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作者：李长河 蔡光起 修世超 庞子瑞

1 引言

随 着现代工业技术和高性能科技产品对机械零件的加工精度、表面粗糙度、表面完整性、加工效率和批量化质量稳定性的要求越来越高。在世界范围内更加强了磨削理 论基础和应用研究，新的磨粒加工方法和先进磨粒加工技术、工具与装备不断涌现，将磨粒加工这一古老的加工工艺技术迅速推向新高度，并成为先进加工制造工艺 与装备的重要组成部分。高速/超高速、高效率、自动化/数控化/智能化、超精密等既是当前先进磨粒加工工艺技术的主要内容，也是先进加工制造工艺与装备的 重要学科前沿。普通磨削的单位材料去除率不足10 mm3/mm·s，与普通车削、铣削相去甚远。所以，提高磨粒加工效率一直是人们不懈追求的目标。根据磨屑去除机理，材料磨除率可以表示成磨屑平均断面 积、磨屑平均长度和单位时间内参与切削的磨粒数三者的乘积。因此，如果要提高磨削效率：

1）可以采用高速和超高速及宽砂轮磨削来增加单位时间作用的磨粒数;
2）采用深切磨削以增大磨屑长度;
3）采用重负荷等强力磨削方式以增大磨屑平均断面积。

单 独或综合采用这些方法从而使单位材料去除率较普通磨削有较大提高的工艺技术均为高效率磨粒加工技术。它主要包括:高速、超高速磨削、缓进给深磨、高效深切 磨削、强力磨削和强力晰磨、高速重负荷荒磨、砂带磨削、硬脆/难加工材料高效率磨削、高效率研磨和抛光等。其中高速与超高速磨削、缓进给深切磨削、高效深 切磨削、砂带磨削和重负荷荒磨技术的发展最为引人注目。

2 高效率磨粒加工技术发展

1) 高速超高速磨削

超 高速磨削技术是现代新材料技术、制造技术、控制技术、测试技术和实验技术的高度集成，是优质与高效的完美结合，是磨削加工工艺的革命性变革。通常将砂轮线 速度大于45m/s的磨削称为高速磨削，而将砂轮线速度大于150m/s的磨削称为超高速磨削。超高速磨削在欧洲、日本和美国等发达国家发展较快。欧洲高 速超高速磨削技术的发展起步比较早，最初在20世纪60年代末期就开始进行高速超高速磨削的基础研究，当时实验室的磨削速度就已经达到 210～230m/s。1979年德国Bremen大学的P. G. Werner教授撰文预言了高效深磨区存在的合理性，由此开创了高效深磨的概念。1983年德国Bremen大学出资由德国Guhring Automation公司制造了当时世界上第一台高效深磨的磨床，功率为60kW，转速为10000r/min，砂轮直径为400mm，砂轮圆周速度达到 了209m/s。Aachen工业大学实验室磨削速度已达到500m/s，这一速度已突破了当前机床与砂轮的工作极限。瑞士Studer公司开发的CBN 砂轮磨削线速度在60m/s以上，并向120～130m/s方向发展。

美国60年代中期开始提高陶瓷砂轮的线速度，1967年诺顿公司在 市场上出售线速度为61m/s的砂轮和磨床。到70年代初，60m/s的磨床已有相当数量，70m/s,80 m/s乃至90m/s的磨床也相继出现。1993年，美国的Edgetek Machine公司首次推出的超高速磨床，采用单层CBN砂轮，圆周速度达到了203m/s,用以加工淬硬的锯齿等可以达到很高的金属切除率。美国 Connecticut大学磨削研究与发展中心的无心外圆磨床，最高磨削速度250m/s。2000年美国马萨诸塞州立大学的S.Malkin等人，以 149m/s的砂轮速度，使用电镀金刚石砂轮通过磨削氮化硅，研究砂轮的地貌和磨削机理。目前美国的高效磨削磨床很普遍，主要是应用CBN砂轮。可实现以 160m/s的速度，75mm3/mm·s的磨除率，对高温合金Incone1718进行高效磨削，加工后Ra1～2µm，尺寸公差±13µm 。另外采用直径400mm的陶瓷CBN砂轮，以150～200m/s的速度磨削，可达到RaO.81µm，尺寸公差±2.5～5µm。美国高速磨削的一个 重要研究方向是低损伤磨削高级陶瓷。

日本的超高速磨削主要不是以获得高生产率为目的，而对磨削过程的综合性能更感兴趣。日本70年代中 期，就能生产45m/s和60m/s的高速磨床。 1985年前后，在凸轮和曲轴磨床上，磨削速度达到了80m/s，90年代日本推出了120m/s和250m/s的高速磨床。日本广泛地用CBN砂轮取代 一般砂轮，其目的是达到加工的高效率化、省力和无人化。至2000年，日本已进行500m/s的超高速磨削试验。Shinizu等人，为了获得超高磨削速 度，利用改制的磨床，将两根主轴并列在一起;一根作为砂轮轴，另一根作为工件主轴，并使其在磨削点切向速度相反，取得了相对磨削速度为Vs+Vw的结果， 砂轮和工件间的磨削线速度实际接近l000m/s。这是迄今为止，公开报道的最高磨削速度。

我国高速磨削起步较晚，1958年开始推广高 速磨削技术。1964年郑州磨料磨具磨削研究所和洛阳拖拉机厂合作进行了50m/s高速磨削试验。1974年郑州磨料磨具磨削研究所进行了 50～60m/s的磨削试验，1982年10月，湖南大学进行了60m/s高速强力凸轮磨削工艺试验研究，为发展高速强力磨削凸轮轴磨床和高速强力磨削砂 轮提供了实验数据。八十年代初，东北大学进行了大量的高速磨削试验研究。以东北大学为主开发的YLM—1型双面立式半自动修磨生产线，磨削速度达到 80m/s，磨削压力在2500～5000N以上。1995年，汉江机床厂使用陶瓷CBN砂轮，进行了200m/s的超高速磨削试验。广西大学于1997 年前后开展了80m/s的高速低表面粗糙度的磨削试验研究工作。至2000年湖南大学一直在开展高速磨削研究工作。在2000年中国数控机床展览会上，湖 南大学推出了最高线速度达120m/s的数控凸轮轴磨床。从2002年开始，湖南大学开始针对一台250m/s超高速磨床主轴系统进行高速超高速研究，并 在国内首次进行了磁浮轴承设计。20世纪90年代至现在，东北大学一直在开展超高速磨削技术的研究，并首先研制成功了我国第一台圆周速度200m/s、额 定功率55kW，最高砂轮线速度达250m/s的超高速试验磨床，并先后进行了超高速大功率磨床动静压主轴系统研究、200m/s 电镀CBN超高速砂轮设计与制造、超高速磨削成屑机理研究、超高速磨削热传递机制研究、高速钢的高速深磨研究、超高速单颗粒CBN磨削试验研究、高速单颗 粒磨削机理研究、超高速磨削温度场研究、磨削摩擦系数的研究、超高速磨削砂轮表面气流场的研究、超高速磨削机理分子动力学的仿真以及磨削智能化等方面的研 究，部分研究成果达到国际先进水平、部分研究成果与国际水平持平。

