1. 可以采用高速和超高速及寬砂輪磨削來增加單位時(shí)間作用的磨粒數(shù);
2. 采用深切磨削以增大磨屑長(zhǎng)度;
3. 采用重負(fù)荷等強(qiáng)力磨削方式以增大磨屑平均斷面積哮互。

2 高效率磨粒加工技術(shù)發(fā)展

1. 高速超高速磨削
   超高速磨削技術(shù)是現(xiàn)代新材料技術(shù)锌蓄、制造技術(shù)升筏、控制技術(shù)、測(cè)試技術(shù)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的高度集成瘸爽，是優(yōu)質(zhì)與高效的完美結(jié)合您访，是磨削加工工藝的革命性變革。通常將砂輪線速度大于45m/s的磨削稱為高速磨削剪决，而將砂輪線速度大于150m/s的磨削稱為超高速磨削灵汪。超高速磨削在歐洲、日本和美國等發(fā)達(dá)國家發(fā)展較快柑潦。歐洲高速超高速磨削技術(shù)的發(fā)展起步比較早姆赔，最初在20世紀(jì)60年代末期就開始進(jìn)行高速超高速磨削的基礎(chǔ)研究，當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室的磨削速度就已經(jīng)達(dá)到 210～230m/s梯俘。1979年德國Bremen大學(xué)的P. G. Werner教授撰文預(yù)言了高效深磨區(qū)存在的合理性豆凛，由此開創(chuàng)了高效深磨的概念。1983年德國Bremen大學(xué)出資由德國Guhring Automation公司制造了當(dāng)時(shí)世界上第一臺(tái)高效深磨的磨床试著，功率為60kW亡铺，轉(zhuǎn)速為10000r/min叙冕，砂輪直徑為400mm橱柒，砂輪圓周速度達(dá)到了209m/s。Aachen工業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室磨削速度已達(dá)到500m/s鹉某，這一速度已突破了當(dāng)前機(jī)床與砂輪的工作極限主靡。瑞士Studer公司開發(fā)的CBN 砂輪磨削線速度在60m/s以上，并向120～130m/s方向發(fā)展继躁。
   美國60年代中期開始提高陶瓷砂輪的線速度否艺，1967年諾頓公司在市場(chǎng)上出售線速度為61m/s的砂輪和磨床。到70年代初虎炸，60m/s的磨床已有相當(dāng)數(shù)量盒苛，70m/s,80 m/s乃至90m/s的磨床也相繼出現(xiàn)。1993年身堡，美國的Edgetek Machine公司首次推出的超高速磨床邓尤，采用單層CBN砂輪，圓周速度達(dá)到了203m/s,用以加工淬硬的鋸齒等可以達(dá)到很高的金屬切除率贴谎。美國 Connecticut大學(xué)磨削研究與發(fā)展中心的無心外圓磨床汞扎，最高磨削速度250m/s。2000年美國馬薩諸塞州立大學(xué)的S.Malkin等人，以 149m/s的砂輪速度澈魄，使用電鍍金剛石砂輪通過磨削氮化硅景鼠，研究砂輪的地貌和磨削機(jī)理。目前美國的高效磨削磨床很普遍痹扇，主要是應(yīng)用CBN砂輪铛漓。可實(shí)現(xiàn)以 160m/s的速度鲫构，75mm³/mm·s的磨除率票渠，對(duì)高溫合金Incone1718進(jìn)行高效磨削，加工后Ra1～2μm芬迄，尺寸公差±13μm 裙闪。另外采用直徑400mm的陶瓷CBN砂輪，以150～200m/s的速度磨削瘤贷，可達(dá)到RaO.81μm俯够，尺寸公差±2.5～5μm。美國高速磨削的一個(gè)重要研究方向是低損傷磨削高級(jí)陶瓷招惜。
