普通磨削砂輪的圓周線速度一般為30~35m/s，當(dāng)砂輪的圓周線速度提高到45m/s以上時(shí)，則稱為高速磨削。采用高速磨削可獲得明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，若將砂輪的圓周線速度從35m/s提高到50~60m/s時(shí)，一般生產(chǎn)率可提高30％~100％；砂輪的壽命可提高1倍左右，工件表面粗糙度值可減小約50％，能穩(wěn)定在Ra0.8~0.4um。
　　高速磨削已廣泛應(yīng)用于各種磨削工藝，無論是粗糙還是精磨，小批量還是大批量生產(chǎn)，都已獲得了良好的效果。
　　一、高速磨削的特點(diǎn)
　　1)砂輪圓周線速度提高后，單位時(shí)間參加磨削的磨粒數(shù)量大大增加，若保持每顆磨粒切去的磨屑厚度不變，則可增大進(jìn)給量，提高金屬切除率。在同樣磨削余量情況下，磨削時(shí)間可大大縮短，生產(chǎn)效率顯著提高。
　　2)砂輪圓周線速度提高后，若進(jìn)給量保持不變，則每顆磨粒切去的切屑厚度變薄，磨粒的負(fù)荷減小，使每次修整平面磨床砂輪可磨去更多的金屬，從而使砂輪的壽命得以提高。
　　3)隨著磨削速度的提高，磨粒切去的切屑厚度減小，每顆磨粒在工件表面上的切痕深度減小，相應(yīng)地減小了工件的表面粗糙度值。另外，由于切屑厚度變薄，工件上的法向磨削力減小，提高了加工精度。
　　二、高速磨削對機(jī)床和砂輪的要求
　　1.高速磨削對機(jī)床的要求
　　1)砂輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率要相應(yīng)加大，比普通磨削加大40％~100％。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率相應(yīng)加大，有關(guān)電氣元件的容量也應(yīng)相應(yīng)增大。
　　2)正確選擇砂輪主軸與軸承的間隙。由于砂輪的轉(zhuǎn)速提高后，主軸與軸承之間的摩擦加劇，溫度也升高，易出現(xiàn)因熱膨脹而造成“咬死"現(xiàn)象，因此砂輪主軸與軸承的間隙要適當(dāng)增大，以保證在熱平衡時(shí)的間隙合適；間隙也不能過大，一否則會(huì)影響砂輪主軸的回轉(zhuǎn)精度，間隙可適當(dāng)增大至0.04~0.05mm。
　　3)采用傳動(dòng)帶卸荷裝置。當(dāng)傳動(dòng)帶拉緊時(shí)，不致影響主軸間隙的大小，保證主軸的回轉(zhuǎn)中心不受影響。傳動(dòng)帶卸荷裝置要精確，避免其回轉(zhuǎn)時(shí)可能產(chǎn)生的振動(dòng)，從而影響加工面的表面質(zhì)量。傳動(dòng)帶卸荷裝置如圖6所示。
　　4)強(qiáng)化主軸的潤滑系統(tǒng)，選用粘度較小的2~3號(hào)專用主軸油，或采用10％的22號(hào)汽輪機(jī)油加90％的無水煤油。最好能采用循環(huán)冷卻潤滑系統(tǒng)。
　　5)由于高速磨削的磨削區(qū)溫度高，因此冷卻系統(tǒng)要相應(yīng)改進(jìn)。加大磨削液的壓力和流量，能有效地防止工件燒傷，還可以加強(qiáng)對砂輪的沖洗，一般外圓磨床采用流量為25L/min、揚(yáng)程為3m的切削液泵，高速磨削時(shí)可改為流量為45L/min、揚(yáng)程為5.5m的切削液泵；采用帶空氣擋板的冷卻噴嘴(見圖7)，克服高速氣流的影響，將磨削液射人磨削區(qū)域；增加磨削液箱的容量，降低磨削液的溫度；對磨削液進(jìn)行過濾，采用磁過濾系統(tǒng)，最好能采用紙過濾系統(tǒng)，確保磨削液的清潔；機(jī)床應(yīng)具有防磨削液飛濺裝置，最好采用全封閉結(jié)構(gòu)。
