磨削加工的過去與未來

一 近2000年來機械制造精度，隨著產品性能的不斷提高而發展。

1770年制造第一臺蒸氣機汽缸用的鏜床，所能達到的制造精度僅為1mm，以后陸續出現了汽油發動機，柴油發動機，高速齒輪，軸承，第二次大戰后，噴汽發動機、導彈、衛星相繼發展，零件制造精度迅速提高，如圓度儀上的標準球，其加工精度為0.01μm機床，加工表面粗糙度也不斷降低，如生產型高精度外圓磨床相繼出現，加工精度，可達0.1μm，工件表面粗糙度達Ra0.012μm，金屬材料的發展與產品發展也密切相關，最初使用材料主要是低碳鋼和鑄鐵，然而近代制造的燃汽輪機，就必須有耐熱，耐磨，腐蝕全新材料，于是出現了耐熱，耐磨，耐腐蝕及合金鋼復合材料，陶瓷，在發展航天飛機，人造衛星時，又出現了鈦和鈦合金材料、其它高強度鋼等材料。極限抗拉強度幾乎提高了十幾倍。

所以適應新材料各類零件的磨削加工。磨床和砂輪的品種，性能也有了進一步的發展。在基本型式的基礎上出了10個系列，精密高精度型，半自動型，斜砂輪型，數控型，寬砂輪型，多片砂輪型，高速型，多砂輪架型，強力磨削型等。

　 二 現代機械加工發展及各種新型材料的出現

隨著現代機械加工不斷發展及各種新型材料的不斷出現，對其加工精度表面粗度要求越來越高，其相應的各種磨削分失不斷出現來滿足現代工業的不斷發展

這些年來，磨削技術正朝著這個方向發展，研制和使用新型的，超硬的磨料磨具開發和推廣，超精密磨削，高效的磨削工藝和研制，應用在高精度、高剛度的磨床和磨削加工中。

新型和超硬磨料磨具有：

陶瓷剛玉磨料

陶瓷剛玉磨料經過化學陶瓷化處理，SG經過晶體瓷膠儀后破碎成顆粒，最后燒結成磨料，陶瓷剛玉砂輪韌性比普通剛玉砂輪好，其自銳性鋒利性形狀保持及壽命高2—2.5倍，它目前制造成本高，它通常多與白剛玉式棕砂輪混合體，在發達國家這種混合砂輪普遍使用。

人造金剛石

人造金剛石砂輪，由磨料層、過渡層和基體三部份組成，人造金剛石砂輪用于磨削超高硬度的脆性材料，硬度合金，花崗巖，寶石，光學玻璃，和陶瓷等。

立方氮化硼砂輪

立方氮化硼砂輪的立方氮化硼顆粒粘在普通砂輪表面只有很薄一層，其磨粒韌性、硬度、耐用度是剛玉類砂輪的100倍，適用于高速或超高速及難加工材料，高速綱，耐熱鋼等。它不能用普通切削液，需特殊的切削液。

三 高精磨，小粗糙磨和高速磨削

高精磨小粗糙磨及精密磨削，R0.05-0.1μm

超精密磨削R0.012—0.025μM

鏡面磨削Ra0.012μm以下，它對磨床精度運動平穩性，環境條件，砂輪選擇運用和修整，切削液選擇及澆注處理要求較高

高速磨削

強力磨削

強力度磨削一般指以大的磨削深度，進行磨削加工如緩進行磨削，磨削深度可達1—30mm為普通磨削100—1000倍，工件進給緩慢5—300mm/分鐘，一次或數次行程中將工件加工至尺寸，工作效率高能獲得較高的加工精度，適合于韌材料（如鎳基合金和淬火硬材料）并特別適合于，成型面和溝槽，難加工材料的磨削加工，并可以從鑄、鍛毛坯，直接磨削加工出符合要求的零件。

高速磨削

大于45m/s以上磨削加工，高速磨削可獲得明顯的技術和經濟效益，50-60m/s，生產效率，可提高30-100%，砂輪耐用度，提高0.7-1，工件表面粗糙度降低50%，當前高速磨削線速度達250m/s，并成功進行了500m/s，超高速削試驗。

砂帶磨削

砂帶磨削是以高速運動的，砂帶作為磨具并輔之接觸輪，張緊輪，驅動輪等舊式的磨頭組件對工件進行加工的一種磨削方法。

砂帶由基體，結合劑和磨粒組成，常用牛皮紙布，尼龍纖維和紙布組合體，砂帶上僅有一層經過精選的粒度均勻的磨粒，通過靜電植砂，確定磨粒之間的位置，結合劑常用樹脂，切削刃具有良好的等高性，材料切除率高，磨砂表面質量好。

砂帶磨削發展非常快，工業發達國家砂帶磨削已是磨削加工量的一半左右，與砂輪磨削比，砂帶磨削具有以下特點。

磨削效率高

切除率高，功率利用率高達700mm3/s， 比常規車，銑生產率高，是普通切削10倍，普通磨削5倍。

加工質量好

加工質量好，盡寸精度3μm,表面粗糙度1μm，砂帶磨削已跨入了精磨，系超精密磨削加行列，尺寸精度可達0.1μm，Ra值可達0.01μm，即到鏡面效果。

磨削熱、小工件冷硬度與殘余應力為砂輪磨削的十分之一，即使干磨也不易燒傷工件而且無微裂紋或金相組織的改變具有冷態磨削的美稱。

工藝靈活性大適應強，如平面，內外圓和異形曲面等加工。

材料，加工尺寸適應范圍廣，可加工金屬，還可以加工皮革，木材，橡膠，塑料，對不銹鋼，鈦合金，鎳合金，難加工材料更顯示出其獨特的優勢。當前砂輪磨削最大寬度為1米，而寬達4.9m砂帶磨床已投入使用。

綜合成本低，結構簡單，投資少操作簡單，生產輔助時間少，對工人技術要求不高，工作安全可靠。

它有占地空間大，噪聲大，不能加工小直徑深孔，盲孔，柱坑孔，階梯外園和齒輪等砂帶消耗量大。

四 超精度，高剛度磨床和磨削加工中心

超精度高剛度磨床

精密加工心須由高精度高剛度的機床保證，精密磨床應采用油軸承，空氣軸承，磁軸承，靜動壓軸承，及靜動壓導軌，直線導軌，靜動壓絲杠，進給機構高建化高精密化機床結構，采用穩定性好，抗拉性好，等花崗巖，人造花崗巖，陶瓷，微晶玻璃代替鐵系材料，增加了機床的剛度等。

磨削加工中心

磨削加工中心具備自動交換，自動選擇及自動修正磨削工具的機能，一次裝卡即能完成磨削加工，實現了磨削加工的復合化與集約化，甚至可實現無人化連續自動生產，節約成本，節約工裝費用，對機床高的剛度，熱變形等，進一步提高加工精度，磨削加工，中心是當今磨削技術進步的主要標志，也是磨削加工技術的發展方向。