2）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人、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。在齿轮加工、机床制造、纺织与印刷机械制造、陶瓷加工、电子工业中也有广阔应用前景。我国部分汽车制造企业目前也引进了几十台这一工艺设备，并取得了 明显效益。但应用领域尚小，仅限于汽车发动机轴类零件的加工。由于国内目前没有开展系统的工艺理论和应用研究，没有掌握其核心技术及理论，不能掌握工艺参 数设计和编程技术，不能配套生产砂轮及相关附件，只能就单一零件由国外垄断定制，全部工艺和设备均依赖于进口。而国外由于技术垄断，对快速点磨削机理、规 律、磨削质量控制及点磨削工艺等深入系统的理论与实验研究及相关技术信息也未见更多报道。因此，跟踪国际先进技术，深人开展快速点磨削技术的理论与应用研 究，对于在我国推广和发展该项先进技术、提高制造工艺技术和装备制造水平具有重要意义。国内东北大学已开始进行超高速点磨削机理研究及机床开发。

3）缓进给磨削

缓 进给磨削也称作深切缓进给强力磨削，其特点是采用大的切削深度(1～30mm，比普通磨削大1～1000倍)和很小的工件进给速度(3～300 mm/min，是普通磨削的1/100～1/1000)。缓进给磨削通过增大砂轮切深来增加磨屑长度，以获得高磨除率(高出普通磨削5倍以上)。该方法在 平面磨削中占有主导地位，主要用在磨削沟槽和成型表面。近年德、英、美、日和瑞士等国发展了一系列专用缓进给成形磨床，特别是滚珠丝杠和直线电机技术的应 用更加促进了缓进给磨削技术的实用化。缓进给磨削的特点如下：

·加工效率高。由于磨削深度大增，接触弧长增加，同时参加切削的磨粒数增多，因此可以直接磨削出要求的工件形状，使粗、精加工合并，大大提高了加工效率;

· 扩大了磨削工艺范围。由于可对毛坯一次加工成形，故可有效解决一些难加工材料加工问题，例如燃气轮机叶片成形表面加工，高温合金、不锈钢、高速钢型面或沟 槽的磨削等，其效率比铣削高二十多倍。用CBN砂轮缓进给磨削真空泵转子槽，不仅比铣削效率高，，而且加工质量好，成本节约40%左右;

·砂轮冲击损伤小，工件形状精度稳定。由于缓进给和行程次数减少，减轻了砂轮与工件边缘的冲撞次数和冲撞程度，延长了砂轮的使用寿命，也减小加工表面波纹度的产生;

·磨削力大、磨削温度高，切屑长并在磨削区严重变形，易堵塞砂轮。因此缓进给磨削加工时必须充分供给大量切削液，以降低磨削温度，保证磨削表面质量;

·加工精度达2～5µm，表面粗糙度Ra0.1～0.4µm。

4）高效深切磨削(HEDG)

高 效深磨(High Eficiency Deep Grinding，HEDG)技术是近几年发展起来的一种集砂轮高速度(100～250m/s)、高进给速度(0.5～10m/min)和大切深 (0.1～30mm)为一体的高效率磨削技术。高效深磨概念是由德国Bremen大学Werner教授于1980年创立。目前欧洲企业在高效深磨技术应用 方面居领先地位，高效深磨可直观地看成是缓进给磨削和超高速磨削的结合。与普通磨削不同的是高效深磨可以通过一个磨削行程，完成过去由车、铣、磨等多个工 序组成的粗精加工过程，获得远高于普通磨削加工的金属去除率(磨除率比普通磨削高100～1000倍)，表面质量也可达到普通磨削水平。由于它使用比缓进 给磨削快得多的进给速度，生产效率大幅度提高。后来又进一步在CBN砂轮基础上开发出200～300m/。的超高速深磨磨床。采用陶瓷结合剂砂轮以 120m/s的速度磨削，比磨削率可达500～1000mm3/mm·s，比车削和铣削高5倍以上。英国用盘形CBN砂轮对低合金钢51CrV4进行了 146m/s的高效深磨试验研究，材料去除率超过400mm3/mm·s 。德国Guhring Automation公司FD613超高速平面磨床，150m/s及CBN磨削宽1～10mm、深30mm的转子槽时工作台进给速度达 3000mm/min，在125m/s沟槽磨床上，磨削深20mm的钻头沟槽可一次完成，金属磨出率达500400mm3/mm·s。高效成形磨削作为高 效深磨的一种也得到广泛应用，并可借助CNC系统和CBN成型砂轮完成更复杂型面的加工，表面质量可与普通磨削媲美。此项技术已成功地用于丝杠、螺杆、齿 轮、转子槽、工具沟槽等以磨代铣加工。普通磨削、缓进给磨削、高效深切磨削方法工艺参数对比见表1。
表1 普通磨削、缓进给磨削、高效深切磨削工艺参数对比
参数 普通磨削 缓进给磨削 高效深切磨削
ap(mm) 0.001～0.05 0.1～30 0.1～30
Vw(m/min) 1～30 0.05～0.5 0.5～10

Vs(m/s) 20～60 20～60 80～200
Zw(mm3/mm·s) 0.1～10 1.0～10 50～2000
砂轮 WA60HV WA60HV WA60HV

磨削液 水基磨削液 油溶性磨削液 水基磨削液


5）高速孟负荷荒磨

重 负荷荒磨是以较大的法向修磨压力快速切除加工余量为目的的磨削方法，适用于钢坯的修磨，铸、锻件的清理以及钢板的粗磨等，磨除金属量一般占钢坯质量的 3%～7%。一般不需要修整砂轮，磨削速度通常在50～l00m/s，法向磨削力一般在2.5～15kN，金属磨除率达1000kg/h，磨削功率一般为 100～150kW，个别达到300kW。该技术近年发展较快，砂轮线速度已普遍达到80m/s，有的高达120m/s。磨削法向力可达 10000～12000N，甚至高达30000N ;材料磨除率可达500～600kg/h，最高可达1000kg/h。重负荷荒磨机床已基本实现自动化，法向压力可随进给速度的变化而自动调整并能保持砂 轮转速恒定，大大提高了荒磨生产效率。东北大学从?0年代开始进行高速重负荷钢坯荒磨实验研究，建立了完整的高速重负荷荒磨理论体系，近年还研制开发了用 于钢坯自动修磨的并联机器人，最大修磨压力达2520N～5000N，最大金属磨除率达1780g/min。重负荷荒磨的技术特点包括:(1)磨削压力、 砂轮速度和金属磨除率高、磨削功率大，要求机床具有足够的刚度和强度;(2)使用高强度、高硬度和粗粒度的重负荷荒磨砂轮。一般均采用树脂结合剂和棕刚 玉、微晶刚玉、烧结刚玉和错刚玉等高韧性磨料，超硬级硬度，且砂轮不需要修整;(3)采用干式磨削方式。

6）砂带磨削

砂 带磨削作为一种在材料表面精密加工中有着，“万能磨削”和“冷态磨削”之称的新型涂附磨削工艺，在现代制造工业中，其已经被当作与砂轮磨削同等重要的不可 缺少的加工方法。在工业发达国家，砂带磨削应用已经十分普遍，砂带磨床抓有量已经逐步接近砂轮磨床，其产值比几乎为1:1。

