【編者按】磨削是指用磨料，磨具切除工件上多余材料的加工方法。磨削加工是應(yīng)用較為廣泛的切削加工方法之一。下面小編帶大家一起來了解磨削技術(shù)與磨削技術(shù)未來的發(fā)展趨勢犀进。

對于泵、汽輪機(jī)和汽車制造织扰，從能效方面來說膊节，表面設(shè)計將成為關(guān)鍵技術(shù)。將創(chuàng)新的方法（如：仿生微結(jié)構(gòu)）用于表面設(shè)計是可能的。為了使加工制造規(guī)劃符合高能效要求每缎，將采用多種方法朝财，如：優(yōu)化冷卻液供應(yīng)以及使用全新驅(qū)動方案或刀具。

老齡化社會燃圾、生態(tài)龟栗、移動性、個性化以及城市化是當(dāng)前人們的談話熱點弧泊。這些熱議主題對加工技術(shù)有著深遠(yuǎn)的意義焰醇，因為由此將形成新的市場，老的市場將消亡近们，并使重點轉(zhuǎn)移腿扒。

平均國民年齡越來越高，人們對于生態(tài)環(huán)保方面的意識也在不斷提高术瓮，這對于加工技術(shù)有著尤為重要的意義康聂。老齡化社會將會導(dǎo)致醫(yī)療產(chǎn)品需求上升，從而使難切削材料的比例增大胞四。為了能滿足這些高需求恬汁，必須在生產(chǎn)效率和自動化程度方面對現(xiàn)在的加工工藝進(jìn)行進(jìn)一步的開發(fā)。

加工能效

人類行為應(yīng)符合生態(tài)要求辜伟，在這個方面的意識在不斷提高氓侧，這直接和間接地影響著加工技術(shù)。這帶來的直接后果就是导狡，現(xiàn)在不僅要關(guān)注經(jīng)濟(jì)性约巷，還要對加工能效進(jìn)行考量。為了使加工制造規(guī)劃符合高能效要求旱捧，將采用多種方法独郎，如：優(yōu)化冷卻液供應(yīng)以及使用全新驅(qū)動方案或新工具。

除了這些直接影響外枚赡，還有一系列間接影響氓癌，因為市場需要高能效產(chǎn)品。對此可從流體機(jī)械（如：泵或汽輪機(jī)）以及汽車中察覺到痴坦。在泵和電站制造行業(yè)，為了能進(jìn)一步提高效率翎襟，花費了大量人力物力遏谭。從而使需加工表面的復(fù)雜性增大。為了降低汽車油耗寿针，汽車制造商使用了高科技發(fā)動機(jī)技術(shù)思樟。同時，針對舒適性和發(fā)動機(jī)性能的要求也在提高。

為了適應(yīng)針對產(chǎn)品和零件的這些不斷提升的要求晦哺，表面設(shè)計是一項關(guān)鍵技術(shù)箫驻。提高表面質(zhì)量將使摩擦損耗降低，采用所形成的微觀結(jié)構(gòu)還能實現(xiàn)額外的功能贩挨，改善邊緣區(qū)域則可提升使用壽命绍挤。

在超硬材料和難切削材料被頻繁使用這一背景下，磨削技術(shù)就有尤為重要的意義尤桃。只有在對流程有了必要的了解并根據(jù)待加工材料和表面的目標(biāo)幾何尺寸使用正確的刀具和正確的流程策略情況下籽榕，才能完成“定制表面”。在本報告中將對所面臨的挑戰(zhàn)加以介紹甘桑，并對選擇正確刀具和理想流程策略所用方法進(jìn)行探討拍皮。另外還將展示如何才能通過對刀具和策略設(shè)計進(jìn)行有機(jī)組合使創(chuàng)新的產(chǎn)品效率提升方案得以實現(xiàn)。

磨具特性

磨具特性將對應(yīng)用行為跑杭、表面質(zhì)量铆帽、零件邊緣區(qū)域以及生產(chǎn)效率產(chǎn)生巨大影響。砂輪特性將由切削材料類型德谅、粒度大小以及磨粒密度和粘結(jié)劑特性決定爹橱。為了加工脆硬材料，將主要使用金剛石作為切削材料女阀。在選擇相關(guān)粘結(jié)劑時必須確保磨粒的所有潛力都得到利用宅荤。為了進(jìn)一步提高金剛石砂輪的性能，金屬粘結(jié)劑材料的潛力十分巨大浸策。