   日本的超高速磨削主要不是以獲得高生產(chǎn)率為目的峰适，而對(duì)磨削過程的綜合性能更感興趣。日本70年代中期棚泛，就能生產(chǎn)45m/s和60m/s的高速磨床靶姻。1985年前后，在凸輪和曲軸磨床上牢米，磨削速度達(dá)到了80m/s怀拨，90年代日本推出了120m/s和 250m/s的高速磨床。日本廣泛地用CBN砂輪取代一般砂輪郊舅，其目的是達(dá)到加工的高效率化妒槐、省力和無人化。至2000年席赂，日本已進(jìn)行500m/s的超高速磨削試驗(yàn)吮铭。Shinizu等人，為了獲得超高磨削速度颅停，利用改制的磨床谓晌，將兩根主軸并列在一起;一根作為砂輪軸，另一根作為工件主軸癞揉，并使其在磨削點(diǎn)切向速度相反纸肉，取得了相對(duì)磨削速度為V_s+V_w的結(jié)果，砂輪和工件間的磨削線速度實(shí)際接近l000m/s烧董。這是迄今為止毁靶，公開報(bào)道的最高磨削速度。
   我國高速磨削起步較晚，1958年開始推廣高速磨削技術(shù)预吆。1964年鄭州磨料磨具磨削研究所和洛陽拖拉機(jī)廠合作進(jìn)行了50m/s高速磨削試驗(yàn)龙填。1974年鄭州磨料磨具磨削研究所進(jìn)行了50～60m/s的磨削試驗(yàn)，1982年10月拐叉，湖南大學(xué)進(jìn)行了60m/s高速強(qiáng)力凸輪磨削工藝試驗(yàn)研究岩遗，為發(fā)展高速強(qiáng)力磨削凸輪軸磨床和高速強(qiáng)力磨削砂輪提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。八十年代初厨棒，東北大學(xué)進(jìn)行了大量的高速磨削試驗(yàn)研究棠吨。以東北大學(xué)為主開發(fā)的YLM—1型雙面立式半自動(dòng)修磨生產(chǎn)線，磨削速度達(dá)到80m/s盟拨，磨削壓力在2500～5000N以上逻盅。1995年，漢江機(jī)床廠使用陶瓷CBN砂輪琢账，進(jìn)行了200m/s的超高速磨削試驗(yàn)阻羞。廣西大學(xué)于1997年前后開展了80m/s的高速低表面粗糙度的磨削試驗(yàn)研究工作。至2000年湖南大學(xué)一直在開展高速磨削研究工作蟆蔫。在2000年中國數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)上忘拧，湖南大學(xué)推出了最高線速度達(dá)120m/s的數(shù)控凸輪軸磨床。從2002年開始凿芦，湖南大學(xué)開始針對(duì)一臺(tái)250m/s超高速磨床主軸系統(tǒng)進(jìn)行高速超高速研究溃擒，并在國內(nèi)首次進(jìn)行了磁浮軸承設(shè)計(jì)。20世紀(jì)90年代至現(xiàn)在铝框，東北大學(xué)一直在開展超高速磨削技術(shù)的研究叮洋，并首先研制成功了我國第一臺(tái)圓周速度200m/s、額定功率55kW吊宋，最高砂輪線速度達(dá)250m/s的超高速試驗(yàn)?zāi)ゴ哺倭桑⑾群筮M(jìn)行了超高速大功率磨床動(dòng)靜壓主軸系統(tǒng)研究颜武、200m/s 電鍍CBN超高速砂輪設(shè)計(jì)與制造璃搜、超高速磨削成屑機(jī)理研究、超高速磨削熱傳遞機(jī)制研究鳞上、高速鋼的高速深磨研究这吻、超高速單顆粒CBN磨削試驗(yàn)研究、高速單顆粒磨削機(jī)理研究篙议、超高速磨削溫度場(chǎng)研究唾糯、磨削摩擦系數(shù)的研究、超高速磨削砂輪表面氣流場(chǎng)的研究鬼贱、超高速磨削機(jī)理分子動(dòng)力學(xué)的仿真以及磨削智能化等方面的研究移怯，部分研究成果達(dá)到國際先進(jìn)水平、部分研究成果與國際水平持平。
2. 快速點(diǎn)磨削