自上世纪60 年代以来，静电植砂技术等取得新进展，使美、英、日、德等国砂带制造技术和砂带磨床都取得长足进步。拥有量已接近砂轮磨床、其产值比美国为 49:51，德国45:55 ，日本25:75 ，砂带磨削量已占磨削总加工量一半以上，涂附磨具加工已成为发达国家获得高额经济效益的重要手段。美国三家著名砂带集团开发四万多种规格的砂带，55家公 司生产砂带磨削机床。目前，全世界国家每年生产近40万台砂带磨床和近9500万平方米砂带。砂带磨削目前正沿着强力、高速、高效和精密方向发展，如日本 在90年代初利用电泳吸附现象研制成功超微磨粒砂带，加工如精密陶瓷、石英、硅片等脆性材料的精度可达十几个纳米，并能实现塑性方式磨削。美国生产的一种 砂带磨床可以完成5台铣床的工作量，以往用硬质合金端铣刀加工铸铁轴承体，每件加工时间为4.8min，采用强力砂带磨床，加工时间减少到0.8min， 一年可节约加工费4.5万美元。

我国砂带磨削研究及涂附磨具制造起步较晚。近年部分高校和科研院校开展了砂带磨削技术研究与开发。“七 五”期间由郑州三磨所、华中理工大学和湖南大学共同完成了“砂带磨削工艺的试验研究”的攻关课题。东北大学试验研究了金属线材、叶片型面等的砂带磨削;重 庆大学先后完成“摆线砂带磨齿工艺”、“高精度平面砂带磨削工艺”等项目，近期又对电解砂带复合磨削新工艺进行研究，目前开展了对发动机连杆端面和西气东 输石油管道焊缝强力砂带磨削方面的研究。湖南大学系统研究了砂带磨削温度，1992通过190柴油机缸盖平面强力砂带磨削工艺试验国家鉴定。华中理工大学 开展了五坐标联动数控砂带磨削叶片型面研究。华东纺织大学最近研究提出应用超微磨粒电泳吸附砂带实现脆性材料塑性磨削，以期突破砂带磨削的精度限制，实现 纳米加工。我国第二砂轮厂和上海砂轮厂先后从德、意、瑞士等国引进砂带制造成套技术和设备，年产砂带分别为5×106m2和6×106m2。

3 高效率磨粒加工关键技术

1）高效磨削砂轮

高 效磨削砂轮应具有好的耐磨性，高的动平衡精度，抗裂性，良好的阻尼特性，高的刚度和良好的导热性，而且其机械强度必须能承受高效磨削时的切削力等。高效磨 削砂轮可以使用刚玉、碳化硅、CBN、金刚石磨料。结合剂可以用陶瓷、树脂或金属结合剂等。树脂结合剂的刚玉、碳化硅、立方氮化硼磨料的砂轮，使用速度可 达125m/s。单层电镀CBN砂轮的使用速度可达250m/s，试验中已达340m/s。陶瓷结合剂砂轮磨削速度可达200m/s。同其他类型的砂轮相 比，陶瓷结合剂砂轮易于修整。与高密度的树脂和金属结合剂砂轮相比，陶瓷结合剂砂轮可以通过变化生产工艺获得大范围的气孔率。美国Norton公司研究出 一种借助化学粘接力把持磨粒的方法，可使磨粒突出50%的高度而不脱落，其结合剂抗拉强度超过1553N/mm2(电镀镍基结合剂为 345～449N/mm2)。我国的南京航空航天大学已成功地研制高温钎焊单层超硬磨料砂轮以减少磨削热，增加磨削比，取得了较好的效果。阿亨工业大学在 其砂轮的铝基盘上使用溶射技术实现了磨料层与基体的可靠粘接。为了保证砂轮在整个使用寿命中保持锋利，砂轮的结构需有利于磨粒分裂。要达到砂轮自锋利的目 的，除了应尽量降低结合剂的比例外，还要优化磨粒的空间分布。为此对砂轮应有一套完善的修整技术。砂轮修整是决定磨削质量的关键因素之一，不同的修整方法 具有不同的特点，因而应用中需综合考虑加工条件、工件材料、砂轮材料等因素，以选择最佳修整方案。

主轴及其轴承技术

高效 率磨床主轴单元的性能在很大程度上决定了高效率磨削加工的极限，因而，为实现高效率磨削加工，对砂轮驱动和轴承转速往往要求很高。主轴的高速化要求主轴有 足够的刚度，回转精度高，热稳定性好，可靠，功耗低，寿命长等。要满足这些要求，主轴的制造及动平衡，主轴的支撑(轴承)，主轴系统的润滑和冷却，系统的 刚性等是很重要的。主轴轴承可采用陶瓷滚动轴承、磁浮轴承、空气静压轴承或液体动静压轴承等。陶瓷球轴承具有重量轻、热膨胀系数小、硬度高、耐高温、高温 时尺寸稳定、耐腐蚀、寿命高、弹性模量高等优点。其缺点是制造难度大，成本高，对拉伸应力和缺口应力较敏感。磁浮轴承的最高表面速度可达 200m/s，可能成为未来超高速主轴轴承的一种选择。目前磁浮轴承存在的主要问题是刚度与负荷容量低，所用磁铁与回转体的尺寸相比过大，价格昂贵。空气 静压轴承具有回转精度高，没有振动，摩擦阻力小，经久耐用，可以高速回转等特点。用于高速、轻载和超精密的场合。液体动静压轴承，无负载时动力损失太大， 主要用于低速重载主轴。

高效率磨床

高速高效加工不但要求机床有很高的主轴转速和功率，而且同时要求机床工作台有很高的进给速度和运动加速度。还需尽可能组合多种磨削功能，实现在一台磨床上能完成所有的磨削工序。此外还要求机床有高动态精度、高阻尼、高抗振性和热稳定性，高度自动化和可靠的磨削过程。

磨 床支承构件是砂轮架、头架、尾架、工作台等部件的支撑基础件。要求它有良好的静刚度、动刚度及热刚度。对于高速超高速磨床，国内外都有采用聚合物混凝土 (人造花岗岩)来制造床身和立柱的，也有的将立柱和底座采用铸铁整体铸造而成，还有采用钢板焊接件，并将阻尼材料填充其内腔以提高其抗震性，这些都收到了 很好的效果。进给系统是评价高速超高速磨床性能的重要指标之一，而随着高速超高速加工的发展，国内外都普遍采用了直线伺服电机直接驱动技术，高动态性能的 直线电机结合数字控制技术。如德国西门子公司的直线电机最大进给速度可达200m/min，其最大推力可达6600N，最大位移距离为504mm。

磨削液供给技术

高 速磨削时，气流屏障阻碍了磨削液有效地进入磨削区，还可能存在薄膜沸腾的影响。因此，采用恰当的注人方法，增加磨削液进人磨削区的有效部分，提高冷却和润 滑效果，对于改善工件质量，减少砂轮磨损，极其重要。常用的磨削液注人方法有:手工供液法和浇注法、高压喷射法、空气挡板辅助截断气流法、砂轮内冷却法、 利用开槽砂轮法等。在超高速条件下，为了实现对磨削区的冷却，冲走切屑，磨削液的喷注必须有足够大的动量，以冲破砂轮周围的高速气流，使磨削液抵达磨削 区。为了保证超高速磨削的表面质量，提高磨削液的利用率，减少磨削液中残留杂质对加工质量及机床系统的不良影响，必须采用一套高效高过滤精度的磨削液过滤 系统。从喷嘴喷注在砂轮上的磨削液，会在强大离心力作用下形成严重的油雾。所以超高速磨床还要把磨削区封闭起来，并要及时抽出油雾。然后利用离心和静电的 方法进行油气分离。

