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超高速磨削及其砂轮技术发展1李长河1，蔡光起21 青岛理工大学机械工程学院，山东青岛（266033）2东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳（110004）E-mail：sy_lichanghe@摘要：高速超高速磨削加工是先进制造方法的重要组成部分，集粗精加工与一身，达到可与车、铣和刨削等切削加工方法相媲美的金属磨除率，而且能实现对难磨材料的高性能加工。
本文主要论述了高速超高速磨削工艺技术的特点；分析了超高速砂轮用电镀或涂层超硬磨料（CBN、金刚石）的特点以及修整方法，介绍了在高速及超高磨床上得到广泛应用的德国Hofmann公司生产的砂轮液体式自动平衡装置。
关键词：超高速磨削，砂轮，关键技术1. 超高速磨削的特点超高速磨削技术是现代新材料技术、制造技术、控制技术、测试技术和实验技术的高度集成，是优质与高效的完美结合，是磨削加工工艺的革命性变革。
德国著名磨削专家T.Tawakoli.博士将超高速磨削誉为“现代磨削技术的最高峰”。
日本先端技术研究学会把超高速加工列为五大现代制造技术之一。
在1996年国际生产工程学会（CIRP）年会上超高速磨削技术被正式确定为面向21世纪的中心研究方向之一，是当今在磨削领域最为引人注目的技术[1]。
高速加工(High-speed Machining)和超高速加工（Ultra-High Speed Machining）的概念是由德国切削物理学家Carl.J.Salomon博士于1931年首先提出，他发表了著名的Salomon曲线，创造性地预言了超越Talor切削方程式的非切削工作区域的存在，提出如能够大幅度提高切削速度，就可以越过切削过程产生的高温死谷而使刀具在超高速区进行高速切削，从而大幅度减少切削工时，成倍地提高机床生产率。
他的预言对后来的高速甚至超高速磨削的发展指明了方向，为高速超高速磨削技术研究开辟了广阔的空间，对于高速超高速磨削技术的实用化也起到了直接的推动作用。
2024年手砂轮作业安全技术1目的手砂轮作业时，由于砂轮转速很高，用手握住，稳定性较差，操作和掌握不当，都可能发生伤害事故。
因此我们制定此标准防止手砂轮作业造成的伤害。
2适用范围在公司内涉及手砂轮作业的员工和外来施工人员。
3定义3.1手砂轮：是指手握的电动或气动砂轮机，砂轮片直接装在主轴上。
本基准以电动砂轮机为主来说明。
4手砂轮的使用标准4.1根据砂轮机主轴转数选择相符合的砂轮片。
4.2使用前，必须认真检查各部螺钉有无松动，砂轮片有无裂纹，金属外壳和电源线有无漏电之处，插头插座有无破损，砂轮的安全护罩是否安全可靠。
安装有漏电保护器的电动砂轮还需定期检查漏电保护器的可靠性。
4.3使用时，首先要进行空转试验，无问题时才可使用砂轮机进行磨削加工。
4.4使用手砂轮时要佩戴防护眼镜、耳塞、口罩及绝缘手套等劳动防护用品。
磨削时精神要集中，两手拿稳砂轮机并缓慢接触工件，接触力要适度，不要用力过大，同时，避免砂轮与工件撞击，以防砂轮爆裂伤人。
要用砂轮的正面磨削，禁止使用砂轮侧面，防止砂轮破碎伤人。
危险部位不要让他人站立。
4.5发现电源线缠卷打结时，应切断电源后再耐心解开，不得手提电线或砂轮机强行拉动。
4.6打磨工作时，砂轮离开打磨工件后，一定要关掉开关。
砂轮未停止转动前不得用手触摸其转动部分或用手强制停转。
转动的砂轮不准随意放置，必须待砂轮停稳后，方可放在指定的地方。
暂时不用时，必须切断电源。
4.7发现手砂轮有不正常的声响时，应立即断电停工检查，如属电气问题，应请电工检修。
严禁私自带电修理或作调整。
4.8砂轮机要存放在干燥处，严禁放在水和潮湿处。
4.9每使用期达三个月，应送交电工检查绝缘、线路、开关情况。
未经电气人员检查、登记的，不得使用。
4.10手砂轮的作业，应遵循《手持电动工具的安全基准》的要求。
5记录无6参考2024年手砂轮作业安全技术（二）摘要：随着科技的不断发展和进步，手砂轮作业也不断发展和改进。
然而，由于手砂轮作业涉及到高速旋转的切削工具，操作人员面临着一系列的安全风险。