   快速點(diǎn)磨削(Quick - point Grinding)是由德國Junker公司Erwin Junker先生于1994年開發(fā)并取得專利的一種先進(jìn)的超高速磨削技術(shù)舟误。它集成了超高速磨削,CBN超硬磨料及CNC柔性加工三大先進(jìn)技術(shù)葡秒，具有優(yōu)良的加工性能，是超高速磨削技術(shù)在高效率沃羽、高柔性和大批量生產(chǎn)高質(zhì)量穩(wěn)定性方面的又一新發(fā)展捺膳。該工藝主要用于軸、盤類零件加工鉴膝。其CBN或人造金剛石超硬磨料砂輪軸線在水平和垂直方向與工件軸線形成一定傾角诵两，使用薄砂輪與工件形成小面積點(diǎn)接觸，綜合利用連續(xù)軌跡數(shù)控技術(shù)李晾，以超高速度磨削渔茉，可以合并車磨工序。它既有數(shù)控車削的通用性和高柔性恕且，又有更高的效率和精度酬楚，砂輪壽命長(zhǎng)，質(zhì)量非常穩(wěn)定粒颂，是新一代數(shù)控車削和超高速磨削的極佳結(jié)合谜珠，成為超高速磨削的主要技術(shù)形式之一。
   德國目前在這項(xiàng)新技術(shù)的研究開發(fā)上處于領(lǐng)先地位仑萧。目前已在國外汽車工業(yè)士修、工具制造業(yè)中得到應(yīng)用，尤其是在汽車零件加工領(lǐng)域樱衷，即齒輪軸或凸輪軸等棋嘲。這些零件大都包括切人、軸頸矩桂、軸肩沸移、偏心及螺紋磨削過程，應(yīng)用此項(xiàng)工藝可以通過一次裝夾而實(shí)現(xiàn)全部加工侄榴，大大提高了零件加工精度及生產(chǎn)率雹锣。在齒輪加工、機(jī)床制造癞蚕、紡織與印刷機(jī)械制造蕊爵、陶瓷加工、電子工業(yè)中也有廣闊應(yīng)用前景桦山。我國部分汽車制造企業(yè)目前也引進(jìn)了幾十臺(tái)這一工藝設(shè)備攒射，并取得了明顯效益。但應(yīng)用領(lǐng)域尚小恒水，僅限于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)軸類零件的加工会放。由于國內(nèi)目前沒有開展系統(tǒng)的工藝?yán)碚摵蛻?yīng)用研究俗耗，沒有掌握其核心技術(shù)及理論，不能掌握工藝參數(shù)設(shè)計(jì)和編程技術(shù)匈惑，不能配套生產(chǎn)砂輪及相關(guān)附件函以，只能就單一零件由國外壟斷定制，全部工藝和設(shè)備均依賴于進(jìn)口啼脑。而國外由于技術(shù)壟斷轨畏，對(duì)快速點(diǎn)磨削機(jī)理、規(guī)律令袒、磨削質(zhì)量控制及點(diǎn)磨削工藝等深入系統(tǒng)的理論與實(shí)驗(yàn)研究及相關(guān)技術(shù)信息也未見更多報(bào)道瞄隶。因此，跟蹤國際先進(jìn)技術(shù)程蠕，深人開展快速點(diǎn)磨削技術(shù)的理論與應(yīng)用研究第讯，對(duì)于在我國推廣和發(fā)展該項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)、提高制造工藝技術(shù)和裝備制造水平具有重要意義辣铡。國內(nèi)東北大學(xué)已開始進(jìn)行超高速點(diǎn)磨削機(jī)理研究及機(jī)床開發(fā)褒碌。
3. 緩進(jìn)給磨削
   緩進(jìn)給磨削也稱作深切緩進(jìn)給強(qiáng)力磨削，其特點(diǎn)是采用大的切削深度(1～30mm酣衷，比普通磨削大1～1000倍)和很小的工件進(jìn)給速度(3～300 mm/min交惯，是普通磨削的1/100～1/1000)。緩進(jìn)給磨削通過增大砂輪切深來增加磨屑長(zhǎng)度穿仪，以獲得高磨除率(高出普通磨削5倍以上)席爽。該方法在平面磨削中占有主導(dǎo)地位，主要用在磨削溝槽和成型表面啊片。近年德只锻、英、美紫谷、日和瑞士等國發(fā)展了一系列專用緩進(jìn)給成形磨床齐饮，特別是滾珠絲杠和直線電機(jī)技術(shù)的應(yīng)用更加促進(jìn)了緩進(jìn)給磨削技術(shù)的實(shí)用化。緩進(jìn)給磨削的特點(diǎn)如下:

