本文闡述了超高速磨削技術的發(fā)展過程與優(yōu)勢，同時還介紹了它的一些關鍵技術，諸如超硬磨料砂輪、超高速磨床的主軸系統(tǒng)和進給系統(tǒng)等。

　　超高速磨削不僅能極大地提高磨削效率，而且能有效地改善加工質量，是當今磨削技術最重要的發(fā)展方向之一。

　　超高速磨削和高效深磨

　　高速磨削是相對于以前的普通磨削而言，凡砂輪線速度Vs＞45m/s的磨削都可稱為高速磨削。早在20世紀60年代，Vs已提高至60m/s，70年代又提高到80m/s，但其后十來年由於受到當時砂輪回轉破裂速度的制約和工件燒傷問題的困擾，砂輪線速度沒有大的提高。直到80年代后期，隨著立方氮化硼(CBN)砂輪的更廣泛應用，并對磨削機理進行了更深入的研究，發(fā)現(xiàn)在高磨除率條件下，隨著砂輪線速度Vs的增大，磨削力在Vs=100m/s前後的某個區(qū)間出現(xiàn)陡降，這一趨勢隨著磨除率的進一步增大還將繼續(xù)，工件表面溫度也隨之出現(xiàn)回落。這也就是說，在越過產(chǎn)生熱損傷的磨削用量區(qū)之后，磨削用量的進一步增大，不僅不會使熱損傷加劇，反而使熱損傷不再發(fā)生，從而為發(fā)展超高速磨削和高效深磨奠定了理論基礎。

　　超高速磨削雖未規(guī)定嚴格界限，但通常把砂輪線速度Vs＞150m/s的磨削稱為超高速磨削。一般說來，超高速磨削具有如下優(yōu)勢：

　　磨削效率高，砂輪損耗小

　　磨削速度愈高，單位時間內(nèi)參予切削的磨粒數(shù)愈多，磨除的磨屑增多，且工件進給速度應與砂輪線速度的1.13次方成比例，故超高速磨削會使磨削效率大幅提高。與此相應，超高速磨削時單個磨粒上所承受的磨削力大為減少，從而降低了砂輪的磨損。許多實驗表明，當磨削力不變時，砂輪線速度Vs從80m/s提高至200m/s，磨削效率提高2.5倍，CBN砂輪的壽命也延長了1倍。

　　磨削力小，加工精度高

　　由于超高速磨削時磨屑厚度變薄，在磨削效率不變的條件下，法向磨削力會隨Vs的增高而顯著減少(Vs為200m/s時的法向磨削力僅為80m/s時的46)，從而使工藝系統(tǒng)的變形減少。加之超高速磨削的激振頻率遠高於工藝系統(tǒng)的固有頻率，不會引起共振。其共同結果是促使磨削精度提高。

　　工件表面質量好

　　實驗表明，在其它條件一定時，當砂輪線速度從33m/s升至200m/s，磨削表面粗糙度則由Ra2.0痠降至Ra1.1痠。由於超高速磨削過程中大量磨削熱將被磨屑帶走，傳入工件的比例很小，不僅不易發(fā)生表面燒傷，而且表面殘余應力層的深度也隨之變小。

　　此外，超高速磨削還可實現(xiàn)對硬脆材料的延性域磨削，對高塑性等難磨材料也有良好的磨削效果，因此工業(yè)發(fā)達國家都在競相發(fā)展，其中尤以德、日、美發(fā)展較快。據(jù)報道，德國Aachen工業(yè)大學已完成砂輪線速度Vs=400m/s的實驗，現(xiàn)正進行目標為500m/s的實驗，德國GruhringAutomation、Schandt、Kapp等公司都相繼推出了超高速磨床。日本在實用磨削方面富有成效，豐田工機等公司生產(chǎn)的Vs=200m/s的超高速磨床已付諸工業(yè)實際應用。美國EdgetekMachine公司生產(chǎn)的使用單層CBN砂輪的超高速磨床也較有名。在CIMT2001上，中國湖南大學展出了數(shù)控高速凸輪磨床CNC8312，其CBN砂輪線速度可達120m/s。

　　圖1所示為日本豐田工機幾年前推出的超高速數(shù)控外圓磨床GZ32P，其砂輪線速度最高可達200m/s。當它使用陶瓷結合劑CBN砂輪，以160m/s的砂輪線速度磨削如圖2所示的減速器零件(材料為HRC58的淬硬鋼)時，工件轉數(shù)1000r/min，加工余量△=0.125mm。所得到的加工結果是：加工時間72s、工件圓度1.2痠，表面粗糙度Rz1.9痠。與使用普通砂輪的切入磨削相比，加工時間和工件圓度誤差都減少了一半還多。

　　緩進給磨削是以大切深和低的工作進給速度為特征，而所謂高效深磨(HighEfficiencyDeepGrinding)，則是把高轉速的CBN砂輪應用於高切除率的緩進給磨削，從而產(chǎn)生了集高的砂輪速度(Vs=80~250m/s)、快的工作進給速度(0.5~10m/min)和大切深(0.1