金屬粘結(jié)劑耐磨損冯键、耐高溫，并擁有很高的熱傳導(dǎo)能力庸汗。在同時采用多孔結(jié)構(gòu)時能實現(xiàn)“冷態(tài)”磨削惫确。這能使內(nèi)部壓應(yīng)力顯著提高。為了能在磨削時加工出Ra為0.1μm的表面質(zhì)量也隧，必須使用很小的磨粒流沦。但是，降低磨粒大小會使磨粒表面以及磨粒保持力降低絮商。通過針對性地調(diào)整燒結(jié)參數(shù)可克服這一現(xiàn)象邢窜。

流程策略

在選擇了正確的砂輪屬性后，設(shè)計正確的磨削策略對于達(dá)到表面設(shè)計要求有著決定性的意義铆韭。也許是出于美學(xué)方面的原因丘隙，或者是為了優(yōu)化流體表面，或者是因為新的應(yīng)用（如：膝關(guān)節(jié)植入物）菜涯，需加工自由曲面的比例也在增加伶离。為了經(jīng)濟(jì)地加工出具有高表面質(zhì)量和低形狀公差的自由曲面禾膀，需要使用合適的磨削策略。與三軸加工相比诺教，通過將砂輪置于與進(jìn)給運動呈直角的位置加上曲面法向加工就可獲得恒定的嚙合條件驹柴，從而能實現(xiàn)更高的形狀精度以及更高的切削能力。

通過將磨具置于進(jìn)給方向碗帅，還能使零件粗糙度顯著下降夹厌，因為切削速度和進(jìn)給速度不指向同一方向，砂輪形貌的影響將下降橙数。在采用定形切削刃切削方面尊流，很久以來，五軸加工就已是代表性技術(shù)灯帮，并在行業(yè)中被廣為使用崖技。目前，五軸磨削是受推崇方案的代表钟哥，它是專門為應(yīng)用所設(shè)計的迎献。

迄今為止，所使用的CAD/CAM程序是為定形切削設(shè)計的腻贰。而將此軟件用于五軸磨削加工將給自己帶來一些問題吁恍。程序分辨率不能滿足磨削加工需求。這可能會造成工具路徑包含不希望有的拐點或者未定義的點播演，這會在磨削時造成輪廓偏差冀瓦。另外，CAD/CAM程序忽略工具磨損写烤，它從理想化狀態(tài)出發(fā)秘舅，而不是修整后所具有的工具幾何尺寸。對磨損或?qū)嶋H工具形狀加以考慮有可能使輪廓精度得到提高培车。

在采用由合適的砂輪屬性和磨削策略組成的最佳組合時猩烘，也有可能將創(chuàng)新的方法用于表面設(shè)計，如：仿生微結(jié)構(gòu)割钧。

仿生結(jié)構(gòu)中一個很好的例子是肋條狀皮膚組織内会，它仿照了鯊魚皮結(jié)構(gòu)，它能把近壁面摩擦最多降低10%衔侯。在用于流體機(jī)械時蝉嘲，如：泵、蒸汽輪機(jī)或航空引擎迈枪，這可使效率得到明顯提高痛的。微結(jié)構(gòu)寬度不超過20μm，高度為10μm蓄惫，并且必須沿流體方向排列虚烂。通過自由曲面實現(xiàn)高效與流體相關(guān)的表面采用了自由曲面，從而進(jìn)一步提高效率萨驶，其中歉摧，流體在自由曲面上彎曲流過。通過將微磨粒嵌入金屬粘結(jié)劑并采用適宜的燒結(jié)參數(shù)腔呜，可按照磨削技術(shù)要求制造出所需結(jié)構(gòu)尺寸叁温。通過使用五軸磨削策略可制造出能磨削自由曲面上凸起微結(jié)構(gòu)的磨具。對此必須使砂輪幾何尺寸與磨具軌跡半徑和工件彎曲度相匹配核畴。

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