   1. 加工效率高笤昨。由于磨削深度大增祖驱，接觸弧長(zhǎng)增加，同時(shí)參加切削的磨粒數(shù)增多咬腋，因此可以直接磨削出要求的工件形狀羹膳，使粗、精加工合并根竿，大大提高了加工效率;
   2. 擴(kuò)大了磨削工藝范圍。由于可對(duì)毛坯一次加工成形甩澳，故可有效解決一些難加工材料加工問題卜呈，例如燃?xì)廨啓C(jī)葉片成形表面加工艰耿，高溫合金、不銹鋼贵舀、高速鋼型面或溝槽的磨削等苔盆，其效率比銑削高二十多倍。用CBN砂輪緩進(jìn)給磨削真空泵轉(zhuǎn)子槽欲灾，不僅比銑削效率高茵窃，，而且加工質(zhì)量好勉徘，成本節(jié)約40%左右;
   3. 砂輪沖擊損傷小漏北，工件形狀精度穩(wěn)定。由于緩進(jìn)給和行程次數(shù)減少羊湃，減輕了砂輪與工件邊緣的沖
      撞次數(shù)和沖撞程度舵牛，延長(zhǎng)了砂輪的使用壽命，也減小加工表面波紋度的產(chǎn)生;
   4. 磨削力大然走、磨削溫度高援制，切屑長(zhǎng)并在磨削區(qū)嚴(yán)重變形，易堵塞砂輪芍瑞。因此緩進(jìn)給磨削加工時(shí)必須充分供給大量切削液晨仑，以降低磨削溫度，保證磨削表面質(zhì)量;
   5. 加工精度達(dá)2～5μm拆檬，表面粗糙度Ra0.1～0.4μm寻歧。
4. 高效深切磨削(HEDG)
   高效深磨(High Eficiency Deep Grinding，HEDG)技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一種集砂輪高速度(100～250m/s)秩仆、高進(jìn)給速度(0.5～10m/min)和大切深 (0.1～30mm)為一體的高效率磨削技術(shù)码泛。高效深磨概念是由德國Bremen大學(xué)Werner教授于1980年創(chuàng)立。目前歐洲企業(yè)在高效深磨技術(shù)應(yīng)用方面居領(lǐng)先地位澄耍，高效深磨可直觀地看成是緩進(jìn)給磨削和超高速磨削的結(jié)合噪珊。與普通磨削不同的是高效深磨可以通過一個(gè)磨削行程，完成過去由車齐莲、銑痢站、磨等多個(gè)工序組成的粗精加工過程，獲得遠(yuǎn)高于普通磨削加工的金屬去除率(磨除率比普通磨削高100～1000倍)鳖直，表面質(zhì)量也可達(dá)到普通磨削水平悯女。由于它使用比緩進(jìn)給磨削快得多的進(jìn)給速度，生產(chǎn)效率大幅度提高姥咖。后來又進(jìn)一步在CBN砂輪基礎(chǔ)上開發(fā)出200～300m/犀震。的超高速深磨磨床。采用陶瓷結(jié)合劑砂輪以 120m/s的速度磨削碟灾，比磨削率可達(dá)500～1000mm³/mm·s禀坝，比車削和銑削高5倍以上动娄。英國用盤形CBN砂輪對(duì)低合金鋼51CrV4進(jìn)行了146m/s的高效深磨試驗(yàn)研究，材料去除率超過400mm³/mm·s 伟秩。德國Guhring Automation公司FD613超高速平面磨床篓疚，150m/s及CBN磨削寬1～10mm、深30mm的轉(zhuǎn)子槽時(shí)工作臺(tái)進(jìn)給速度達(dá) 3000mm/min猿悔，在125m/s溝槽磨床上掂演，磨削深20mm的鉆頭溝槽可一次完成，金屬磨出率達(dá)500400mm³/mm·s角葱。高效成形磨削作為高效深磨的一種也得到廣泛應(yīng)用栓拜，并可借助CNC系統(tǒng)和CBN成型砂輪完成更復(fù)雜型面的加工，表面質(zhì)量可與普通磨削媲美斑响。此項(xiàng)技術(shù)已成功地用于絲杠菱属、螺桿、齒輪舰罚、轉(zhuǎn)子槽纽门、工具溝槽等以磨代銑加工。普通磨削营罢、緩進(jìn)給磨削赏陵、高效深切磨削方法工藝參數(shù)對(duì)比見表1。
   
   

   表1 普通磨削饲漾、緩進(jìn)給磨削蝙搔、高效深切磨削工藝參數(shù)對(duì)比