　　
　　圖6傳動(dòng)帶卸荷裝置
　　1-體座；2-帶輪；3、4-墊圈；5-軸承；6-法蘭盤；7-村套；8-錐套；9、10-螺母
　　6)加強(qiáng)砂輪的防護(hù)罩(見圖8)，以防止砂輪意外破裂時(shí)傷及人身及設(shè)備。增加砂輪防護(hù)罩的厚度，比普通防護(hù)罩厚度增加40％以上；盡量減小防護(hù)罩的開口角，開口角越小砂輪碎裂時(shí)碎片飛出區(qū)域就越?。辉诜雷o(hù)罩內(nèi)設(shè)置一層吸能材料，以減小砂輪碎裂時(shí)對防護(hù)罩殼的沖擊。
　　
　　圖7帶空氣
　　擋板的冷卻噴嘴 l-工件；2-側(cè)板；3-橫板
　　
　　圖8加強(qiáng)的
　　砂輪防護(hù)罩 l-砂輪覃殼；2-段能層；3-砂輪
　　7)機(jī)床必須采取有效的防振措施。對高速旋轉(zhuǎn)部件要經(jīng)過仔細(xì)平衡；傳動(dòng)帶應(yīng)長短一致，軸承的間隙要調(diào)整合適，加大整個(gè)系統(tǒng)的剛性，隔離外來振動(dòng)的影響。
　　2.高速磨削對砂輪的要求
　　高速磨削要求砂輪除具有足夠的強(qiáng)度以保證在高速磨削時(shí)不致破裂外，還要求平面磨床砂輪具有良好的磨削性能，以獲得高的磨削效率、壽命和良好的表面加工質(zhì)量。
　　(1)磨料高速砂輪主要選用韌性較高的剛玉系列磨料，以棕剛玉(A)應(yīng)用較為普遍。磨削一般碳鋼和合金鋼時(shí)，選用棕剛玉(A)磨料較為理想；磨削球墨鑄鐵材料時(shí)，選用棕剛玉(A)或棕剛玉與碳化硅(GC)混合的磨料。
　　(2)粒度高速砂輪的粒度大都選用F60、F70、F80，較普通砂輪的粒度細(xì)。粒度細(xì)，單顆粒負(fù)荷相應(yīng)減小，不易鈍化；磨粒自激脫落比較均勻，砂輪正確的幾何形狀保持性好，切削平穩(wěn)，砂輪的壽命長。一般精磨時(shí)宜選用F70、FS0，有利于提高砂輪的切削力和壽命。加工塑性材料及避免工件燒傷時(shí)，宜選用略粗一些粒度的砂輪。當(dāng)砂輪的線速度大于8i)m/s時(shí)，粒度宜選FS0~F1000
　　(3)硬度高速砂輪的硬度比普通砂輪的硬度稍低些，一般在J~M范圍內(nèi)，精磨時(shí)宜選軟些的；粗磨和磨削余量大時(shí)可選硬些。對于磨削一些不平衡的零件，如曲軸、凸輪軸等，由于不能提高工件轉(zhuǎn)速來減少表面燒傷，砂輪硬度可適當(dāng)選軟些。此外，砂輪硬度必須均勻，否則各部分磨粒破裂和脫落不均勻，破壞了砂輪的正確幾何形狀及砂輪的工作平衡性。
　　(4)結(jié)合劑 高速砂輪多采用硼玻璃陶瓷結(jié)合劑。在陶瓷結(jié)合劑中加入硼、鋰、鋇、鈣等特殊化學(xué)成分，以提高結(jié)合劑的強(qiáng)度。
　　(5)組織高速磨削時(shí)，因進(jìn)給量加大，砂輪的粒度較細(xì)，因此要求砂輪的表面上有一些微小氣孔；以利于磨屑和磨削熱的排除，使磨削效率和砂輪的壽命得以提高。但氣孔不能夠太大，否則使得磨粒不均勻脫落加劇。
　　三、高速磨削的工藝參數(shù)
　　1.砂輪線速度v。
　　目前普遍采用50~60mJs，磨削條件好時(shí)可達(dá)80m/s。
　　2.工件速度矽霄
　　隨著砂輪速度和進(jìn)給量的增加，高速磨削時(shí)磨削溫度增高，易燒傷工件表面。提高工件速度，可使熱源作用于工件的時(shí)間縮短，且減少了工件每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量，可改善工件磨削表面的燒傷程度。但工件速度太高時(shí)，易引起工件、砂輪系統(tǒng)的自激振動(dòng)，頂尖加速磨損。一般砂輪的線速度與工件的線速度之比在60~100之間。對于細(xì)長軸和不平衡的零件，工件速度不宜太高，其比值可取100~250。
