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摘 要：在机械制造领域中，超高速磨削技术的应用越来越广泛。本文介绍了超高速磨削技术的现状和发展历程，总结超高速磨削技术的优越性和技术特点，分析超高速磨削技术在机械制造领域中的应用包括高效深磨技术、超高速精密磨削技术和难磨材料超高速磨削技术等，并据此充分了解超高速磨削技术的优势。
关键词：超高速磨削；机械制造；应用
机械制造领域中，通常以砂轮线的速度大于45m/s的磨削称为高速磨削，而超高速磨削技术则是砂轮线速度大于150m/s的磨削技术，在实际制造生产过程中，磨削速度通常低于45m/s，只有少数部分生产应用了超高速磨削。
随着我国社会经济的不断进步，机械制造业也日益发展壮大，效果显著。目前，科学技术越来越先进，利用科学技术融入实际生产，从而提升经济效益是当前机械制造业以及其他工业的重要课题。我国超高速磨削技术的应用仍存在一定缺陷，重视并研究超高速磨削技术，充分发挥其在实际应用中的优势，使其得到迅速发展，对于我国机械制造行业具有十分重要的意义。
1 超高速磨削技术起源发展及现状
磨削加工在制造领域中历史悠久，是一种古老的制造技术，其广泛应用于世界各地。低速磨削技术是历来制造技术的主要手段，到20世纪之后，世界发达国家开始尝试研究超高速磨削技术并将其应用于实际生产中，然而超高速磨削技术存在的问题突出，超高的磨削运转速度会导致加工温度急剧上升，烧伤磨削砂轮以及加工工件，这个问题在很大程度上限制了磨削速度的提高，降低磨削加工的效率。
20世纪初期，德国切削专家Car1.J.Salomo提出磨削温度和磨削速度之间的假设关系，他认为在高速磨削过程中，存在一个区域，在这个区域内，磨削温度随着磨削速度的加快而升高，到磨削温度达到顶点时，温度将不会随着磨削速度的加快而持续升高，反而会降低，这就是“热沟”。若磨削速度超越了“热沟”，那么速度的继续提高，磨削温度仍会下降。这一科学论断明确了超高速磨削技术的发展方向，为超高速磨削技术的研究提供科学的理论基础。
关于超高速磨削技术的研究方面，各国研究发展水平各有不同，以欧洲为例，欧洲发展起步较早。20世纪60年代末期，欧洲超高速磨削的基础研究已经能够实现磨削速度达到210～230m/s，20世纪70年代末期，采用CBN砂轮体现了超高速磨削的发展，1973年9月，砂轮磨削圆周速度120m/s的磨轴承内环外沟槽的高速磨床在西德汉诺威国际机床展览会上展出。1983德国制造了第一台高校深磨的磨床，其功率60KW，转速19kr/min，砂轮直径400mm，砂轮线速度达到209m/s，利用高线速度、深切入、快进给进行磨削，大大提高了磨削的效率和质量。随着时代的不断发展，20世纪90年代初，，最高砂轮线速度可达到500m/s，目前，实际应用的砂轮线速度也可达到200～250m/s。我国高速磨削技术研究起步较晚，20世纪70年代第一汽车厂、第一砂轮厂、华中工学院、郑州磨料磨具与磨削研究所等先后进行了50～60m/s的磨削试验；湖南大学进行了60-80m/s高速磨削试验。80年代初，东北大学进行的高速磨削试验磨削速度达到80m/s，90年代进行的超高速磨削技术研究速度可达到200m/s。目前，东北大学首先研制出的超高速磨床速度可达到200m/s，到现在，我国仍对超高速磨削技术进行不断研究，包括超高速磨削温度场技术以及超高速磨削热传递机制等技术研究。
2 超高速磨削技术的特点