   參數(shù)	普通磨削	緩進(jìn)給磨削	高效深切磨削
   ap(mm)	0.001～0.05	0.1～30	0.1～30
   Vw(m/min)	1～30	0.05～0.5	0.5～10
   Vs(m/s)	20～60	20～60	80～200
   Zw(mm3/mm·s)	0.1～10	1.0～10	50～2000
   砂輪	WA60HV	WA60HV	WA60HV
   磨削液	水基磨削液	油溶性磨削液	水基磨削液

5. 高速孟負(fù)荷荒磨
   重負(fù)荷荒磨是以較大的法向修磨壓力快速切除加工余量為目的的磨削方法，適用于鋼坯的修磨考传，鑄吃型、鍛件的清理以及鋼板的粗磨等，磨除金屬量一般占鋼坯質(zhì)量的3% ～7%僚楞。一般不需要修整砂輪勤晚，磨削速度通常在50～l00m/s，法向磨削力一般在2.5～15kN闽芳，金屬磨除率達(dá)1000kg/h倘粮，磨削功率一般為 100～150kW，個(gè)別達(dá)到300kW媚尊。該技術(shù)近年發(fā)展較快乱一，砂輪線速度已普遍達(dá)到80m/s，有的高達(dá)120m/s褂反。磨削法向力可達(dá) 10000～12000N之搅，甚至高達(dá)30000N ;材料磨除率可達(dá)500～600kg/h，最高可達(dá)1000kg/h绝电。重負(fù)荷荒磨機(jī)床已基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化忿奈，法向壓力可隨進(jìn)給速度的變化而自動(dòng)調(diào)整并能保持砂輪轉(zhuǎn)速恒定辟瞄，大大提高了荒磨生產(chǎn)效率默在。東北大學(xué)從?0年代開始進(jìn)行高速重負(fù)荷鋼坯荒磨實(shí)驗(yàn)研究饰址，建立了完整的高速重負(fù)荷荒磨理論體系，近年還研制開發(fā)了用于鋼坯自動(dòng)修磨的并聯(lián)機(jī)器人跺诈，最大修磨壓力達(dá)2520N～5000N产舞，最大金屬磨除率達(dá)1780g/min。重負(fù)荷荒磨的技術(shù)特點(diǎn)包括:(1)磨削壓力菠剩、砂輪速度和金屬磨除率高易猫、磨削功率大，要求機(jī)床具有足夠的剛度和強(qiáng)度;(2)使用高強(qiáng)度具壮、高硬度和粗粒度的重負(fù)荷荒磨砂輪准颓。一般均采用樹脂結(jié)合劑和棕剛玉、微晶剛玉棺妓、燒結(jié)剛玉和錯(cuò)剛玉等高韌性磨料攘已，超硬級(jí)硬度，且砂輪不需要修整;(3)采用干式磨削方式怜跑。
6. 砂帶磨削
   砂帶磨削作為一種在材料表面精密加工中有著样勃，“萬能磨削”和“冷態(tài)磨削”之稱的新型涂附磨削工藝，在現(xiàn)代制造工業(yè)中性芬，其已經(jīng)被當(dāng)作與砂輪磨削同等重要的不可缺少的加工方法峡眶。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，砂帶磨削應(yīng)用已經(jīng)十分普遍植锉，砂帶磨床抓有量已經(jīng)逐步接近砂輪磨床骡榨，其產(chǎn)值比幾乎為1:1。
   自上世紀(jì) 60年代以來奕截，靜電植砂技術(shù)等取得新進(jìn)展寻僧，使美、英衩斋、日者赴、德等國砂帶制造技術(shù)和砂帶磨床都取得長(zhǎng)足進(jìn)步。擁有量已接近砂輪磨床瞎介、其產(chǎn)值比美國為49: 51碗厕，德國45:55 ，日本25:75 融辈，砂帶磨削量已占磨削總加工量一半以上誓华，涂附磨具加工已成為發(fā)達(dá)國家獲得高額經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。美國三家著名砂帶集團(tuán)開發(fā)四萬多種規(guī)格的砂帶胧蹲，55家公司生產(chǎn)砂帶磨削機(jī)床菇唇。目前囊祝，全世界國家每年生產(chǎn)近40萬臺(tái)砂帶磨床和近9500萬平方米砂帶。砂帶磨削目前正沿著強(qiáng)力匪补、高速伞辛、高效和精密方向發(fā)展，如日本在90年代初利用電泳吸附現(xiàn)象研制成功超微磨粒砂帶夯缺，加工如精密陶瓷蚤氏、石英、硅片等脆性材料的精度可達(dá)十幾個(gè)納米踊兜，并能實(shí)現(xiàn)塑性方式磨削竿滨。美國生產(chǎn)的一種砂帶磨床可以完成5臺(tái)銑床的工作量，以往用硬質(zhì)合金端銑刀加
