò)大了機(jī)械制造中磨削技術(shù)的應(yīng)用范圍。

2.3 節(jié)能作用高

超高速磨削技術(shù)應(yīng)用時(shí)，由于砂輪與部件間的摩擦力減少，由磨擦作用產(chǎn)生的熱相對(duì)降低很多，減少了所需要磨削液的壓力和流量，減少了冷卻液的需要量[4]，起到了節(jié)能的作用。

2.4 延長(zhǎng)了磨削工具的使用壽命

這一特性的成因在于每顆磨粒在超高速磨削過程中的負(fù)荷較小，從而增加了磨粒的工作時(shí)限，經(jīng)過論證，若金屬切除概率條件相同，超高速磨削的砂輪使用時(shí)間會(huì)提高8.5倍，速度由80m/s增至200m/s。

3 機(jī)械制造中超高速磨削的技術(shù)關(guān)鍵

3.1 砂輪主軸材料的選擇

超高速磨削技術(shù)應(yīng)用時(shí)，主要是靠提高砂輪主軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到提高砂輪的線速度要求。因此，砂輪主軸材料的選擇尢為重要。它需要?jiǎng)偠雀撸剞D(zhuǎn)精度高，熱穩(wěn)定性好，功耗低，壽命長(zhǎng)[5]等特點(diǎn)，根據(jù)這些要求，可以選用陶瓷滾動(dòng)軸承、磁浮軸承、空氣靜壓軸承或液體動(dòng)靜壓軸承等。由于每種主軸軸承在應(yīng)用時(shí)都有其優(yōu)缺點(diǎn)，必須根據(jù)實(shí)際需要，考慮性價(jià)比，有選擇性的使用。

3.2 磨削砂輪的選擇

磨削砂輪是磨削的主體，對(duì)機(jī)械部件直接起磨削作用，砂輪的質(zhì)量直接影響著磨削質(zhì)量和對(duì)部件的無損性。為了獲得好的耐磨性，高的動(dòng)平衡精度，抗裂性，良好的阻尼特性，高的剛度和良好的導(dǎo)熱性能以及與主軸的連接可靠性等，超高速砂輪可以使用剛玉、碳化硅、CBN、金剛石磨料。結(jié)合門里可以用陶瓷、樹脂或金屬結(jié)合劑等。

3.3 進(jìn)給系統(tǒng)

超高速磨削過程中，對(duì)磨削精度起重要作用的另一個(gè)因素是進(jìn)給系統(tǒng)。進(jìn)給系統(tǒng)的速度和加速度直接影響著磨削整個(gè)系統(tǒng)的工作質(zhì)量。進(jìn)給系統(tǒng)要求推力大，剛度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，行程長(zhǎng)度不限制等，其缺點(diǎn)是發(fā)熱高，如果解決其散熱問題是關(guān)鍵。

3.4 磨削工具的自動(dòng)控制

隨著人工智能技術(shù)在磨削技術(shù)中的應(yīng)用，現(xiàn)代超高速磨削技術(shù)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)人工自動(dòng)化控制。這部分技術(shù)是整個(gè)磨削技術(shù)的實(shí)現(xiàn)人工智能化的關(guān)鍵。為了將工作者從苦悶、惡劣的工作環(huán)境中脫離出來，需要設(shè)計(jì)人員總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，加快創(chuàng)新開發(fā)，利用自動(dòng)化控制技術(shù)、人工智能技術(shù)、虛擬圖形技術(shù)、無線傳感技術(shù)等將磨削技術(shù)升級(jí)到可視化、高精度化、在線動(dòng)態(tài)監(jiān)控化，虛擬模型演示化等水平。通過先進(jìn)的程序設(shè)計(jì)，可以先進(jìn)行模型動(dòng)態(tài)在線演示，將高難度、高精度、高性能的機(jī)械部件磨損率降為零，節(jié)約材料成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4 機(jī)械制造中超高速磨削技術(shù)的應(yīng)用

超高速磨削技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，大大提高了機(jī)械制造的難度和水平。現(xiàn)階段，機(jī)械制造中超高速磨削主要應(yīng)用的技術(shù)有：（1）主軸與曲軸的外圓回轉(zhuǎn)表面的打磨。為了提高工作效率和工作質(zhì)量，需要用到超高速外圓磨削技術(shù)，能夠有效保證高精度的加工質(zhì)量[6]；（2）高效深磨技術(shù)[7]；（3）緩進(jìn)給磨削技術(shù)；（4）砂帶磨削技術(shù)；（5）難加工及硬脆材料超高速磨削；（6）快速點(diǎn)磨削等等。

5 結(jié)束語

超高速磨削技術(shù)具有眾多優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械制造領(lǐng)域中應(yīng)用，能夠提高機(jī)械部件的表面精度和質(zhì)量，節(jié)約機(jī)械部件的加工成本，對(duì)促進(jìn)企業(yè)發(fā)展具有十分重要的意義。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)下，超高速磨削技術(shù)將在機(jī)械制造領(lǐng)域得到更廣的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]黎剛.探析超高速磨削技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2012（9）.

[2]李長(zhǎng)河，蔡光起.超高速磨削技術(shù)的特點(diǎn)及其在工業(yè)中的具體應(yīng)用[J].通用機(jī)械，2005（7）.

[3]喬玉壇，金麗敏.有關(guān)超高速磨削技術(shù)在機(jī)械制造中的分析[J].科技傳播，2012（18）.

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[6]王翠霞.超高速磨削技術(shù)在機(jī)械制造中的分析[J].科技致富向?qū)В?012（35）.

[7]王永新.論機(jī)械制造中的超高速磨削技術(shù)[J].科技資訊，2012（24）.

作者簡(jiǎn)介：陳川雄（1969，2-），男，四川自貢，宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，工學(xué)學(xué)士，機(jī)械制造。