砂轮一砂轮的特性参数及其选择砂轮是由磨料和结合剂经压坯、焙烧而制成的多孔体。
砂轮是由磨料、结合剂和气孔所组成。
它的特性是由磨料、粒度、结合剂、硬度和组织五个参数所决定。
1. 磨料常用磨料可分为刚玉系、碳化物系和超硬磨料系三类。
2. 粒度粒度是指磨料颗粒大小.磨料颗粒大小通常分为磨粒和微粉两大类。
3. 结合剂把磨粒粘结在一起组成磨具的材料称为结合剂,它的性能决定了砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性和耐热性。
4. 硬度砂轮硬度是指在磨削力作用下,磨粒从砂轮表面脱落的难易程度。
砂轮硬，表示磨粒较难脱落；砂轮软，磨粒容易脱落。
砂轮的硬度主要由结合剂的粘结强度决定，与磨粒本身的硬度无关。
5. 组织砂轮的组织是表示磨粒、结合剂和气孔三者体积的比例关系。
根据磨粒在砂轮总体积中占有的百分数，将砂轮组织分为紧密、中等和疏松三大类。
砂轮特性,代号和适用范围二.砂轮外形及尺寸砂轮的形状根据被磨削表面的几何形状和尺寸选择，砂轮的外形及尺寸选择由磨床的规格决定。
在生产中通常将砂轮的形状尺寸和特性标注在砂轮端面上，其顺序依次为：形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、线速度。
其中尺寸一般是指外径*厚度*内径。
三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮砂轮的修整一.砂轮磨损与失去磨削性能的形式1，磨粒的磨耗磨损在磨削过程中，在高温高压的作用下，磨粒发生塑性流动和化学反应。
然后，在强烈的机械摩擦作用下，被磨平变钝。
2，磨粒的破碎磨损磨粒在磨削过程中，瞬间升至高温，又在切削液的作用下骤冷。
这样经受多次反复速热骤冷，使磨粒表面形成很大热应力，从而使磨粒因热疲劳沿某个面破碎。
3，磨粒的脱粒磨损在磨削过程中，随着磨削温度的升高，结合剂强度相应下降。
当磨削力超过结合剂强度时，沿结合剂某断面破碎，使整个磨粒从砂轮上脱落不均匀，使砂轮轮廓失真。
4，砂轮表面的堵塞在磨削过程中，在高温高压的作用下使被磨削的材料粘附在磨粒上。
磨下的磨屑也会嵌入砂轮空隙中，砂轮表面的空隙被堵塞后，砂轮钝化而失去磨削能力。
超硬磨料砂轮自动化复合修整机床CAM 系统开发*陈根余1,2， 蓝圣增1,2， 王彦懿1,2， 欧阳征定3， 周 伟1,2， 李明全1,2， 李 杰1（1. 湖南大学激光研究所, 长沙 410082）（2. 湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心, 长沙 410082）（3. 大族激光智能装备集团有限公司, 广东 深圳 518103）摘要 为了使复合修整方法中的多种工艺更系统地整合，提高成形砂轮的修整效率，结合自主研制的激光–机械复合修整装备，开发一套CAM 系统，可根据不同砂轮截面形状，自动规划多工艺、多修整策略下的修整轨迹，计算平面三轴联动修整刀路，自动生成加工代码，同时设计可视化界面仿真加工过程。
对青铜结合剂金刚石砂轮进行修整试验，结果表明：该系统可在保证机床不发生碰撞和过切的情况下，生成激光粗修、半精修及机械精修的加工程序，大幅提高复合修整方法的编程效率，修整后的砂轮轮廓误差在9.1 μm 以内，圆跳动误差为6.1 μm 。
关键词 成形砂轮；激光–机械自动化复合修整；计算机辅助制造；轨迹规划中图分类号 TP23；TG74 文献标志码 A 文章编号 1006-852X(2023)01-0066-09DOI 码 10.13394/ki.jgszz.2022.0061收稿日期 2022-04-29 修回日期 2022-05-20超硬磨料（金刚石和立方氮化硼）制成的成形砂轮具有极高的硬度和耐磨性，在磨削工件时可以一次成形并减少加工工序，提高效率，在高速磨削、强力磨削和精密超精密磨削领域具有广泛应用[1]。
但磨料自身的高硬度导致砂轮的修整极其困难。
目前的修整方法中，机械法修整为主流[2]，其次为电火花修整[3]，两者都有较成熟的设备和系统。
