超高速磨削技术在机械制造领域中的应用研究

超高速磨削技术在机械制造领域中的应用研究
摘要：随着社会不断发展对机械制造提出的更高要求，超高速磨削技术得到了广泛的应用，其具备卓越的加工技术优势，能够实现各种难磨材料的切削，为我国机械制造业的发展做出了重大的贡献。

文章基于此围绕超高速磨削技术开展探讨，分析高速磨削技术的特点以及优越性，旨在深化超高速磨削技术的认识，并为今后相关工作提供参考建议。

关键词：超高速磨削技术；机械制造；应用
超高速磨削技术是指砂轮线的运行速率不低于150 m/s的磨削技术，相比45 m/s的高速磨削技术具有更优异的磨削效率，但是当前一般的机械生产加工不会超过45 m/s，因此高速磨削技术的应用更为普遍，只有当设计一些特殊的难磨材料时，才会选择超高速磨削技术。

相比外国发达国家，我国的超高速磨削技术起步较晚，因此还不够成熟，在未来的不断实践中应该进一步发挥超高速磨削技术的应用价值。

1 超高速磨削技术的工作原理
超高速磨削技术的基本前提是参数保持固定值，砂轮在运行过程中其速率会不断加快，从而使磨削粒的数量持续累积，利用磨削粒来实现磨削厚度的控制，除此之外超高速磨削技术还能够打薄磨屑的厚度，降低单个磨粒的磨削力，在运行当中使整体的磨削力变低。

超高速磨削技术的本质是高速度、高水平，相比一般的高速磨削，其产生单个磨屑的时间明显较少，技术人员应该明了解磨屑的形成时间不同其高应变率也会出现差异，主要体现在：塑性流动环境中磨削沟痕的凸起高度降低，加工工件的表面的变形轻微，工件表面的硬化程度以及剩余应力均下降，磨屑产生时耕犁以及滑擦的间隔变小。

根据以上性质可以得出结论：超高速磨削技术使磨粒运行速率变高、应变率滞后于温度，同时进给效率上升，能够实现跨域的易烧板块，拓宽了磨削技术的参数变化范畴。

2 超高速磨削技术的价值体现
第一，超高速磨削技术能够显著提高磨削效率。

在一定的时间内，超高速磨削技术能够产生更多的磨粒，当磨粒的厚度与常规磨屑厚度相同，便可以实现较高的磨粒进给量，是磨屑的磨除部分在有限时间内增多，这样就提高了磨削的效率，能够避免使用过多的设备。

第二，提高工件的精密度。

如果磨粒进给量稳定在固定数值时，应用超高速磨削技术能够切薄磨屑的厚底，这就是使工件的精密度得到了保障，当磨屑速度高于180 m/s时，超高速会使得磨削的性质发生改变，即转化为液态，从而降低了磨削力。

第三，使砂轮的使用寿命延长。

如果磨粒在一定时间内承受的负荷越大，那么其使用时间就越短，而超高速磨削技术下的磨粒承受较低的负荷，因此每个磨
粒的使用时间得以延长。

当工件切除概率基础基本一致，超高速磨削相比一般磨削技术的砂轮会延长8倍左右的使用寿命，并且速度上升至200 m/s。

第四，保障工件表面的光洁度。

由于超高速磨削技术的运行速率快，能够避免慢速带来的工件表面粗糙，使得工件的表面更加光洁、精致，正是因为磨削速度越快，工件表面的质量才会得到保障。

第五，由于超高速磨削技术的磨削速度快，能够快速实现特殊硬脆材料的磨削。

磨削的厚度越低就能够使工件的磨削部位处于流动状态，这对于硬脆材料是十分关键的，只有这样才能实现玻璃以及陶瓷等材料的磨削，即以塑性变形的方式实现硬脆材料的表面精度。

除此之外超高速磨削技术能够防止热沟区的影响，从而避免工件出现高温烧伤的情况，并以工件的残余应力来提高工件的抗疲劳能力。

3 超高速磨削技术的具体应用
超高速磨削技术在机械制造中的应用主要体现在高效率的深磨、难磨材料的磨削、精密磨削等方面，并且其具有绿色化属性。

首先，高效深磨技术的磨屑速率超过120 m/s时，相比常规磨屑技术的磨除率提高了100～1 000倍，正因为如此，高效深磨技术在实现高水平的磨削率的同时，能够产生与常规磨屑技术类似的表面粗糙程度，实现了缓进给技术的融合，其加工方式有明显的差别，首先融合磨、车、铣等加工流程实现机械精加工，最终获得常规磨削的工件表面粗糙度，并且获得一般磨削技术更加的磨除率。

其次，提高砂轮的运转速度能够控制工件表面凸峰和塑性，由此来控制工件表面的精密度。

这点在日本发展更为全面，日本相比磨削效率，更加注重工件的表面精密度，例如丰田汽车采用CNC磨削，以高水平轴承实现汽车工件的柔性加工。

当然精密磨削技术需要依靠精密度较高的模具，并且保证生产空间的干净，切深为亚米级别从而得到精度的亚米级。

然后，难磨材料指材料本身具备磨屑易粘、加工过程硬化、导热值低、硬度高等特质，这些特点使得材料在磨削时的质量保证具有更高难度，常规磨削技术难以实现，如果出现工件烧伤、砂轮损坏、工件裂痕、磨削效率低等问题，均无法保证工件加工质量。

难磨材料的根本性质在于磨削过程中容易出现较强的、难以控制的化学反应，当磨削温度与化学材料的亲和度呈正比，而超高速磨削技术能够有效降低磨屑厚度，因此能够实现对难磨材料的磨削。

最后，高速磨削技术具备环保性。

主要是因为：超高速磨削技术的磨削时间短，有效抑制过多的能源消耗；延长砂轮的使用寿命，避免设备更换带来的损失；超高速磨削技术生产效率高，减少了对人员、设备的依附力，从而降低生产企业在此部分的人力、物力投入；超高速磨削技术能够及时排解工件的表层温度，从而降低冷却液的使用，间接的节约了生产成本。

4 结语
综上所述，超高速磨削技术具有众多的优点，将其应用在机械制造中不仅可以实现企业的经济效益，还能实现社会效益。

我国在此方面的研究尽管取得了一定的进步，但是相对发达国家还存在差距，这需要技术人员不断开拓创新，以节能环保为基本前提，不断实现超高速磨削技术更大的使用价值。

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