   工鑄鐵軸承體捏境，每件加工時(shí)間為4.8min于游，采用強(qiáng)力砂帶磨床，加工時(shí)間減少到0.8min垫言，一年可節(jié)約加工費(fèi)4.5萬美元贰剥。
   我國砂帶磨削研究及涂附磨具制造起步較晚。近年部分高校和科研院校開展了砂帶磨削技術(shù)研究與開發(fā)骏掀○海“七五”期間由鄭州三磨所、華中理工大學(xué)和湖南大學(xué)共同完成了“砂帶磨削工藝的試驗(yàn)研究”的攻關(guān)課題退博。東北大學(xué)試驗(yàn)研究了金屬線材颖助、葉片型面等的砂帶磨削;重慶大學(xué)先后完成“擺線砂帶磨齒工藝”、“高精度平面砂帶磨削工藝”等項(xiàng)目别印，近期又對(duì)電解砂帶復(fù)合磨削新工藝進(jìn)行研究戏筹，目前開展了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿端面和西氣東輸石油管道焊縫強(qiáng)力砂帶磨削方面的研究。湖南大學(xué)系統(tǒng)研究了砂帶磨削溫度嫁昌，1992通過190柴油機(jī)缸蓋平面強(qiáng)力砂帶磨削工藝試驗(yàn)國家鑒定缓万。華中理工大學(xué)開展了五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控砂帶磨削葉片型面研究。華東紡織大學(xué)最近研究提出應(yīng)用超微磨粒電泳吸附砂帶實(shí)現(xiàn)脆性材料塑性磨削锁荚，以期突破砂帶磨削的精度限制蔫狰，實(shí)現(xiàn)納米加工。我國第二砂輪廠和上海砂輪廠先后從德滴练、意芋妻、瑞士等國引進(jìn)砂帶制造成套技術(shù)和設(shè)備，年產(chǎn)砂帶分別為5×10⁶m²和6×10⁶m²摊桅。

3 高效率磨粒加工關(guān)鍵技術(shù)

1. 高效磨削砂輪
   高效磨削砂輪應(yīng)具有好的耐磨性昭礁，高的動(dòng)平衡精度，抗裂性，良好的阻尼特性剪撬，高的剛度和良好的導(dǎo)熱性摄乒，而且其機(jī)械強(qiáng)度必須能承受高效磨削時(shí)的切削力等。高效磨削砂輪可以使用剛玉残黑、碳化硅馍佑、CBN、金剛石磨料萍摊。結(jié)合劑可以用陶瓷挤茄、樹脂或金屬結(jié)合劑等如叼。樹脂結(jié)合劑的剛玉冰木、碳化硅、立方氮化硼磨料的砂輪笼恰，使用速度可達(dá)125m/s踊沸。單層電鍍CBN砂輪的使用速度可達(dá)250m/s，試驗(yàn)中已達(dá)340m/s社证。陶瓷結(jié)合劑砂輪磨削速度可達(dá)200m/s逼龟。同其他類型的砂輪相比，陶瓷結(jié)合劑砂輪易于修整车匪。與高密度的樹脂和金屬結(jié)合劑砂輪相比秦代，陶瓷結(jié)合劑砂輪可以通過變化生產(chǎn)工藝獲得大范圍的氣孔率。美國Norton公司研究出一種借助化學(xué)粘接力把持磨粒的方法臼裂，可使磨粒突出50%的高度而不脫落蚯景，其結(jié)合劑抗拉強(qiáng)度超過1553N/mm²(電鍍鎳基結(jié)合劑為345～449N/mm²)。我國的南京航空航天大學(xué)已成功地研制高溫釬焊單層超硬磨料砂輪以減少磨削熱前肥，增加磨削比楣索，取得了較好的效果。阿亨工業(yè)大學(xué)在其砂輪的鋁基盤上使用溶射技術(shù)實(shí)現(xiàn)了磨料層與基體的可靠粘接淀肿。