金刚石工具行业磨削技术的发展趋势分析

发布者: 发布时间:2016-9-20 8:55:48 阅读:

    随着高强度、高硬度、高耐磨性等新型材料的出现,磨削加工呈现精密加工的属性,超硬砂轮的出现为扩大磨削的应用范围和促进高效磨削的发展创造了条件,因此高效磨削工艺的发展就显得尤其重要和迫切。

高效磨削是以增大磨削负荷或提高金刚石砂轮线速度为手段,增加单位时间金属磨除率,以期与车削、铣削那样高的金属切除率相媲美,甚至更高,它主要包括超高速磨削、缓进给磨削、高效深磨和快速点磨削。

1、超高速磨削机理

超高速磨削过程中,若保持其它参数不变,增大砂轮线速度vs,单位时间内参与工作的磨粒数增加,则每颗磨粒切下的磨屑厚度变薄,导致每个磨粒承受的磨削力大大变小,总的磨削力也大大降低。若调整参数使最大磨屑厚度保持不变,由于单位时间内参与工作的磨粒数增加,磨除的磨屑增多,磨削效率会大大提高。

2、超高速磨削的特点

超高速磨削可以对脆性材料实现延性域磨削,对难磨材料也有好的磨削表现,比之普通磨削显示出极大的优势:

1) 磨粒相对工件的速度已接近于应力波在工件中的传播速度量级,致使工件变形区域明显减小,磨削力和比磨削能小。若平均每颗磨粒的切深与普通磨削一样,则进给量vf大幅度提高,金属去除率Z 得到提高,磨削效率大幅度提高。

2) 超高的磨削速度使单颗磨粒受力小,砂轮磨损小,延长了砂轮的使用寿命。

3) 磨削表面粗糙度值随砂轮速度的提高而降低,磨削热量多被磨屑带走,使工件表面温度降低,而且受力和受热变质层变薄,从而得到高表面品质、低粗糙度值的加工表面。

4) 超高速磨削时,变形区材料在近乎绝热剪切条件下完成切削,使难磨材料的磨削性能改善,可以实现对硬脆材料的延性域磨削。

3、实现超高速磨削的关键技术

1) 进一步提高磨削速度

缩短与国外超高速磨削速度的差距,使超高速磨削在工业生产中成为可能。

2) 发展超高速磨削用主轴单元制造技术

超高速磨削用主轴单元的性能决定超高速磨床所能达到的极限磨削速度。液体动静压电主轴是我国电主轴领域最有希望发展自主知识产权和形成自主品牌的电主轴产品,但国内产品在速度、精度及制造工艺方面还需进一步提升和完善。

3) 进一步研究超高速磨削机理与工艺

研究超高速磨削机理与工艺主要包括: 研究工件材料( 特别是难加工材料) 的超高速磨削过程和磨削现象,揭示磨削的内在规律,建立完善的超高速磨削基础理论体系,建立相应的高速磨削数据库,利用虚拟仿真技术,开发超高速磨削的计算机仿真软件,以期指导超高速磨削的生产实践。

磨削加工在机械制造业中应用非常广泛,在汽车和航空航天等领域的应用尤其重要,随着高硬度,高强度,高耐磨性,高功能性的新型材料的广泛应用,磨削技术正朝着高速高效、低表面粗糙度、精密、智能化方向发展。随着新型超高速磨削砂轮的应用与发展,高速大功率主轴单元制造,新型磨削液及砂轮修整等相关技术以及磨削数控化和智能化等技术的发展,高速和超高速磨削技术的发展前景将非常广阔。

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