近年來(lái),隨著工程陶瓷、光學(xué)玻璃及半導(dǎo)體硅片等硬脆材料的應(yīng)用日益廣泛,在機(jī)械加工領(lǐng)域由于這類材料的高強(qiáng)度、高硬度和高脆性,給傳統(tǒng)的磨削工藝帶來(lái)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(rèn)為是能夠獲得高去除率的經(jīng)濟(jì)有效的方法之一。
高速磨削的優(yōu)點(diǎn):
(1)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(jī)床的進(jìn)給量,從而提高磨削效率。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),磨削效率一般可以提高1~3倍。
(2)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(jí)。此外,切削力的降低有利于提高工件的尺寸精度。
?。?)提高砂輪的耐用度:理論上由于切屑厚度減小,導(dǎo)致切削力大幅度降低,磨粒承受的負(fù)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(guó)高速平磨與國(guó)際先進(jìn)水平的差距
首先,常規(guī)平磨砂輪線速度和工作臺(tái)往復(fù)速度與國(guó)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(yīng)用較少。國(guó)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(jī)床的常規(guī)速度。
其二,高速磨床的產(chǎn)量很少,應(yīng)用不普及,到目前為止,磨床行業(yè)只有MMS7132A一種型號(hào)和規(guī)格,最高線速度60m/s。機(jī)床是在MM7132A精密平磨基礎(chǔ)上改制,加大磨頭電機(jī)的功率,采用變頻裝置提高轉(zhuǎn)速。加厚了砂輪防護(hù)罩殼,并提高了工作臺(tái)的往復(fù)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(jī)床批量不大,多年來(lái)只是少量生產(chǎn),在整個(gè)產(chǎn)品產(chǎn)量中占比很少。
在超高速磨削領(lǐng)域,雖已作了有益的嘗試,但總的說(shuō)來(lái),在基礎(chǔ)研究方面投入不足,在高速和超高速磨削領(lǐng)域缺乏深入研究,尚未確立自主開(kāi)發(fā)研究高速磨床的計(jì)劃。到目前為止,也沒(méi)有為用戶提供超高速的高效深切成形磨床產(chǎn)品,當(dāng)然這類磨床產(chǎn)品缺乏強(qiáng)力的市場(chǎng)支撐也是一個(gè)原因。對(duì)CBN磨料等先進(jìn)磨料應(yīng)用以及對(duì)超硬非金屬材料的磨削試驗(yàn)等研究也很少,不能為用戶提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。在產(chǎn)學(xué)研方面嚴(yán)重脫節(jié),有的只是為了爭(zhēng)取項(xiàng)目而已。產(chǎn)學(xué)研之間配合不夠,各顧各的利益和興趣,導(dǎo)致成果的產(chǎn)業(yè)化率低下。
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