為了保證砂輪在整個(gè)使用壽命中保持鋒利媳惦，砂輪的結(jié)構(gòu)需有利于磨粒分裂。要達(dá)到砂輪自鋒利的目的讯谎，除了應(yīng)盡量降低結(jié)合劑的比例外碎员，還要優(yōu)化磨粒的空間分布。為此對(duì)砂輪應(yīng)有一套完善的修整技術(shù)乘硬。砂輪修整是決定磨削質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一倾圣，不同的修整方法具有不同的特點(diǎn)，因而應(yīng)用中需綜合考慮加工條件廷支、工件材料频鉴、砂輪材料等因素，以選擇最佳修整方案。
2. 主軸及其軸承技術(shù)
   高效率磨床主軸單元的性能在很大程度上決定了高效率磨削加工的極限垛孔，因而藕甩，為實(shí)現(xiàn)高效率磨削加工，對(duì)砂輪驅(qū)動(dòng)和軸承轉(zhuǎn)速往往要求很高周荐。主軸的高速化要求主軸有足夠的剛度狭莱，回轉(zhuǎn)精度高，熱穩(wěn)定性好概作，可靠腋妙，功耗低，壽命長(zhǎng)等讯榕。要滿足這些要求骤素，主軸的制造及動(dòng)平衡，主軸的支撐(軸承)愚屁，主軸系統(tǒng)的潤滑和冷卻撑枯，系統(tǒng)的剛性等是很重要的。主軸軸承可采用陶瓷滾動(dòng)軸承蛹活、磁浮軸承簇抑、空氣靜壓軸承或液體動(dòng)靜壓軸承等。陶瓷球軸承具有重量輕匕磅、熱膨脹系數(shù)小枢蜗、硬度高、耐高溫晃逞、高溫時(shí)尺寸穩(wěn)定箍颗、耐腐蝕、壽命高痪猿、彈性模量高等優(yōu)點(diǎn)几郎。其缺點(diǎn)是制造難度大，成本高续残，對(duì)拉伸應(yīng)力和缺口應(yīng)力較敏感兑狱。磁浮軸承的最高表面速度可達(dá)200m/s，可能成為未來超高速主軸軸承的一種選擇鸵赫。目前磁浮軸承存在的主要問題是剛度與負(fù)荷容量低衣屏，所用磁鐵與回轉(zhuǎn)體的尺寸相比過大，價(jià)格昂貴辩棒±浅溃空氣靜壓軸承具有回轉(zhuǎn)精度高，沒有振動(dòng)一睁，摩擦阻力小钻弄，經(jīng)久耐用佃却，可以高速回轉(zhuǎn)等特點(diǎn)。用于高速窘俺、輕載和超精密的場(chǎng)合饲帅。液體動(dòng)靜壓軸承，無負(fù)載時(shí)動(dòng)力損失太大瘤泪，主要用于低速重載主軸灶泵。
3. 高效率磨床
   高速高效加工不但要求機(jī)床有很高的主軸轉(zhuǎn)速和功率，而且同時(shí)要求機(jī)床工作臺(tái)有很高的進(jìn)給速度和運(yùn)動(dòng)加速度对途。還需盡可能組合多種磨削功能赦邻，實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)磨床上能完成所有的磨削工序。此外還要求機(jī)床有高動(dòng)態(tài)精度锉寿、高阻尼轻樟、高抗振性和熱穩(wěn)定性，高度自動(dòng)化和可靠的磨削過程芍司。
   磨床 支 承構(gòu)件是砂輪架馏旅、頭架、尾架抽堵、工作臺(tái)等部件的支撐基礎(chǔ)件。要求它有良好的靜剛度驹拢、動(dòng)剛度及熱剛度起忠。對(duì)于高速超高速磨床，國內(nèi)外都有采用聚合物混凝土(人造花崗巖)來制造床身和立柱的帕吆，也有的將立柱和底座采用鑄鐵整體鑄造而成聋芹，還有采用鋼板焊接件，并將阻尼材料填充其內(nèi)腔以提高其抗震性觅霉，這些都收到了很好的效果沥涕。進(jìn)給系統(tǒng)是評(píng)價(jià)高速超高速磨床性能的重要指標(biāo)之一，而隨著高速超高速加工的發(fā)展绑警，國內(nèi)外都普遍采用了直線伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)求泰，高動(dòng)態(tài)性能的直線電機(jī)結(jié)合數(shù)字控制技術(shù)。如德國西門子公司的直線電機(jī)最大進(jìn)給速度可達(dá)200m/min计盒，其最大推力可達(dá)6600N渴频，最大位移距離為504mm。
