在機(jī)械加工領(lǐng)域败玉，切削辙炒、磨削加工是應(yīng)用最廣泛的加工方法。其發(fā)展總趨勢是高效摆采、高精度猬笑、高柔性和強(qiáng)化環(huán)保意識。提高磨削加工效率一直是磨削領(lǐng)域所關(guān)注的重要目標(biāo)选从。目前呜颓，磨削加工的應(yīng)用研究方向是提高表面質(zhì)量和高速、高效麦咪。

1．高速高效磨削加工工藝

高效磨削包括超高速磨削候摹、高效深磨、緩進(jìn)給磨削和砂帶磨削娄勒。高效磨削的各種磨削工藝效率和磨削用量范圍如表1所示她添。高效磨削技術(shù)的推廣應(yīng)用將大幅度提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量，并降低成本馋奠。

表1 各種磨削工藝的效率及參數(shù)范圍比較

（1）超高速磨削

超高速磨削時屎洒，砂輪線速度大于150m/s。在超高速磨削加工過程中丰吐，保持其它參數(shù)不變虑稼，隨著砂輪速度的大幅提高，單位時間內(nèi)磨削區(qū)域的磨粒數(shù)增加势木，每顆磨粒切下的磨屑厚度變小蛛倦，則超高速磨削時每顆磨粒切削厚度變薄歌懒。實(shí)驗(yàn)表明其截面積僅為普通磨削條件下的幾十分之一，這導(dǎo)致每顆磨粒承受的磨削力大大變小溯壶，總磨削力也大大下降及皂。超高速磨削時磨粒在磨削區(qū)上的移動速度和工件的進(jìn)給速度均大大加快，加上應(yīng)變率響應(yīng)的溫度滯后的影響茸塞，會使工件表面磨削溫度有所降低躲庄，因而能越過容易發(fā)生磨削燒傷的區(qū)域，而極大擴(kuò)展了磨削工藝參數(shù)的應(yīng)用范圍钾虐。超高速磨削可以大幅度提高磨削效率噪窘，延長砂輪壽命和改善表面粗糙度。超高速磨削可以對硬脆性材料實(shí)現(xiàn)磨削效扫，對高塑性等難磨材料也有良好的磨削表現(xiàn)倔监。同時由于超高速磨削縮短了加工時間，因而減少了能量的消耗计侯，降低了噪聲的污染帝畸。

（2）高效深磨

在高效深磨技術(shù)中，砂輪的速度為100～250m/s傻当，進(jìn)給速度為0.5～10m/min邀安，切深為0.1～30mm。高效深磨是緩進(jìn)給磨削和超高速磨削的結(jié)合堤型。高效深磨可以通過一個磨削行程扬瘸，同時完成車、銑教物、磨等多道工序組成的粗精加工過程乌骇，獲得遠(yuǎn)高于普通磨削加工的金屬去除率，表面質(zhì)量也可達(dá)到普通磨削水平糊争。

（3）緩進(jìn)給磨削

緩進(jìn)給磨削是采用增大磨削深度序摔、降低進(jìn)給速度、形成砂輪與工件有較大的接觸面積和高的速度比婴鞭，達(dá)到高的金屬磨除率目的柱悬。緩進(jìn)給磨削是一種能夠快速磨去大量材料并加工出精密零件的加工方法。緩進(jìn)給磨削與銑削過程相似未斑，切削深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通平面磨削量九。緩進(jìn)給磨削深度一般在2.5～6.35mm之間。這樣的磨削深度和砂輪與工件之間大的接觸面積抑制了加工振動的產(chǎn)生颂碧，使所磨削的零件表面質(zhì)量大大優(yōu)于其他磨削工藝方法。

（4）砂帶磨削

砂帶磨削工藝是將環(huán)形砂帶套在接觸輪和張緊輪的外圓上类浪。在張緊狀態(tài)下载城，使高速旋轉(zhuǎn)的砂帶表面與工件的加工表面相接觸肌似，并在一定的壓力作用下，產(chǎn)生的相對摩擦運(yùn)動對工件表面進(jìn)行磨削加工的一種工藝方法诉瓦。砂帶磨削效率是銑削的10倍川队，普通砂輪磨削的5至20倍。