砂轮、工件安装定位及安全防护技术

高速及超高速磨削砂轮动能很大，必须设置高强度半封闭或封闭的砂轮防护罩，罩内最好敷设缓冲材料，以吸收或减少砂轮碎块的二次弹射。

磨削状态检测及数控技术

高 效率磨削加工中，由于砂轮线速度极高，砂轮由于超高速引起的破碎现象时常发生，砂轮破碎及磨损状态的监测是关系到磨削工作能否顺利进行和保证加工质量和零 件表面完整性的关键;在超高速加工中，砂轮与工件的对刀精度，砂轮与修整轮的对刀精度将直接影响到工件的尺寸精度和砂轮的修整质量，因此，在超高速磨削加 工中，在线智能监测系统是保证磨削加工质量和提高加工生产率的重要因素。目前，声发射技术已成功用于超高速磨削的无损检测，利用磨削过程中产生的各种声发 射源，如砂轮与工件弹性接触、砂轮粘接剂破裂、砂轮磨粒与工件磨擦、工件表面裂纹和烧伤、砂轮与修整轮的接触等均可发射弹性波。这些因素和工件材料、磨削 条件、砂轮表面的状态等因素都有着密切的关系。这些因素的改变必然会引起声发射信号的幅值、频谱等方面发生变化，这就使得我们可以通过检测声发射信号的变 化来对磨削状态进行判别。因此利用声发射技术可监测磨削裂纹和磨削烧伤，砂轮破碎砂轮磨损、砂轮与工件接触、砂轮与修整轮接触，并取得了令人满意的效果。 此外，工件尺寸精度、形状精度、位置精度和加工表面质量的在线监控技术，高精度、高可靠性、实用性强的测试技术与仪器都是高效率磨削所必不可少的关键技 术。

4 结语

高效磨削加工技术是先进的制造技术，彻底解决了传统磨削加工高精度、低效率的加工局限，在获得高效率，高精 度的同时，又能对各种材料和形状进行高表面完整性加工并降低成本。在我国现有条件下，大力加强高效磨削加工技术的研究、推广和应用，对提高我国机械制造业 的加工水平和加快新产品开发具有十分重要的意义。如今超硬材料的应用日益广泛，实施高速高效磨削是加工超硬材料和难切材料的优选加工工艺。由于超硬磨料磨 具的应用，高速、大功率精密机床及数控技术发展、新型磨削液和砂轮修整等相关技术的发展、高速超高速磨削和高效率磨削技术应用、磨削自动化和智能化等技术 的发展，使高效率磨粒加工在机械制造领域具有更加重要的地位，具有很好的发展前景。
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从20 世纪80年代到本世纪初，中外工程机械产品技术已从一个成熟期走到了现代化时期伴随着一场新的技术革命，工程机械产品的综合技术水平跃上了一个新的台阶。 电子技术、微电脑、传感器、电液伺服与控制系统集成化改造了传统的工程机械产品，计算机辅助设计、辅助制造及辅助管理装备了工程机械制造业，IT网络技术 也装备了工程机械的销售与信息传递系统，从而让人们看到了一个全新的工程机械行业。新的工程机械产品在工作效率、作业质量、环境保护、操作性能及自动化程 度诸多方面都是以往所不可比拟的，并且在向着进一步的智能化和机器人化方向迈进。
1、作业原理创新：新法破土与高频振动
　　随着科学技术 研究水平的不断发展，工程机械的作业理论也在不断地创新。工程机械的作业原理包括对土石方的切割、破碎、回填，对土工材料的筛分、混合与加热，对混合料的 摊铺、找平与压实等。这些作业理原先是以仿生学与牛顿力学为基础的，而近现代科学的发展为工程机械作业原理的创新奠定了基础。例如机械振动、脉冲、射流、 光电效应及热物理学的应用， 为工程机械节省资源，改善施工质量、提高生产效率、工作可靠性、驾驶舒适性与自动化程度创造了条件。
　　挖掘机、推 土机、装载机等土方工程机械切割破土，现在有了无斗铣切法、高频振动法、液气射流法及微孔破土法。使用新的破土作业原理改造的铲斗、松土器可以开挖高强度 的岩土，在一般情况下都可以降低单位土方费用与提高生产效率，并且在靠近建筑物挖土时可代替钻孔—爆破法施工。
　　振动压路机是利用机械振动而又 要达成“振地不振人”作业效果的最有力说明。高频振动压实技术的应用是近代动力学在工程机械上的重要科研成果，在振动压路机上同时应用了振动与隔振理论。 20世纪90年代以来，出现了水平振动（振荡）与垂直振动的定向振动压实方法，以及无级调幅振动和不同于简谐振动的混沌振动等振动压实作业原理，并且形成 了相应系列的振动压路机。冲击式压路机打破了原有传统的圆柱形滚轮结构，使用具有3-5个边的多边形压滚由牵引车拖行，以每秒2-3次顺序地冲击地面。这 种剧烈冲击具有地震波的传播特性，其压实深度随碾压遍数而递增，在5m深处的压实度可达90%-92%。冲击压路机具有静压冲击、振动捣实与揉搓的综合作 用，适合大型填方、塌陷土壤和干砂填筑工程的压实。
　　沥青混凝土摊铺机慰平工作装置更是工程机械作业原理创新的典型例子。慰平板使用柴油、液化气或电加热和72Hz的调频振动，并采用红外线、激光或超声波找平， 是多学科高新技术的应用。这其中的找平技术也可以应用到平地机上，作为地平或坡面的精细找平。