2.1 磨削效率高
超高速磨削技术的应用大大提高了磨削效率，单位时间内通过增加磨削区的磨粒数量，在每一磨粒磨除的平均磨屑厚度和传统磨削一样的情况下，在很大程度上提高进给量，使单位时间磨屑的磨除体积得到充分增加，提高了生产率，降低了设备成本。
2.2 提高砂轮耐久度，延长使用寿命
超高速磨削技术的特点使得磨削过程中磨粒负荷减小，工作寿命延长。试验表明，在金属切除概率相同的情况下，砂轮速度达到200m/s时砂轮的寿命比砂轮速度80m/s时高出8.5倍。
2.3 提高零件光洁度
超高速磨削可以降低加工工件表面粗糙程度，增加加工表面的光洁度，排除其他因素，磨削速度与工件表面光洁度成正比。
2.4 提高工件的使用效能
超高速磨削技术的应用使得磨削过程中越过“热沟”，避免加工工件表面烧伤的问题，同时工件表层产生了残余压应力，提高了零件的抗疲劳性。
3 超高速磨削技术的应用
3.1 高效深磨技术
高校深磨技术是提高磨削生产率方面最典型的应用。高效深磨技术集进速给速度高、砂轮转速快以及深切程度大，是近几年来发展起来的高效率磨削技术之一。相比传统磨削技术，高效深磨技术能够提高材料磨削率，还能够获得与传统磨削一样的表层粗糙程度。高效深磨技术有机结合了超高速磨削和缓进给技术，不同于普通磨削技术，其通过磨削阶段完成磨、车、铣等工序结合对机械进行精加工，在获得普通股磨削技术下工件表面质量的情况下，还能有效提高工件磨除率。通常高校深磨技术应用的磨削速度能达到60～250m/s，采用陶瓷结合剂砂轮，在磨削速度为120m/s时磨除率比一般磨削技术高出100～1000倍，比车削和铣削高出5～20倍。若磨削速度达到120m/s且使用CBN砂轮，磨除率会更高。
3.2 超高速精密磨削技术
试验表明，砂轮速度的提高能够减小工件表面塑性变形程度以及残留凸峰，提高工件表面粗糙度。日本对于超高速精密磨削技术的应用最为广泛，其对于超高速精密磨削技术的研究和使用不以提高机械磨削效率为目标，而是为了追求磨削的工件表面质量和磨削精度。例如，日本的丰田工机使用CNC超高速磨床时，为达到对全部工件柔性加工的目的，配备了最先进的轴承，用200m/sN速的薄片砂轮来对零件进行纵磨。
3.3 难磨材料的超高速磨削
难磨材料具有导热系数低、高温强度高、高硬度、强韧性、磨削屑易粘附、加工硬化趋势强等特点。因此，在磨削加工是存在变形、迅速钝化砂轮、裂纹、表面烧伤、磨屑粘附以及磨削加工效率低等问题。在国外，通过对难磨材料的深入研究表明，难磨材料拥有较强的化学反应能力，易导致砂轮急剧堵塞，而磨削温度与材料化学亲和力成正比，超高速磨削技术产生磨屑厚度较小，能够优化难磨材料在磨削过程的磨削效果。
3.4 具有绿色特性的高速磨削
超高速磨削技术具有绿色特性，其应用能够有效缩短加工时间，提高生产效率，减少能源消耗；并且很大程度上提高了加工精度，降低砂轮损耗，延迟其使用寿命，降低生产成本；同时超高速磨削技术在生产应用中，磨屑能够带走产生的70%的热量，磨削液的压力和流量减少，冷却液也相对使用量降低，减少能量需求，降低污染程度。
结束语
超高速磨削技术提高了磨削工件质量和生产效率，相比传统磨削技术具有明显的优势。我国在超高速磨削技术方面起步较晚，与发达国家相比仍有差距，因此，应大力研究发展超高速磨削技术，以绿色制造为原则，促进我国超高速磨削技术的进步与发展。
参考文献
[1]黎刚.探析超高速磨削技术在机械制造领域中的应用[J].制造业自动化，2012，34（9）：77-78，123.