2．高速高效磨削設(shè)備

（1）高速高效磨削用砂輪

高速高效磨削砂輪的特點(diǎn)是耐磨性好睬澡、動平衡度和抗裂性高固额、阻尼特性和導(dǎo)熱性良好。其機(jī)械強(qiáng)度能承受高速煞聪、超高速磨削時所產(chǎn)生的切削力斗躏。高速高效磨削砂輪可以用剛玉、碳化硅讹荣、CBN父森、金剛石磨料等制成。結(jié)合劑可以使用陶瓷合杜、樹脂或金屬結(jié)合劑等秽烫。砂輪的結(jié)構(gòu)必須有利于磨粒分裂，以保證砂輪在整個使用過程中保持鋒利要達(dá)到砂輪自銳的目的断迁，除了應(yīng)盡量降低結(jié)合劑的比例外耙窥，還要優(yōu)化磨粒的空間分布。在進(jìn)行某些高速磨削過程中迎硼，要求保持高的磨削效率和良好的磨削質(zhì)量还皮。砂輪修整是決定磨削質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，不同的修整方法具有不同的特點(diǎn)古贡，應(yīng)用中需考慮綜合加工條件那捍、工件材料、砂輪材料等因素签党，以選擇最佳修整方案槐滔。

（2）高速主軸

高速高效磨削用主軸單元的性能，在很大程度上決定了高速磨床所能達(dá)到的最高磨削速度極限谒所。因此热康，為實(shí)現(xiàn)高速高效磨削，對砂輪驅(qū)動和軸承轉(zhuǎn)速往往要求很高劣领。主軸的高速化要求主軸有足夠的剛度姐军、回轉(zhuǎn)精度高、熱穩(wěn)定性好尖淘、可靠奕锌、功能消耗低、使用壽命長等村生。要滿足這些要求惊暴，主軸的制造及動平衡饼丘、主軸的支撐、主軸系統(tǒng)的潤滑和冷卻以及系統(tǒng)的剛性等是非常重要的辽话。為減小由于磨削速度的提高而增加的動態(tài)力肄鸽，要求砂輪主軸及主軸電動機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行極其精確，且振動極小油啤。

（3）高速高效磨床

高速高效磨削用的磨床具有很高的主軸轉(zhuǎn)速和功率啄灭、高度自動化和可靠的磨削過程，還具有高精度党纱、高阻尼囊喜、高抗振性和熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)。高速高效磨床應(yīng)盡可能組合多種磨削功能垄坡，以實(shí)現(xiàn)在一臺磨床上能完成所有的磨削工序间皮。其工作臺要求有很高的進(jìn)給速度和運(yùn)動加速度。磨床支撐構(gòu)件是砂輪架琼葫、頭架罩音、尾架、工作臺等部件的支撐基礎(chǔ)件蚯巍，應(yīng)具有良好的靜剛度试旬、動剛度和熱剛度。

（4）高速高效用磨削液

在高速條件下浅涛，為了實(shí)現(xiàn)對磨削區(qū)的冷卻注寥，沖走切屑，噴注的磨削液必須有足夠的動能恤锣，以沖破砂輪周圍的高速氣流廷蓉，使磨削液抵達(dá)磨削區(qū)，因此马昙，磨削液的流量桃犬、壓力應(yīng)比普通磨床成倍增加。選擇正確的磨削液注入方法可以增加磨削液進(jìn)入磨削區(qū)的有效部分行楞，提高冷卻和潤滑效果攒暇，改善工件質(zhì)量和減少砂輪磨損。磨削液的過濾系統(tǒng)應(yīng)具有高過濾精度子房，以保證磨削工件的表面質(zhì)量形用，提高磨削液的利用率，減少磨削液中殘留雜質(zhì)對加工質(zhì)量及機(jī)床系統(tǒng)的不利影響证杭。

3．實(shí)現(xiàn)高速高效磨削的主要途徑

要想實(shí)現(xiàn)高速高效磨削田度，主要有以下幾種方法：一是提高砂輪速度。砂輪速度的提高，減小了磨削力镇饺，降低比磨削能携丁，改善了切屑的形成。當(dāng)砂輪速度達(dá)到超高速后峰遇，工件表面的溫度隨著砂輪速度的提高而降低。二是提高工件速度拭牌。提高工件速度可以避開臨界溫度篡前，進(jìn)入高速高效磨削區(qū)，工件表面的溫度急劇下降方占，不會出現(xiàn)熱破壞溫度泡愉，砂輪能很快離開已磨削過的磨削表面，大部分的熱量進(jìn)入切屑和冷卻液中升院。三是合理選擇砂輪锄灾。CBN磨料具有硬度高、抗磨損能力大匠借、高化學(xué)穩(wěn)定性的特點(diǎn)覆霹，是高速高效磨削的理想磨料。濃度大的砂輪有較多的動態(tài)切削刃和較薄的切屑胆快，使材料切除率大時磨削力減小煞陵。電鍍立方氮化硼砂輪具有大的濃度，有最大的容屑空間烁焙，是最佳選擇航邢。