超高速平面磨削是通過提高砂輪線速度(即磨削速度)來達(dá)到提高金屬磨除率和質(zhì)量的工藝方法,磨削加工按砂輪線速度穢。的高低可分為普通磨削和高速磨削(Us>45m/s)兩類。為了與20世紀(jì)80年代以前不超過80—120m/s的一般高速磨削相區(qū)別,通常將速度為普通磨削速度5倍以上的高速磨削稱為超高速磨削,英文為SuperHish Speed Grinding或Very Hish Speed Grinding。
超高速平面磨削技術(shù)是一種高效而經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出高質(zhì)量零件的現(xiàn)代加工技術(shù),是應(yīng)用高效率、高精度、高自動化、高柔性的磨削裝備,提高磨削的進(jìn)給速度,增加單位時間金屬比磨除率z:和金屬磨除率z。,使磨除率較普通磨削有較大提高,達(dá)到和車削、銑削那樣高甚至更高的金屬磨除率,以最大限度地提高工件加工效率、加工精度和加工表面質(zhì)量的先進(jìn)制造技術(shù)。
超高速平面磨削理論是基于德國切削物理學(xué)家薩洛蒙(Carl Salomon)提出的超高速切削理論。薩洛蒙認(rèn)為:與普通切削速度范圍內(nèi)切削溫度隨切削速度的增大而升高不同,當(dāng)切削速度增大至與工件材料的種類有關(guān)的某界速度后,隨著切削速度的增大,切削溫度與切削力反而降低。他的思想給了后人非常重要的啟示:如果能在大于臨界速度范圍內(nèi)工作,則有可能采用現(xiàn)有刀具進(jìn)行高速切削,大幅度地提高平面磨床的生產(chǎn)率。在高磨除率條件下,隨著砂輪線速度us增大,磨削力在us=100m/s前后的某個區(qū)間可能出現(xiàn)陡降(約降低50%)。這種趨勢隨著磨除率的提高而越加明顯,且當(dāng)砂輪達(dá)到超高速平面磨削狀態(tài)后,工件表面溫度出現(xiàn)回落趨勢。
超高速平面磨削中的許多現(xiàn)象可通過引人最大磨屑厚度Hmax這一參數(shù)來解釋。在保持其他參數(shù)不變的條件下,隨著口。的大幅度提高,單位時間內(nèi)參與切削的磨粒數(shù)增加,每個磨粒切下的最大磨屑厚度Hmax變小,磨削變得非常細(xì)薄。實驗表明:其截面積僅為普通磨削條件下的幾十分之一,這導(dǎo)致每個磨粒承受的磨削力大大變小,總磨削力降低。若通過調(diào)整參數(shù)使最大磨屑厚度保持不變,由于單位時間內(nèi)參與切削的磨粒數(shù)增加,磨除的磨屑增多,磨削效率會大大提高。
著名的薩洛蒙(Salomon)曲線,創(chuàng)造性地預(yù)言了超越Taylor切削方程式的非切削工作區(qū)域的存在,提出如能夠大幅度提高切削速度,就可以越過切削過程產(chǎn)生的高溫死谷而使刀具在超高速區(qū)進(jìn)行高速切削,從而大幅度減少切削工時,成倍地提高機床生產(chǎn)率。他的預(yù)言為后來的高速甚至超高速磨削的發(fā)展指明了方向,對于超高速磨削技術(shù)的實用化也起到了直接的推動作用。