超高速平面磨削技术的起源探源

全航

       超高速平面磨削是通过提高砂轮线速度(即磨削速度)来达到提高金属磨除率和质量的工艺方法，磨削加工按砂轮线速度秽。的高低可分为普通磨削和高速磨削(Us>45m／s)两类。为了与20世纪80年代以前不超过80—120m／s的一般高速磨削相区别，通常将速度为普通磨削速度5倍以上的高速磨削称为超高速磨削，英文为SuperHish Speed Grinding或Very Hish Speed Grinding。
　　超高速平面磨削技术是一种高效而经济地生产出高质量零件的现代加工技术，是应用高效率、高精度、高自动化、高柔性的磨削装备，提高磨削的进给速度，增加单位时间金属比磨除率z：和金属磨除率z。，使磨除率较普通磨削有较大提高，达到和车削、铣削那样高甚至更高的金属磨除率，以限度地提高工件加工效率、加工精度和加工表面质量的制造技术。
　　超高速平面磨削理论是基于德国切削物理学家萨洛蒙(Carl Salomon)提出的超高速切削理论。萨洛蒙认为：与普通切削速度范围内切削温度随切削速度的增大而升高不同，当切削速度增大至与工件材料的种类有关的某界速度后，随着切削速度的增大，切削温度与切削力反而降低。他的思想给了后人非常重要的启示：如果能在大于临界速度范围内工作，则有可能采用现有刀具进行高速切削，大幅度地提高平面磨床的生产率。在高磨除率条件下，随着砂轮线速度us增大，磨削力在us=100m/s前后的某个区间可能出现陡降(约降低50％)。这种趋势随着磨除率的提高而越加明显，且当砂轮达到超高速平面磨削状态后，工件表面温度出现回落趋势。
　　超高速平面磨削中的许多现象可通过引人磨屑厚度Hmax这一参数来解释。在保持其他参数不变的条件下，随着口。的大幅度提高，单位时间内参与切削的磨粒数增加，每个磨粒切下的磨屑厚度Hmax变小，磨削变得非常细薄。实验表明：其截面积仅为普通磨削条件下的几十分之一，这导致每个磨粒承受的磨削力大大变小，总磨削力降低。若通过调整参数使磨屑厚度保持不变，由于单位时间内参与切削的磨粒数增加，磨除的磨屑增多，磨削效率会大大提高。
　　的萨洛蒙(Salomon)曲线，创造性地预言了超越Taylor切削方程式的非切削工作区域的存在，提出如能够大幅度提高切削速度，就可以越过切削过程产生的高温死谷而使刀具在超高速区进行高速切削，从而大幅度减少切削工时，成倍地提高机床生产率。他的预言为后来的高速甚至超高速磨削的发展指明了方向，对于超高速磨削技术的实用化也起到了直接的推动作用。

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