张军峰等[4]针对ZN 蜗杆成形砂轮设计了一套修整器控制系统，可根据蜗杆参数生成砂轮截面形状和对应的双轴机床修整程序；日本AMADA 公司研制的光学曲线磨床[5]可对砂轮进行平面双轴联动修整，是目前生产中常用的精密砂轮修整设备；黄水利等[6]针对电火花工艺的放电特点，设计了电火花成形机床专用数控系统。
CBN砂轮的修整方法及其应用作者：冯宝富蔡光起盖全文1 引言CBN砂轮以其优良的磨削性能和磨削表面质量在高速、超高速磨削、难加工材料的高性能磨削、高效成型磨削等加工领域获得了广泛应用。
在磨削过程中，由于磨削力和磨削区域高温、粘附等作用，砂轮工作表面的磨粒会逐渐钝化；同时，砂轮工作表面的磨粒会因不均匀磨损而失去正确的原始几何形状；此外，由于高速磨削的磨屑非常细小，很容易堵塞砂轮工作表面空隙。
为使CBN砂轮始终保持良好的磨削状态，在磨削过程中必须对砂轮进行修整。
CBN砂轮的整形、修锐技术是CBN砂轮应用领域一个相当重要的研究课题。
CBN砂轮的修整可分为整形和修锐两个步骤。
整形是通过改变砂轮的宏观形状，使砂轮达到要求的几何形状和尺寸精度，并使磨粒尖端微细破碎形成锋利的磨刃；修锐则是通过去除砂轮磨粒间的结合剂，使磨粒凸出结合剂表面，形成必要的容屑空间，使砂轮具有最佳磨削能力。
根据具体情况，整形和修锐可统一进行或同时完成，也可分步进行。
2 CBN砂轮的整形方法CBN砂轮的整形方法较多，常用的有车削整形法、滚压整形法、磨削整形法、电加工整形法等，近年来又出现了激光整形法。
2.1 车削整形法车削法是采用单颗粒金刚石笔、粉末冶金金刚石笔或金刚石修整片等整形工具车削砂轮，以达到整形目的。
1) 单颗粒金刚石笔整形单颗粒金刚石笔具有极高硬度和良好的耐磨性，因此常用于陶瓷结合剂或树脂结合剂CBN砂轮的修整。
金刚石笔的尖端由于受到热和力的集中连续作用，磨损剧烈，因此修整时应通过合理供给冷却液进行充分冷却。
采用单颗粒金刚石笔修整陶瓷结合剂CBN砂轮后，砂轮表面状态不易达到磨削加工要求，容屑空间较小，切削刃较宽，磨削刃不锋利，若直接用于磨削，初期磨削力和磨削温度均较大，容易出现磨削烧伤和振纹，因此必须用油石对修整后的砂轮表面进行合理修锐。
2) 金刚石片状修整器整形采用粉末冶金方法将小粒度金刚石颗粒固结在硬质合金基体上，制成片状修整器。
CBN砂轮（立方氮化硼砂轮）CBNgrindingwheel最理想的高速、高效和高精度的磨削工具一、立方氮化硼（CBN）砂轮的特点：CBN作研磨材料使用时，我们主要研究CBN 的硬度、热稳定性、化学惰性、耐磨性和导热性等。
CBN的硬度远高于其它普通磨料。
高硬度意味着切削能力更强、更锋利；CBN有高的耐磨性，意味着它比普通磨料更难磨损；保持磨粒形状的能力是CBN作为高性能磨料的主要特性之一；CBN的抗压强度很高，这意味着在恶劣的条件下使用时它能保持颗粒完整而不易破碎;CBN有很好的导热性，在磨削时可实现冷切削。
1、高硬度、高韧性立方氮化硼（CBN）是人类合成的硬度仅次于金刚石的超硬材料远远高于普通刚玉与碳化硅磨料，因而具有更佳的切削能力、更锋利2、耐高温、热稳定性好。
立方氮化硼可以承受1250-1350摄氏度的高温，比金刚石的耐热性800摄氏度还要高；在研磨和切削铁质材料时，不会出现粘屑现象，在磨削淬火钢、高钒高速钢、铝高速钢等对磨削温度较为敏感的金属材料是最理想的砂轮。
3、化学惰性强。
立方氮化硼不易和铁族元素产生化学反应，所以对于各种高速钢、工具钢、模具钢、高合金淬硬钢、铬钢、镍合金、粉末冶金钢和高温合金等温度高、硬度高、热传导率低的材料的磨削非常适宜。
4、导热性好。
CBN热导率可达刚玉砂轮的几十倍到百倍，因而能将磨削热迅速导出，减少工件热变形。
对热传导率低的材料磨削非常适宜。
各种喷涂（焊）材料：镍基、铁基等；耐磨铸铁类材料：钒—钛铸铁、高磷铸铁、冷硬铸铁等；钛合金类：如TC45、磨削性能好、加工表面质量好。
由于立方氮化硼磨具能够长期保持磨粒微刃的锋利性，会使被加工工件加工精度和表面粗糙度值都达到较为理想的效果，因此可使工件的耐用度提高10%-30%。
所以即使批量加工的工件，也会始终获得较高的形状、精度及一致性。
CBN砂轮磨削能获得高的尺寸精度和低的表面粗糙度，加工表面不易产生裂纹和烧伤，残余应力小。
