高效磨削技巧：砂轮速度与进给量的关系

1.高速磨削

高速磨削是通过提高砂轮线速度来达到提高磨削去除率和磨削质量的工艺方法。一般砂轮线速度高于45 m/s就属高速磨削。过去由于受砂轮回转破裂速度的限制，以及磨削温度高和工件表面易烧伤的制约，高速磨削的速度长期停滞在80 m/s左右。随着立方氮化硼磨料的广泛应用和高速磨削机理研究的深入，现在工业上实用磨削速度已达到150～200 m/s，实验室中达到400 m/s，并表现出惊人优异的磨削效果。

高速磨削是提高磨削生产率和加工质量的重要途径之一。它的特点如下。

（1）生产率高（一般可提高30%～300%）。砂轮速度提高后，单位时间进入磨削区的磨料数成比例地增加，如果还保持每颗磨料切去的切削厚度与普通磨削相同，则进给量可以成比例加大，磨削时间相应缩短。

（2）提高砂轮耐用度和使用寿命（一般可提高75%～150%）。砂轮速度提高后，若进给仍与普通磨削相同，则每颗磨料切去的切削厚度减小，每颗磨料承受的切削负荷下降，磨料切削能力相对提高，每次修整后砂轮可以磨去更多的金属。

（3）能减小工件表面粗糙度值，提高加工精度。因为每颗磨料切去的切削厚度变小，所以表面切痕深度浅，表面粗糙度值小。另外，作用在工件上的法向磨削分力也相应减小，所以又可提高加工精度。

应当指出，高速磨削对砂轮和机床有如下特殊要求。

（1）必须注意提高砂轮的强度，按切削速度规范选用砂轮，以免砂轮因离心力过大而破裂。

（2）砂轮主轴的轴承间隙要适当加大，冷态间隙为0.04～0.05 mm，热态间隙为0.03 mm左右。砂轮主轴润滑油采用黏度小的油（汽轮机油加90%煤油）。

（3）砂轮电动机功率应提高1.5～3倍，并防止振动，高速旋转部件需经仔细平衡，机床静刚度和动刚度要好。

（4）砂轮的防护罩应加厚，开口角度减小，以确保安全。(www.xing528.com)

（5）注意改善切削液供给方式。高速磨削时，磨削温度极高，而砂轮周围高速回转形成一股强大的气流，切削液不易注入磨削区，为避免工件表面烧伤，应增大切削液的流量和压力，并采用特殊喷嘴，如图7-12所示。另外，还可采用多孔性砂轮（孔隙占34%～70%），冷却液不是直接注入磨削区，而是从砂轮内部在离心力作用下送入磨削区，如图7-13所示。

图7-12　切削液喷嘴

1—液流导管；2—可调节气流挡板；3—空腔区；4—喷嘴罩；5—磨削区；6—排屑区；7—液嘴

图7-13　多孔性砂轮

1—锥形盖；2—通道孔；3—砂轮中心腔；4—有径向小孔的薄壁套

2.强力磨削

强力磨削又称缓进给大切深磨削，也称深槽磨削或蠕动磨削。它以较大的磨削深度（可达30 mm）和很低的工作台进给速度（3～300 mm/min）进行磨削，经一次或数次磨削即可达到所要求的尺寸精度，适于磨削高强度、高韧性材料，如耐热合金、不锈钢等的型面、沟槽等。随着磨削技术的发展，一种称为HEDG（high efficiency deep grinding）的超高速深磨技术出现并日臻成熟。它在磨削工艺参数上集超高速（达150～250 m/s）、大切深（0.1～30 mm）、快进给（0.5～10 m/min）于一体，采用立方氮化硼砂轮和计算机数控，工效已大大高于普通的车削和铣削。

由于强力磨削功率远大于普通磨削，故应增大电动机的功率，相应地提高砂轮主轴的刚性和精度。由于强力磨削时磨削热较大，因而必须采用高压力、大流量的冷却和冲洗措施，一般冷却压力为0.3～0.8 MPa，冲洗压力为1～2 MPa。强力磨削时要求砂轮具有足够的容屑空间、良好的自锐性和保持廓形精度的能力，因而宜选用大气孔或组织疏松多孔的砂轮。