[2]战大鹏.机械制造领域中的超高速磨削技术应用探讨[J].科技致富向导，2014，（19）：153.
[3]李尊童.論机械制造中的超高速磨削技术[J].速读（上旬），2014，（9）：259.
关键词：超高速磨削；机械制造；应用
机械制造领域中，通常以砂轮线的速度大于45m/s的磨削称为高速磨削，而超高速磨削技术则是砂轮线速度大于150m/s的磨削技术，在实际制造生产过程中，磨削速度通常低于45m/s，只有少数部分生产应用了超高速磨削。
随着我国社会经济的不断进步，机械制造业也日益发展壮大，效果显著。目前，科学技术越来越先进，利用科学技术融入实际生产，从而提升经济效益是当前机械制造业以及其他工业的重要课题。我国超高速磨削技术的应用仍存在一定缺陷，重视并研究超高速磨削技术，充分发挥其在实际应用中的优势，使其得到迅速发展，对于我国机械制造行业具有十分重要的意义。
1 超高速磨削技术起源发展及现状
磨削加工在制造领域中历史悠久，是一种古老的制造技术，其广泛应用于世界各地。低速磨削技术是历来制造技术的主要手段，到20世纪之后，世界发达国家开始尝试研究超高速磨削技术并将其应用于实际生产中，然而超高速磨削技术存在的问题突出，超高的磨削运转速度会导致加工温度急剧上升，烧伤磨削砂轮以及加工工件，这个问题在很大程度上限制了磨削速度的提高，降低磨削加工的效率。
20世纪初期，德国切削专家Car1.J.Salomo提出磨削温度和磨削速度之间的假设关系，他认为在高速磨削过程中，存在一个区域，在这个区域内，磨削温度随着磨削速度的加快而升高，到磨削温度达到顶点时，温度将不会随着磨削速度的加快而持续升高，反而会降低，这就是“热沟”。若磨削速度超越了“热沟”，那么速度的继续提高，磨削温度仍会下降。这一科学论断明确了超高速磨削技术的发展方向，为超高速磨削技术的研究提供科学的理论基础。
关于超高速磨削技术的研究方面，各国研究发展水平各有不同，以欧洲为例，欧洲发展起步较早。20世纪60年代末期，欧洲超高速磨削的基础研究已经能够实现磨削速度达到210～230m/s，20世纪70年代末期，采用CBN砂轮体现了超高速磨削的发展，1973年9月，砂轮磨削圆周速度120m/s的磨轴承内环外沟槽的高速磨床在西德汉诺威国际机床展览会上展出。1983德国制造了第一台高校深磨的磨床，其功率60KW，转速19kr/min，砂轮直径400mm，砂轮线速度达到209m/s，利用高线速度、深切入、快进给进行磨削，大大提高了磨削的效率和质量。随着时代的不断发展，20世纪90年代初，，最高砂轮线速度可达到500m/s，目前，实际应用的砂轮线速度也可达到200～250m/s。我国高速磨削技术研究起步较晚，20世纪70年代第一汽车厂、第一砂轮厂、华中工学院、郑州磨料磨具与磨削研究所等先后进行了50～60m/s的磨削试验；湖南大学进行了60-80m/s高速磨削试验。80年代初，东北大学进行的高速磨削试验磨削速度达到80m/s，90年代进行的超高速磨削技术研究速度可达到200m/s。目前，东北大学首先研制出的超高速磨床速度可达到200m/s，到现在，我国仍对超高速磨削技术进行不断研究，包括超高速磨削温度场技术以及超高速磨削热传递机制等技术研究。
2 超高速磨削技术的特点
2.1 磨削效率高
超高速磨削技术的应用大大提高了磨削效率，单位时间内通过增加磨削区的磨粒数量，在每一磨粒磨除的平均磨屑厚度和传统磨削一样的情况下，在很大程度上提高进给量，使单位时间磨屑的磨除体积得到充分增加，提高了生产率，降低了设备成本。