　　3.軸向進(jìn)給量
　　軸向進(jìn)給量的大小直接影響磨削效率、砂輪壽命和加工表面質(zhì)量。當(dāng)軸向進(jìn)給量增加時(shí)，工件每轉(zhuǎn)在砂輪寬度上參加磨削的磨粒數(shù)目增加，磨削效率提高。但磨削力加大，砂輪的不均勻磨損加劇，易導(dǎo)致工件表面粗糙度值增大。一般可取比在(0.2~0.5)B/r(B為砂輪寬度)。
　　4.背吃刀量
　　背吃刀量的大小對磨削過程的影響與軸向進(jìn)給量相似。在選擇背吃刀量時(shí)還要考慮機(jī)床和工件的剛性以及驅(qū)動(dòng)砂輪的電動(dòng)機(jī)功率能否滿足要求。一般粗磨.無=0.02~0.07mm/d·st，精磨六=0.005~0.02mm/d·st，磨細(xì)長軸宜選較小值，磨短粗工件宜選大值。
　　高速外圓磨削鋼材時(shí)的磨削用量見表7。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表7高速外圓磨削鋼材時(shí)的磨削用量
　　四、超高速磨削
　　磨削速度在150m/s以上的磨削稱超高速磨削。超高速磨削可大幅度提高磨削效率、延長砂輪壽命和減小加工表面粗糙度值，可以對硬脆性材料實(shí)現(xiàn)延性域磨削，對高塑性和難磨材料也有良好效果。
　　在超高速外圓磨床上可將毛坯直接磨成曲軸，每1min可磨除2kg金屬。在普通磨削速度下，磨削鎳基高溫合金，磨削效率隨磨除率提高而迅速增加。由于受砂輪磨損和熱損傷的限制，鎳基合金只能在低磨除條件下進(jìn)行磨削。但在磨削速度大于等于140m/s時(shí)，磨削力隨磨除率提高而增加很少，所以進(jìn)給速度可提高60倍(普通磨削進(jìn)給速度不超過1m/min)，磨除率大大提高，同時(shí)不發(fā)生熱損傷。
　　國外在實(shí)驗(yàn)室已開發(fā)出磨削速度為500m/s的超高速砂輪。陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨削速度可達(dá)160m/so成形磨削可用金剛石滾輪修整成形，磨削形面精度可達(dá)±0.005mm；鋼輪體電鍍CBN砂輪，磨削速度可達(dá)80～200m/s；單層高溫釬焊CBN砂輪的材料磨除率高于電鍍CBN砂輪，砂輪磨耗小，壽命長，磨削速度可達(dá)300m/s以上；鑄鐵基金剛石微粉砂輪，可用電解在線修整法(FLID)整形，適用于玻璃、陶瓷等硬脆非金屬材料的高速精密磨削。
　　五、高速點(diǎn)磨削
　　高速點(diǎn)磨削是使砂輪的軸線在水平面內(nèi)形成一個(gè)很小的傾角，這樣砂輪和工件在理論上成為點(diǎn)接觸，這樣不但減少了磨削接觸區(qū)的面積，也不存在磨削封閉區(qū)，有利于磨削液注入到磨削區(qū)。由于磨削接觸區(qū)小，切削力也減小，減少了磨削產(chǎn)生振動(dòng)的可能性，使磨削變得更平穩(wěn)。
　　高速點(diǎn)磨削因磨削接觸區(qū)的減小而損失的磨削效率，被提高了的磨削速度來補(bǔ)償。提高磨削速度可充分利用超硬磨料的高硬度和高耐磨性，目前投入使用的磨削速度已達(dá)到120~180m/s。由于磨削速度的提高，每粒磨粒的切削厚度下降，減輕了磨粒上的負(fù)荷，有利于排屑，提高了砂輪的壽命。還因磨削速度的大大提高，使得磨削時(shí)的大量熱量來不及傳導(dǎo)到砂輪和工件上而被切屑帶走，是一種冷態(tài)磨削，從而提高了被加工零件的表面質(zhì)量。
　　高速點(diǎn)磨削還因磨削接觸區(qū)的減小，可減薄砂輪的厚度，這樣降低了平面磨床砂輪的價(jià)格，還減少了砂輪修整的費(fèi)用。減薄砂輪的厚度減輕了砂輪的自重，還有利于砂輪的質(zhì)量均勻和砂輪的平衡。