雾涣风月动平衡材料
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超高速磨削相关技术与工业应用
第3卷 第8期 2008年8月
纵向轨迹磨削完成整个工件的柔性加工。这些对生产管理和降低成本均具有重要意义。德国Guhring Automation 公司RB625超高速外圆磨床上，使用CBN砂轮，也可将毛坯一次磨成主轴，每分钟可磨除2 kg金属[22]。
超高速精密磨削是采用超高速精密磨床，并通过精密修整微细磨料磨具，采用亚微米级切深和洁净加工环境获得亚微米级以下的尺寸精度。 2.3 快速点磨削
快速点磨削 (Quick-point Grinding)是由德国Junker公司Erwin Junker先生于1994年开发并取得专利的一种先进的超高速磨削技术。它集成了超高速磨削、CBN超硬磨料及CNC柔性加工三大先进技术，具有优良的加工性能，是超高速磨削技术在高效率、高柔性和大批量生产高质量稳定性方面的又一新发展。该工艺主要用于轴、盘类零件加工。其CBN或人造金刚石超硬磨料砂轮轴线在水平和垂直方向与工件轴线形成一定倾角，使用薄砂轮与工件形成小面积点接触，综合利用连续轨迹数控技术，以超高速度磨削，可以合并车磨工序。它既有数控车削的通用性和高柔性，又有更高的效率和精度，砂轮寿命长，质量非常稳定，是新一代数控车削和超高速磨削的极佳结合，成为超高速磨削的主要技术形式之一。
德国目前在这项新技术的研究开发上处于领先地位。目前已在国外汽车工业、工具制造业中得到应用, 尤其是在汽车零件加工领域，即齿轮轴或凸轮轴等。这些零件大都包括切入、轴颈、轴肩、偏心及螺纹磨削过程，应用此项工艺可以通过一次装夹而实现全部加工，大大提高了零件加工精度及生产率。
快速点磨削的磨削过程不同于一般意义上的超高速磨削，其技术特征如下[23-25]：
1) 快速点磨削通过数控系统控制砂轮轴线在垂直方向与工件轴线的偏角为±0.5°（图1），在水平方向根据工件母线特征在０~30°范围内变化，最大限度减小砂轮/工件接触面积和避免砂轮端面与工件台肩干涉。砂轮动平衡可在机自动完成，径向跳动误差在0.002 mm内。
2) 快速点磨削采用厚度为4~6 mm的超硬磨料薄砂轮，并采用 “三点定位安装系统” 专利技术快速安装，重复定位精度高，并可解决离心力造成的涨孔问题。
3) 为获得高磨除率和不使砂轮产生过大离心
力，工件也作高速相对旋转（最高可达12 000 r/min），实际磨削速度是砂轮和工件两者速度的叠加，达到200 m/s~250 m/s。
4) 磨削外圆时材料去除主要靠砂轮侧边完成，而周边仅起光磨作用。因此，砂轮圆周磨损极慢，使用寿命长（最长可达 1年），磨削比可达16 000~60 000，一片“快速点磨”砂轮可磨去数吨钢，砂轮修整率低（每次修整可加工2×104个零件），生产效率比普通磨削提高6倍。
5) 装有两坐标数控金刚石滚轮修整器，在砂轮宽度方向磨损达10%以上时自动精确修整，避免过早修整以控制成本。
6) 砂轮与工件接触面积小，磨削力大大降低、磨削热少，同时砂轮薄、冷却效果好，因此磨削温度大为降低，甚至可以实现“冷态”加工，提高了加工精度和表面质量。
7) 由于磨削力极小，靠顶尖摩擦力即能使方便夹紧工件，被称为“顶尖磨削”和“削皮磨削”。
8) 由于采用CNC实现复杂表面磨削，一次安装后可完成外圆、锥面、曲面、螺纹、台肩和沟槽等所有外形加工。它还可以使车磨工序合并，进一步提高加工效率。
9) 使用高速磨削油喷注进行冷却。由于高速旋转砂轮将磨削油甩成油雾，加工必须在封闭环境中自动进行，并需配有吸排风系统和高效率磨屑分离与油气分离单元。
用快速点磨削方法磨削主轴，装夹一次可完成外圆、轴肩、沟槽和紧固螺纹4个部位的磨削；磨凸轮轴，装夹一次可完成轴颈、止推面肩部和端部外径3个部位的全部磨削，尺寸精度达到IT6，Ra≤0.8 μm，周期时间150s，与传统工艺比较，大大节约了成本[26]。
图 1 快速点磨削加工砂轮与工件接触简图 Fig. 1 Contact diagram of wheel and part
in quick-point grinding