　　调频率机械振动还通常用于凿岩、石料破碎与筛分及沉拔桩等工程施工。石料的烘干可以使用柴油、重油和煤粉多种燃料的燃烧器，沥青的脱桶、加热及沥青混合料的搅拌与保温过程中都充分运用了热物理学原理。沥青的乳化与改性都是一些化学物理反应的具体应用。
2、传动方式创新：普及液压与电气传动
　 　液压传动在20世纪60年代开始应用到了压路机上，只十多年的时间就得到了推广和普及。现在压路机的行走、振动、转向及制动等系统已实现了全液压传动。 液压传动大大简化了压路机传动与操纵系统的设计，液压传动平稳、操纵方便省力、容易实现无级调速和自动控制、从总体上提高了压路机的生产效率与压实质量。 现在国外市场上已经很少见到机械传动的压路机了。
　　静液压传动技术于70年代开始应用到了推土机上，并且很快推广到了一些中小型推土机和装载机 上，美国约翰·迪尔公司、卡特彼勒公司、德国利渤海尔公司及日本小松制作所都生产和销售全液压推寺机与装载机。静液压传动不使用液力变矩器，还省去了离且 器与行车制动器及部分机械传动机构，能利用安全阀对机械和液压系统实现过载保护，并以较小的索引功率发挥最大的索引力，其剩余的功率可用在机器的辅助操作 上。
　　德国的德马克公司和利渤海尔公司公别于1954年和1955年率先开发了全液压挖掘机，但静液压传动在挖掘机上大量的推广应用也是在70 年代。自80 年代初以来，挖掘机从大到小正逐步实现了驱动行走、回转与挖掘机的全液压化。在国际市场上的挖掘机，已全部淘汰了各种机械传动机构。
　　诞生历史比较晚的路面机械更是以全液压传动为主，如摊铺机、稳定土拌和机、路面铣刨机等，液压传动的平稳性有助于提高路面的铺筑质量。在凿岩台车和凿岩机上，液压传动已取代了以往的气动，现代轮式起重机和桩工机械也工向全液压化的方向发展。
　 　电力在工业生产中的应用虽然已有很长的历史了，但在移动式机械上使用尚不多见。这首先是因为电动机的能容量小，一台电动机与同功率的液压马达相比，其重 量和体积要大好多倍，这给机器的空间布置带来了很大困难。另外，电气传动的效率比效低，而消耗有色金属量大。但电气传动能很好地实现无级调速、电气制动和 功率分流，电传动更方便和易于大型矿车、大型挖掘机和大型装载机上，以发动机—发电机—电动车轮传递行驶动力。德国福格勒公司还试制了电动车轮传递行驶动 力。德国福格勒公司还试制了电传动的沥青摊铺机，该机的所有回转系统都用电马达带动，只有料斗开合与慰平板找平油缸仍使用液压传动。另外就是在作业区域移 动较小的采矿工地上，使用了电力拖动的大型挖掘机的装载机，这种电力拖动使用电缆传输动力而不必在机器上安装发动机。
3、人机工程创新：以人为本与简化操作
　 　20世纪80年代以来，世界上许多大的工程机械制造公司都投入很大的人力和资金促进现代设计方法学的研究和应用。人机工程学是“以人为本”的设计思想， 注重机器与人的相互协调，提高人机安全性、驾驶舒适性，方便于司机操作和技术保养，这样既改善了司机的工作条件，又提高了生产效率，有的国家对工程机械的 振动、噪声、废气排放和防翻滚与落物制定了新的标准，甚至付诸法律。
　　现在各类工程机械都是设计有防翻滚和落物保护装置，以保护司机的人身安 全，并且都是与驾驶室分别设计和安装。驾驶室内有足够的人体空间和开阔的视野，并采取必要的密封、减振、降噪和控温措施。室内的座椅、操纵杆件、仪表与监 视器都按人机工程学布置，并且尽量减少操纵部位与操纵力。为了减轻司机的疲劳，选用悬浮式减振座椅，并研制了气—液悬持系统的驾驶室底板。
　　电 子技术在工程机械上的应用，大大简化了司机的操作程序和提高了机器的技术性能。利用电子控制可以自动选择机器的作业模式，例如挖掘机的3种作业模式 ——动臂优先、回转优先和微调整，串联振动和双轮全振动等。利用电子监测可以及时发现和排除机器系统的故障，例如发动机润滑油失压、风扇传动带断裂、液压 油污染或过热和滤油器堵塞等，均能及时发出声响或灯光报警，利用电子传感器经微电脑处理可以自动检测机器的工作质量，如随机检测振动压路机的压实度，自动 检测与调整沥青混合料的级配比例与出料温度等。
　　美国消音技术公司研制了一种电子消音器，通过电子仪器分析发动机排气噪声的波形结构，并产生一 种与之相位差180°的干扰声波，这种“抗噪声”与发动机排气的噪声相抵消，从而过到消声的目的。这种电了消音器还可用于消除发动机的基本噪声和驾驶室内 的噪声。通过消音和隔离的工程机械驾驶室内噪声可以降低到70dB（A）以下。
　　另外，通过集中润滑、自动润滑及故障自动报警，大大减少了工程 机械的维修工作量。德莱赛公司装载机铰接轴的润滑周期可延长到2000h，更换机油和滤清器的周期延长到250h；卡特彼勒公司装载机的日常检修时间缩短 到3.45min，使用100h的技术保养时间也仅有6-7min。

