介绍先进磨削技术

2023-07-01 理论教育版权反馈

【摘要】：以提高效率为目的的先进磨削方法常见的有高速磨削、强力磨削、超精密磨削、镜面磨削以及砂带磨削。与砂轮磨削类似，砂带磨削时，其磨粒对工件既有切削作用，又有刻划和滑擦作用。因此，砂带磨削材料切除率高，磨削表面质量也好。目前，在工业发达国家，砂带磨削量已占磨削加工量的一半左右。图8－13砂带磨削图8－14砂带组成

以提高效率为目的的先进磨削方法常见的有高速磨削、强力磨削、超精密磨削、镜面磨削以及砂带磨削。

一、高速磨削

普通磨削时，砂轮线速度常为25～35m／s。当砂轮线速度提高到50m／s以上时即称为高速磨削。大于150m／s属于超高速磨削。目前国内砂轮线速度普遍采用50～60m／s。我国高速磨床的磨削速度可达80～120m／s，发达国家的磨削速度可达200m／s以上。高速磨削的主要优点是生产率高、砂轮寿命长、加工精度高和表面粗糙度值小。高速磨削生产率一般可提高30%～100%，砂轮寿命提高0.7～1倍，工件表面粗糙度值可稳定地达到Ra0.8～0.4μm。高速磨削目前已应用于各种磨削工艺，不论是粗磨还是精磨，单件小批还是大批大量生产，均可采用。但高速切削对磨床、砂轮、切削液供应均需提出相应的要求。

高速磨削时的注意事项：

（1）砂轮主轴转速必须随线速度的提高而相应地提高，砂轮电动机功率要比一般电动机功率大一倍左右。机床刚性必须足够，并注意减小振动。

（2）砂轮速度必须足够，保证在高速旋转下不会破裂。砂轮径向和轴向跳动要小，轴承载荷能力要高，除应经过静平衡试验外，最好采用砂轮动平衡装置。砂轮必须有适当的防护罩。

（3）必须具有良好的冷却条件，有效的排屑装置，并注意防止切削液飞溅。

二、强力磨削

强力磨削是20世纪70年代发展起来的一种高效磨削工艺。强力磨削又叫深磨、蠕动磨削或大切深缓进给磨削。它是以较大的磨削深度（αp＝2～30mm或更多）和很低的工作台进给速度（vw＝5～200mm／min）磨削工件，砂轮在一次进给中几乎将全部磨削余量切除。磨削钢材时的材料切除率可达3kg／min，磨削铸铁时可达4.5～5kg／min。可直接从铸、锻毛坯上磨出成品，实现了以磨代车、以磨代铣、粗精结合的综合加工。强力磨削生产率高、砂轮损耗小、磨削质量好，缺点是设备费用高。适于磨削高硬度高韧性等难加工材料和淬硬金属的成型加工，如磨削耐热合金、不锈钢等的型面和沟槽。

近年来，强力磨削又出现了大切深、快进给的方式，要求砂轮的线速度达到120m／s，工件的进给速度达到2500mm／min，如成形磨削麻花钻的螺旋沟槽，一次进给就可磨出。

强力磨削时的注意事项：

（1）机床电机功率要大，一般在20kW以上，主轴采用滚动轴承。

（2）机床刚性要好。

（3）切削液压力要达0.8～1.2MPa，流量达80～200L／min。

三、超精密磨削与镜面磨削

磨削后，表面粗糙度值Ra在0.01～0.04μm的磨削方法称为超精密磨削；表面粗糙度值Ra＜0.01μm的磨削方法称为镜面磨削。我国在20世纪60年代就研究成功了超精密磨削和镜面磨削，并制造出了相应的高精度磨床，使这项先进磨削技术在生产中得到推广。目前，超精密磨削已成为对钢铁材料和半导体等硬脆材料进行精密加工的主要方法之一。镜面磨削的必要条件是使用具有高刚度、高回转精度的主轴和微量进给机构的磨床，经细心平衡的均质砂轮和精密修整使磨粒尖端变平的砂轮表面。

四、砂带磨削

用高速运动的砂带作为磨削工具，磨削各种表面的方法称为砂带磨削（图8－13）。砂带由基体、结合剂和磨粒所组成（图8－14）。砂带上仅有一层精选的粒度均匀的磨粒，通过高压静电植砂，使其锋刃向上，单层均匀分布在基体表面。砂带上的磨粒分布等高性好，重叠、堆积较少。与砂轮磨削类似，砂带磨削时，其磨粒对工件既有切削作用，又有刻划和滑擦作用。因此，砂带磨削材料切除率高，磨削表面质量也好。

砂带磨削的应用十分广泛，它既能磨削普通钢铁材料，也能磨削各种难加工材料、新型刚玉砂带，尤其适于对各种不锈钢、镍铬耐热合金等材料进行高效磨削。在磨削大尺寸薄板、长径比大的外圆和内孔、薄壁件和复杂型面时砂轮磨削表现更为优越。因此，它是一项很有发展前景的磨削方法。目前，在工业发达国家，砂带磨削量已占磨削加工量的一半左右。

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图8－13　砂带磨削

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图8－14　砂带组成

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