近年來,隨著工程陶瓷、光學玻璃及半導體硅片等硬脆材料的應用日益廣泛,在機械加工領域由于這類材料的高強度、高硬度和高脆性,給傳統(tǒng)的磨削工藝帶來了挑戰(zhàn)。由于磨削溫度高、磨削效率低,而且砂輪極易鈍化、堵塞而喪失其切削性能,所以此類材料加工成本非常高。而在此類材料的加工中,高速超高速磨削工藝被認為是能夠獲得高去除率的經(jīng)濟有效的方法之一。
高速磨削的優(yōu)點:
?。?)可以大大提高磨削效率。由于高速磨削的切屑厚度減小,切削力降低,如果保持與普通磨削同樣的切屑厚度和切削力,則可極大地提高機床的進給量,從而提高磨削效率。據(jù)有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計,磨削效率一般可以提高1~3倍。
?。?)提高加工工件的表面質(zhì)量:由于磨粒的切屑厚度減小,磨粒留在工件表面上的切痕深度減小,從而提高了工件表面的光潔度(降低了表面的粗糙度),一般可以提高1~3級。此外,切削力的降低有利于提高工件的尺寸精度。
(3)提高砂輪的耐用度:理論上由于切屑厚度減小,導致切削力大幅度降低,磨粒承受的負荷減小,因此,提高了磨粒的切削能力,也就提高了砂輪的耐用度。一般,砂輪壽命可以提高1倍左右。
中國高速平磨與國際先進水平的差距
首先,常規(guī)平磨砂輪線速度和工作臺往復速度與國外水平相比有較大的差距。線速度一般都在35m/s以下,砂輪多采用普通的剛玉砂輪、碳化硅砂輪,CBN、金剛石砂輪的應用較少。國外平磨砂輪速度45m/s以上十分普遍,甚至60m/s的線速度也成為機床的常規(guī)速度。
其二,高速磨床的產(chǎn)量很少,應用不普及,到目前為止,磨床行業(yè)只有MMS7132A一種型號和規(guī)格,最高線速度60m/s。機床是在MM7132A精密平磨基礎上改制,加大磨頭電機的功率,采用變頻裝置提高轉速。加厚了砂輪防護罩殼,并提高了工作臺的往復速度(35m/min),加大了冷卻液流量。砂輪選用高速砂輪。由于用戶較少,機床批量不大,多年來只是少量生產(chǎn),在整個產(chǎn)品產(chǎn)量中占比很少。
在超高速磨削領域,雖已作了有益的嘗試,但總的說來,在基礎研究方面投入不足,在高速和超高速磨削領域缺乏深入研究,尚未確立自主開發(fā)研究高速磨床的計劃。到目前為止,也沒有為用戶提供超高速的高效深切成形磨床產(chǎn)品,當然這類磨床產(chǎn)品缺乏強力的市場支撐也是一個原因。對CBN磨料等先進磨料應用以及對超硬非金屬材料的磨削試驗等研究也很少,不能為用戶提供強有力的技術支撐。在產(chǎn)學研方面嚴重脫節(jié),有的只是為了爭取項目而已。產(chǎn)學研之間配合不夠,各顧各的利益和興趣,導致成果的產(chǎn)業(yè)化率低下。