4、外观造型创新：工业设计与环境协调
　　现代科学技术的高速发展，推动着社会的进步，给人类带来了高度的物质文明与精神文明。工业设计即是工业产品的造型设计，也称其为产品的艺术造型。机械产品的艺术造型应能体现其功能的合理性及外在质量的统一性，还应体现出产品的技术先进性和符合时代感的审美要求。
　 　对于工程机械，有人说“货卖一张皮”那是言过其实，但不重视造型设计肯定是不可取的。工程机械的造型设计可以使机器的形态与其结构、功能及使用要求相统 一，并与人的生理及心理相协调。这种造型设计应包括各部的比例得当，形体流畅、色彩协调、仪表布置美观以及便于直观操作和有醒目的商标符号。现在世界各大 公司都非常重视产品的工业设计，并且出现了专门的研究和设计机构。
　　居世界领先地位的压实机左制造商——宝马公司，其第三化压实机械的机器造型 由工业设计专家Louis.L.lepoix设计，产生了良好的综合效果。该系列拆装更换滤清器、传动件、软管及日常保养都是很方便。采用圆弧形的现代驾 驶室和在倾角的发动机罩视野开阔、线条流畅，具有时代气息。驾驶方向盘的高度与倾角可调，选用舒适的高靠背可调减振座椅，给驾驶员准备了良好的操作环境。 仪器仪表盘设计合理，易于观察和控制，发动机罩的倾斜给驾驶员提供了良好的视角。液压转向器转移到了驾驶室外，以减少驾驶室内的发热与噪声。圆弧形的挡风 玻璃和驾驶室的四个外支承可隔离噪声与振动，使室内的噪声低于70dB (A)。
　　其它的许多工程机械也都是不同程度地注重了工业设计，例如零 部件布置尽量下移，以降低整机重心；适当地扩大支承面积，以增加机器的稳定度；左右布置尽量对称，以符合人的美感；去掉一些外观造型的尖角、棱边，以显示 线条的流畅等。工程机械的油漆更是其工业设计的重要内容，整机的色调应能引人注意，增加作业环境的安全，并与野外施工现场的绿树田野相映衬、协调，使用套 色的水平腰线和增加下车的色彩浓度可以增加机器的视觉稳定性等。
5、设计方法创新：电脑应用与模块设计
　　现代设计方法在工程机械上的应用近20年来获得了突飞猛进的发展，并开发成功了大量新机备种。这些机种包括路面施工与养护机械、地下施工机械、环境保护机械、高空作业机械及土壤改良机械等。。
　 　现代设计方法与传统设计方法最大的不同是普及应用了电子计算机。以往一种新型需要多次反复试制、试验和修改才能定型，一般需要几年的时间。在计算机上， 新产品设计可采用三维数字化建模，利用专业CAD软件进行基础零部件优化选择与分析计算，直到生成工程图和进行三维虚拟装配及模拟试验。
　　现代设计方法包括的面很广，如相似设计、模块化设计 、动态分析、优化设计及人机工程与工业造型的应用等，体现在机器形体上最明显的是模块化设计。
　 　模块化设计包括了以往所说的部件化，通用化及设计过程中的软件模块化。部件化是将机器的每个部件都设计成结构完善的独立单元，简化相邻部件之间的连接， 以便于安装与调整，便于存放与运输，便于维修与保养，而且也便于社会化生产。通用化是选用相应的部件单元做不同的连接拼装可组成不同技术性能的机器，这样 可以增加部件的生产批量，从而降低整机的制造成本。设计软件的模块化大大加快了新产品的设计开发进度 。
　　对一般的行走式工程机械，其发动机、 液压件、传动件、回转机构及电脑控制板等都是相对独立的设计或选用。机器的工用装置可以设计成典型结构，机器的传动系统、液压系统、电气系统等可以分解成 不同的设计单元，例如传动系统分解成变速器、联轴器、离合器、制动器、驱动桥、行走装置等，液压系统分解成闭式传动、开式传动、多路阀系统等。对于典型工 作机构及系统单元也可以按整机的技术性能做不同的组合，或者按机器规格的大小用相似设计。
　　对于固定式安装大型工程机组，如石料破碎与筛分联合设备，各种混合料搅拌设备及盾构设备等。其机构结构复杂，迁移运输困难，涉及的知识领域广泛，模块化设计就更显必要。
6、制造过程创新：虚拟制造与并行工程
　 　现代化的信息技术与全球经济一体化，为机器制造业的虚拟化制造创立了条件。在工程机械的各大跨国公司中，一个明显的趋势是制造商集中力量做好开发研究和 设备组装，公司不再制造零部件，而把难题推给零部件供应商去做。产品主机制造商与零部件供应商及科研开发机构相互协作，发挥各方的主创精神，共同研制和生 产适销对路的产品，大家共生共荣。现在没有哪一家工程机械制造高能单独依靠自身力量完成一种主机产品的生部生产过程，而是各方分工合用，这就像一个“虚拟 化”的大企业，虚拟企业是一个没有围墙、超越空间、依靠网络联和统一指挥的临时合作经济实体。
　　虚拟化制造要以模块化设计为基础，并且是一种设 计与制造过程中的并行工程。主机制造商在开发的初期做好市场论证和总体结构方案，将各个配套件分解给供应高，由其根据总体方案的要求自行设计与生产制造。 在整个开发过程中，要由主机制造商进行协调，协调的内容包括技术要求，成本控制、相互衔接用生产进度等，这样可以大大加快新产品的开发进度，对市场需求做 出更灵敏的响应。
　　并行工程的目标是通过新产品开发各阶段的工作同时并行，以加速开发过程。产品开发过程包括4个阶段：①设计——形成总体装配 和零部件图；②造型—制作非功能性模型；③试制—制造与试验样机的功能性模型；④生产—批量试制并验证工艺装备。在并行工程中，这些工作要有机地安排成齐 头并进，从而大大缩短了新产品的开发进程。
　　采用虚拟制造与并行工程的必要条件是计算机的普及应用。在计算机上利用CAD-CAE软件网络，不 仅可以根据设计者的构思自动生成工程图形和实体模型，而且可以进行结构件强度分析和机构运动学分析，以及整机和零部件的参数优化和动态仿真试验等。设计的 工程图形（零部件）通过数据库直接传输给工艺部门，就可以编制工艺路线和设计工装刀具，也可以通过CAM直接生成数控加工程序软件，很快就可在数控机床或 加工中心上试制出样品。
　　普及应用虚拟制造与并行工程的企业，一种系列工程机械产品的开发周期可以缩短到了3个月以内，大大加强了其市场竞争实力。
7、控制方法创新：电子控制与信息集成
　 　机器的大规模信息集成，诞生了机电信一体化。现代电子技术催生了工程机械的机电信一体化。电子技术包括计算机技术，集成电路技术、数字电路技术及电子通 讯技术。电子技术和传感器与机械装置经结合，实现了工程机械的自动监测和自动控制，即机—电—信一体化。电子传感器是机电信一体的感觉器官，是机器与其作 业对象之间的媒介。以微机为核心的电子技术是机电信一体化的大脑和中枢神经，它接受传感器送入的各种信息，在进行运算处理之后对机器的执行部分发出指令。
　 　机电信一体化在工程机械上的推广应用，主要是为了节约能源、简化操纵程序，提高生产效率、作业质量和机器的工作可靠性，以用满足日益严格的环保要求，最 早是德国的Bosch公司，美国的GM公司、Ford公司和日本的电装公司等先后推出了各种电子控制燃油喷射及电子点火系统，随后在工程机械的其它系统中 也采用了机电一体化技术。20世纪90年代以来，美国、德国和日本等工业发达国家推出的工程机械新产品，有70%以上都程度不同地配置了电子控制系统，例 如发动机的最佳功率输出自动控制、工程起重机的快速循环伸缩自动控制、路面铣刨机转子工作与驱动行走的动力分配自动控制、振动压路机的自动变幅控制、摊铺 机的输分料自动控制与慰平板自动找平控制，还有机器故障报警电子控制与辅助操纵电子控制等等。
　　发动机的电子控制是通过机器负荷传感器与集成化 电子系统自动控制其功率输出及实现与液压系统的最佳匹配，从而茯得最高的生产效率和最低的燃油消耗。此种系统应用在装载机上，可以使燃油消耗量降低 20%，发动机的非工作磨损及技术保养工作量减少，并且能够净化废气排放。故障报警电子控制能使机器在出现故障或超载时立即发出警示，有的还可以在屏幕上 显示故障的部位，并提出故障的排除方法。辅助操纵电子控制可以弥补司机的不熟练操作，如机器行走的平稳起步与平稳停车，振动压路机的自动起振、自动停振与 自动洒水以及限定机器工作装置的最大负荷，最大回转角度与最大延伸距离等。
　　8、人工智能创新：灵性机器与机器人化
　　工程机械在工程 建设领域代替了人的体力劳动，扩展了人的手脚功能，但传统机械还未能解决好人的体力和生理负担问题，更不要说解脱人的精神和心理负担了。现代化工程机械应 该是赋予了其灵性，有灵性的工程机械是有思维头脑（微电脑）、感觉器官（传感器）、神经网络（电子传输）、五脏六腑（动力与传动）及手足骨骼（工作机构与 行走装置）的机电信一体化系统。
　　机电信一体化并非机电与信息技术的简单结合，它所构成的系统必须具备5项功能：①具有检测和识别工作对象与工 作条件的功能；②具有根据工作目标自行作出决策的功能；③具有响应决策、执行支动作的功能；④具有自动监测工作过程与自我修正的功能；⑤具有自z身安全保 护和故障排除功能。这也就是工程机械智能化的一些具体目标。
　　在工程机械的智能化过程中，自始至终充满着自学习技术和自适应技术的运用。现在机 电信一体化技术实现了对发动机、液压系统和电气系统的全面控制，机器正在被赋予各种感觉与智慧。在工艺过程与工作状态实时监测的基础上，工程机械将从局部 自动化过渡到全面自动化，并且向着远距离操纵和无人驾驶的趋势发展。随着人工智能的介入，工程机械将加快快其现代进程，使逐步过渡到完全智慧化的作业机器 人目标。到那时，一些新的机器人化作业程序就会应运而生。