2.2 提高砂轮耐久度，延长使用寿命
超高速磨削技术的特点使得磨削过程中磨粒负荷减小，工作寿命延长。试验表明，在金属切除概率相同的情况下，砂轮速度达到200m/s时砂轮的寿命比砂轮速度80m/s时高出8.5倍。
2.3 提高零件光洁度
超高速磨削可以降低加工工件表面粗糙程度，增加加工表面的光洁度，排除其他因素，磨削速度与工件表面光洁度成正比。
2.4 提高工件的使用效能
超高速磨削技术的应用使得磨削过程中越过“热沟”，避免加工工件表面烧伤的问题，同时工件表层产生了残余压应力，提高了零件的抗疲劳性。
3 超高速磨削技术的应用
3.1 高效深磨技术
高校深磨技术是提高磨削生产率方面最典型的应用。高效深磨技术集进速给速度高、砂轮转速快以及深切程度大，是近几年来发展起来的高效率磨削技术之一。相比传统磨削技术，高效深磨技术能够提高材料磨削率，还能够获得与传统磨削一样的表层粗糙程度。高效深磨技术有机结合了超高速磨削和缓进给技术，不同于普通磨削技术，其通过磨削阶段完成磨、车、铣等工序结合对机械进行精加工，在获得普通股磨削技术下工件表面质量的情况下，还能有效提高工件磨除率。通常高校深磨技术应用的磨削速度能达到60～250m/s，采用陶瓷结合剂砂轮，在磨削速度为120m/s时磨除率比一般磨削技术高出100～1000倍，比车削和铣削高出5～20倍。若磨削速度达到120m/s且使用CBN砂轮，磨除率会更高。
3.2 超高速精密磨削技术
试验表明，砂轮速度的提高能够减小工件表面塑性变形程度以及残留凸峰，提高工件表面粗糙度。日本对于超高速精密磨削技术的应用最为广泛，其对于超高速精密磨削技术的研究和使用不以提高机械磨削效率为目标，而是为了追求磨削的工件表面质量和磨削精度。例如，日本的丰田工机使用CNC超高速磨床时，为达到对全部工件柔性加工的目的，配备了最先进的轴承，用200m/sN速的薄片砂轮来对零件进行纵磨。
3.3 难磨材料的超高速磨削
难磨材料具有导热系数低、高温强度高、高硬度、强韧性、磨削屑易粘附、加工硬化趋势强等特点。因此，在磨削加工是存在变形、迅速钝化砂轮、裂纹、表面烧伤、磨屑粘附以及磨削加工效率低等问题。在国外，通过对难磨材料的深入研究表明，难磨材料拥有较强的化学反应能力，易导致砂轮急剧堵塞，而磨削温度与材料化学亲和力成正比，超高速磨削技术产生磨屑厚度较小，能够优化难磨材料在磨削过程的磨削效果。
3.4 具有绿色特性的高速磨削
超高速磨削技术具有绿色特性，其应用能够有效缩短加工时间，提高生产效率，减少能源消耗；并且很大程度上提高了加工精度，降低砂轮损耗，延迟其使用寿命，降低生产成本；同时超高速磨削技术在生产应用中，磨屑能够带走产生的70%的热量，磨削液的压力和流量减少，冷却液也相对使用量降低，减少能量需求，降低污染程度。
结束语
超高速磨削技术提高了磨削工件质量和生产效率，相比传统磨削技术具有明显的优势。我国在超高速磨削技术方面起步较晚，与发达国家相比仍有差距，因此，应大力研究发展超高速磨削技术，以绿色制造为原则，促进我国超高速磨削技术的进步与发展。
参考文献
[1]黎刚.探析超高速磨削技术在机械制造领域中的应用[J].制造业自动化，2012，34（9）：77-78，123.
[2]战大鹏.机械制造领域中的超高速磨削技术应用探讨[J].科技致富向导，2014，（19）：153.
[3]李尊童.論机械制造中的超高速磨削技术[J].速读（上旬），2014，（9）：259.