4. 磨削液供給技術(shù)
   高速磨削時(shí)北启，氣流屏障阻礙了磨削液有效地進(jìn)入磨削區(qū)卜朗，還可能存在薄膜沸騰的影響。因此咕村，采用恰當(dāng)?shù)淖⑷朔椒ǔ《ぃ黾幽ハ饕哼M(jìn)人磨削區(qū)的有效部分，提高冷卻和潤滑效果，對(duì)于改善工件質(zhì)量逛万，減少砂輪磨損春叫，極其重要。常用的磨削液注人方法有:手工供液法和澆注法泣港、高壓噴射法暂殖、空氣擋板輔助截?cái)鄽饬鞣ā⑸拜唭?nèi)冷卻法墓篇、利用開槽砂輪法等粤沥。在超高速條件下，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)磨削區(qū)的冷卻瘾夯，沖走切屑索射，磨削液的噴注必須有足夠大的動(dòng)量，以沖破砂輪周圍的高速氣流巧嗡，使磨削液抵達(dá)磨削區(qū)虎铅。為了保證超高速磨削的表面質(zhì)量，提高磨削液的利用率恋鞋，減少磨削液中殘留雜質(zhì)對(duì)加工質(zhì)量及機(jī)床系統(tǒng)的不良影響钟骏，必須采用一套高效高過濾精度的磨削液過濾系統(tǒng)。從噴嘴噴注在砂輪上的磨削液赵须，會(huì)在強(qiáng)大離心力作用下形成嚴(yán)重的油霧企鄙。所以超高速磨床還要把磨削區(qū)封閉起來，并要及時(shí)抽出油霧业嗅。然后利用離心和靜電的方法進(jìn)行油氣分離倘谢。
5. 砂輪、工件安裝定位及安全防護(hù)技術(shù)
   高速及超高速磨削砂輪動(dòng)能很大咒吐，必須設(shè)置高強(qiáng)度半封閉或封閉的砂輪防護(hù)罩野建，罩內(nèi)最好敷設(shè)緩沖材料，以吸收或減少砂輪碎塊的二次彈射恬叹。
6. 磨削狀態(tài)檢測(cè)及數(shù)控技術(shù)
   高效率磨削加工中候生，由于砂輪線速度極高，砂輪由于超高速引起的破碎現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生妄呕，砂輪破碎及磨損狀態(tài)的監(jiān)測(cè)是關(guān)系到磨削工作能否順利進(jìn)行和保證加工質(zhì)量和零件表面完整性的關(guān)鍵;在超高速加工中陶舞，砂輪與工件的對(duì)刀精度，砂輪與修整輪的對(duì)刀精度將直接影響到工件的尺寸精度和砂輪的修整質(zhì)量绪励，因此肿孵，在超高速磨削加工中，在線智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是保證磨削加工質(zhì)量和提高加工生產(chǎn)率的重要因素疏魏。目前停做，聲發(fā)射技術(shù)已成功用于超高速磨削的無損檢測(cè)晤愧，利用磨削過程中產(chǎn)生的各種聲發(fā)射源，如砂輪與工件彈性接觸蛉腌、砂輪粘接劑破裂篇瀑、砂輪磨粒與工件磨擦、工件表面裂紋和燒傷瑟顶、砂輪與修整輪的接觸等均可發(fā)射彈性波看剃。這些因素和工件材料、磨削條件鹿腕、砂輪表面的狀態(tài)等因素都有著密切的關(guān)系秋豌。這些因素的改變必然會(huì)引起聲發(fā)射信號(hào)的幅值、頻譜等方面發(fā)生變化悼锻，這就使得我們可以通過檢測(cè)聲發(fā)射信號(hào)的變化來對(duì)磨削狀態(tài)進(jìn)行判別劲旗。因此利用聲發(fā)射技術(shù)可監(jiān)測(cè)磨削裂紋和磨削燒傷，砂輪破碎砂輪磨損透辜、砂輪與工件接觸常孕、砂輪與修整輪接觸，并取得了令人滿意的效果使萨。此外逐会，工件尺寸精度、形狀精度喂很、位置精度和加工表面質(zhì)量的在線監(jiān)控技術(shù)惜颇，高精度、高可靠性少辣、實(shí)用性強(qiáng)的測(cè)試技術(shù)與儀器都是高效率磨削所必不可少的關(guān)鍵技術(shù)。

4 結(jié)語