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作者：诺顿磨料公司Roger Cloutier


磨 削中产生严重伤害的可能，来源于容易出现的疏忽：以超高速运行砂轮。当砂轮以高出额定最高速度很多的速度操作时，很可能在操作的几分钟内就破碎，而如果砂 轮运行的速度比其额定速度稍微高出一点，也有可能产生危险。这种不是很严重的超速状态可能引起砂轮损坏，而这种损坏又可能导致进一步使用后发生碎裂。例 如，在一个7英寸角度磨床上以 7,700r/min的速度运行加强的9英寸直径、27型最大额定速度为6,600r/min的砂轮，则可能引起砂轮出现裂纹。这种裂纹可能导致以后发生 碎裂。

以下行动也可能导致发生超速状态：
装在磨光机上，如“枪把形”气动磨光机；
直接在电机上安装砂轮；
在对该砂轮规格不正确的机床上安装砂轮；
没有适当维护机床部件，特别是气动机床上的控制器及落地式机床上的连接机构；
采用不正确的气源、液压源或电源；
采用设置不当的机床速度。

找出砂轮的最大速度额定值，不要超出该速度。
哪怕稍微超出额定速度一点也可能导致在砂轮上发生巨大的额外应力，
使操作员的安全受到威胁。

任何上述行动都会产生灾难性情形，可能导致发生严重伤亡事故。

以超速状态运行的危险来自离心力。作为旋转运动的结果，离心力是在绳子末端的重量作圆形回转运动时促使该重量将绳子拉紧的力。当砂轮在自转时，同样的作用力会引起砂轮的重量将砂轮拉离旋转中心的方向。

离 心力不会以与速度上升成正比的方式增加，相反却以速度上升的平方增加，这种事实导致了危险的存在。当选择的速度翻番时，离心力会提高四倍。这种效应意味着 速度方面相对较小的变化可能导致力的巨大增加。在上述提到的实例中，将速度从6,600r/min变到7,700r/min，速度增加的倍率为 1.167。而相应的离心力增加的倍率却为1.167×1.167,或者说1.36。

我们来看一个更加极端的实例，考虑同样的最高安全操 作速度为6,600r/min的同一个砂轮，在一个5英寸直角磨床上以10,000r/min速度运转。这意味着以超出砂轮设计速度1.5倍的速度运行。 但相应的离心力-以及砂轮上相应的回转应力-将大约为最大许可值的2.3倍。

简而言之，千万不要超出砂轮额定速度运转。必须将磨床的速度与砂轮或包装上所标的速度加以比较，以确保机床的速度等于或低于砂轮的最大操作速度。超出该额定值将不仅会导致砂轮破裂，还可能危及车间人员的人身安全。

超高速运行砂轮可能导致砂轮破裂。
图示砂轮上的裂纹是超高速运行砂轮时产生的，
它可能导致事故发生。

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磨削加工在机械制造行业中广泛地被应用，经热处理淬火的碳素工具钢和渗碳淬火钢零件，在磨削时与磨削方向基本垂直的表面常常出现大量的较规则排列的裂纹--磨削裂纹，它不但影响零件的外观，更重要的是还直接影响零件的质量。

一、磨削裂纹的产生机理

磨削裂纹的产生是磨削热引起的，磨削时零件表面的温度可能高达820～840℃或更高。

淬 火钢的组织是马氏体和一定数量的残余奥氏体，处于膨胀状态(未经回火处理尤为严重)。如果将其表面快速加热至100℃左右并迅速冷却时，必然将产生收缩， 这是第一次收缩。这种收缩仅发生在表面，其基体仍处于膨胀状态，从而使表面层承受拉应力而产生微裂纹，这是第一种裂纹。当温度升至300℃时，表面再次产 生收缩，从而产生第二种裂纹。马氏体的膨胀收缩随着钢中含碳量的增加而增大，故碳素工具钢和渗碳淬火钢产生磨削裂纹尤为严重。

淬火钢中的 残余奥氏体，在磨削时受磨削热的影响即发生分解，逐渐转变为马氏体，这种新生的马氏体集中于表面，引起零件局部体积膨胀，加大了零件表面应力，导致磨削应 力集中，继续磨削则容易加速磨削裂纹的产生；此外，新生的马氏体脆性较大，磨削也容易加速磨削裂纹的产生。另一方面，在磨床上磨削工件时，对工件既是压 力，又是拉力，助长了磨削裂纹的形成。
如果在磨削时冷却不充分，则由于磨削而产生的热量，足以使磨削表面薄层重新奥氏体化，随后再次淬火成为淬火马氏体。因而使表面层产生附加的组织应力，再加上磨削所形成的热量使零件表面的温度升高极快，这种组织应力和热应力的迭加就可能导致磨削表面出现磨削裂纹。

二、磨削裂纹的特征

磨 削裂纹与一般淬火裂纹明显不同，磨削裂纹只发生在磨削面上，深度较浅，且深度基本一致。较轻的磨削裂纹垂直于或接近垂直于磨削方向的平行线，且规则排列的 条状裂纹，这是第一种裂纹。较严重的裂纹显龟甲状(封闭网络状)，其深度大致为0.03-0.15mm。用酸腐蚀，裂纹明显易见。这是第二种裂纹。

三、磨削裂纹的防止措施

磨削工艺方面

(1)磨削裂纹的产生是因为磨削热所致，所以降低磨削热是解决磨削裂纹的关键。一般所采用的湿磨法，无论如何注入切削液，切削液都不可能在磨削的同时进入磨削面，因而无法降低磨削点位置的磨削热。切削液只能是使砂轮和零件的磨削点在
磨削走过后瞬时受到冷却，同时切削液对零件的磨削点起淬火作用，因而事实上加大了磨削裂纹的产生。如果采用于磨法，背吃刀量选择较浅的磨法，可减少磨削裂纹。但是这种方法效果不是很显著，而且灰尘飞扬，影响工作环境，不宜采用。

(2)选用硬度较软、粒度较粗的砂轮来磨削，可以降低磨削热。但如果粒度太粗时会影响工件的表面粗糙度。对于表面粗糙度质量要求高的工件，不能采用此法，因而受到一定的限制。

(3)分粗精磨，即粗磨选用粒度较粗的软砂轮磨削，便于强力磨削，提高效率，然后再用粒度细的砂轮进行精磨(背吃刀量较浅)。分开两台磨床进行粗磨和精磨，这是一种比较理想的方法。

(4)刚出炉的工件，必须待工件自然冷却后(冷却到常温)才能进行磨削。如果在时间允许的情况下，最好让工件自然时效1～2个月，消除应力后再进行磨削，这也会收到很好的效果。
(5)选用粒度较为锋利的砂轮，PA36～46K，及时清除砂轮表面积屑，减少背吃刀量，增加走刀(磨削)次数，减小工作台速度，取<=1～2m/min，也是一种有效的减少磨削裂纹的途径。

热处理方面

从以上分析知道，产生磨削裂纹的根本原因在于淬火件的马氏体组织是一种膨胀状态，有应力存在，要减少和消除这种应力，应进行去应力回火即淬火后应马上进行回火处理。

第一种磨削裂纹是工件在快速加热至100℃左右，并迅速冷却而产生的。所以，为防止这第一种磨削裂纹，工件应在150～200℃左右回火。
第二种磨削裂纹是工件在磨削中继续升温至300℃时，表面再次产生收缩而产生的。所以，为防止这第二种磨削裂纹，则应将工件在300℃左右回火。回火时间必须在4h以上，应该注意工件在300℃回火时会使工件硬度下降，有时不宜采用。

有时经过一次回火后仍可能产生磨削裂纹，这时可以进行二次回火或人工时效，这个方法非常有效。

如果零件硬度要求不高，而零件外观表面要求较高时，可以将回火温度提高到400℃以上回火，即调质处理，这时零件表面不会再出现磨削裂纹现象。

在零件材质方面

当 零件硬度要求较高而不能在300℃以上回火时，便要在零件材质上想办法。在前面分析中我们知道，马氏体的膨胀收缩率随着钢中含碳量的增加而增大，故碳素工 具钢(T8以上)和渗碳淬火钢产生磨削裂纹尤为严重。所以，当零件硬度和表面外观质量均要求较高时，便不能选用碳素工具钢和渗碳淬火钢，而应选用诸如 lCrl3、16Mn等钢种。对于零件表面外观质量要求较高，而零件又是急件时，在时间上不允许自然时效l～2个月(出炉后的零件)；或者因磨削工艺方面 受到限制：如使用砂轮方面受到限制、磨床数量少，零件磨削工作量大等因素而无法分开磨床来粗精磨；或者由于车间工人环境清洁优美，也不便于采用干磨法等。 这时只能在零件材质上考虑，只能选用含碳量低的lCrl3、40Cr等钢种，而不可能选用T8以上的碳素工具钢或渗碳淬火钢。

总之，只要在磨削工艺方面、零件热处理方面和零件材质方面综合考虑，我们便可以有效地防止磨削裂纹的产生。
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砂轮形貌特性的评定及其合理匹配

　 砂轮的磨削性能不仅取决于砂轮结构特性，如磨粒、粒度和硬度等，且更多的取决于砂轮表面的形貌特征。砂轮表面形貌特性是指砂轮表面上磨粒切刃的瞬时状态， 又称瞬时特性，如磨粒切刃的分布、磨粒的磨耗、破碎和脱落以及容屑空间的堵塞等。瞬时特性在磨削过程中随着磨削时间的变化而变化，因此，必须对砂轮形貌特 性进行合理的评定。要使砂轮获得良好的磨削性能，就必须根据具体的磨削条件，进行砂轮结构特性与形貌特性的合理匹配，使砂轮表面的磨削达到最佳状态。

1砂轮形貌特性的评定

1) 磨粒切刃的几何参数

砂轮表面有许多大小不一、随机分布的磨粒切刃，为了描述磨粒切刃的几何特性，可定义磨粒切刃的几何参数：磨刃的前角gg，后角ag及磨刃钝圆半径rb(如图1所示)，显然，磨粒的形状尺寸及其在砂轮表面上的方位决定了磨刃的几何参数，进而影响磨刃的切削性能。


图1 磨粒切刃的几何参数
磨 粒切刃的形状极不规则，为了分析方便，可把磨粒形状理想化，简化的磨粒切刃分类如下：(1)圆锥或棱锥形；在进行粗修整或砂轮硬度较低时，易形成这种形 状；(2)球形；圆角半径为10～20µm；(3)圆角尖端的圆锥形：磨粒划痕的结果，磨粒切深大时，其切削作用接近于圆锥形；切深小时，切削接近于球 形；(4)平顶圆锥形：磨粒顶部被磨耗的形状，砂轮硬修整导程小时易形成这种形状。

从磨粒切刃的锋锐性考虑，圆锥或棱锥形(1)和圆角尖 端的圆锥形(3)接近于实际磨粒的棒状，锋利性较好；球形(2)和区顶圆锥形(4)分别接近于实际磨粒的块状和磨耗棒状，锋锐性较差。磨粒尺寸愈小，磨粒 切刃顶尖角eg愈小，则磨粒锋锐性愈好。磨粒在砂轮工作面上的方向和位置是随机分布的，从统计的观点来看，磨粒的方位对磨刃的前后角影响不大。磨刃的前角 主要取决于其顶尖角eg，一般磨粒的顶尖角eg愈小，磨刃的前角gg愈大。

2) 磨粒切刃的分布

磨粒切刃分布的特征参数主要有：(1)磨粒间距Lg。指砂轮圆周上先后磨削工件同一点的相邻二切刃的弧线距离，表示磨粒切刃分布状态的基本参数；(2)磨粒磨耗平台宽度b。指垂直于切削方向的磨耗磨粒切刃小平台宽度，表示磨粒切刃工作状态的基本参数。

由 上述特征参数可计算出砂轮工作面上单位面积的磨粒切刃数Mg(＝1/Lg2)，但磨粒切刃在砂轮工作面上的分布是不均匀的，而且高低参差不齐，因而有一个 磨粒切刃的定义问题，如果峰谷高度差Dh极小，由于二凸峰间没有足够的容屑空间，实际上只能起一个切刃的作用，一般规定Dh≥5µm或Dh≥(fr/2) (fr——径向进给量)才能算为两个切刃。由于磨削过程中的运动关系。也使埋入一定深度的磨刃不会参加切削，因而实际参加切削的磨刃数(有效磨粒切刃数) 大大少于砂轮表面的磨粒数。设磨粒间距为Lg，后磨粒切刃比前磨粒切刃在砂轮半径方向上低Dh，则有效磨粒切刃的条件为

(1)
由式(1)可知，当砂轮形貌特性不变时，随着工件速度Vw和切削深度ap的增大，砂轮速度Vs和砂轮半径ds减小，有效磨粒切刃数将增多。

另外，有效磨粒切刃数还与砂轮表面形貌状态有关，砂轮粒度号愈大，砂轮硬度愈高，修整时修整导程fd和修整深度ad愈小，有效磨粒切刃数也愈多。

3) 砂轮形貌特性的统计分析

用 触针法测量砂轮表面形貌，获得砂轮圆周方向上砂轮表面的形貌图(如图2所示)。形貌图中包含有磨粒切刃及邻接的容屑槽，磨粒切刃和容屑槽在砂轮径向上的分 布，可用任意给定的高度水平线以上的磨粒切刃和容屑槽的径向累积分布——径向概率分布来表示，该分布分别为形貌图中考虑的磨粒切刃和容屑槽总数的百分比。 图3为磨粒切刃和容屑槽的径向概率分布曲线，在砂轮表面最外层(即最高水平线之上)，磨粒切刃的径向概率分布(百分比)为0，而容屑槽的径向概率分布为 100%；在砂轮表面最内层(即最低水平线之下)，磨粒切刃及容屑槽的概率分布则刚好相反。


图2 砂轮表面的形貌图


图3 磨粒切刃和容屑槽的径向概率分布曲线
通 过统计砂轮表面形貌的磨粒切刃及容屑槽的径向概率分布，可以分析磨粒切刃及容屑槽的分布特点，达到用概率分布表示砂轮形貌特性的目的(如图3所示)。对于 新修整的锋利砂轮，砂轮表面形貌的磨粒切刃的径向概率分布曲线是多项式型，磨粒切刃的分布趋于集中于砂轮表层边缘处，也就是集中于砂轮工作区域，而容屑槽 的径向概率分布曲线为高斯型，砂轮表面工作区域的容屑槽相应的少；对于磨钝严重的砂轮，情况则刚好相反。

2 砂轮形貌特性的合理匹配

要使砂轮表面获得良好的磨削性能，可由所要求的磨削输出参数来选择砂轮的结构特性，并合理修整砂轮，使砂轮表面形貌特性达到最佳化。下面就以精密磨削和钛合金的磨削为例，分析砂轮表面形貌的匹配问题。

1) 精密与镜面磨削

精 密与镜面磨削是由砂轮磨粒上的微刃进行微量切削及摩擦抛光而完成的。磨削时要求砂轮表面上的微刃排列要整齐，破碎要均匀，单位面积微刃数要多，等高性要 好。为此，必须选择合理的砂轮结构，并进行精细的砂轮修整。由于刚玉磨料的强度和韧性均较高，精细修整后易形成等高性好的微刃，因而精密与镜面磨削时，可 选用刚玉磨料；对于粒度和结合剂，一般可选用粗粒度(46～80#)陶瓷结合剂砂轮或细粒度(240～260#)树脂结合剂砂轮。前者经过精细修整后形成 的微刃以切削为主体，一般适用于精密磨削；后者因结合剂的弹性作用，可使微刃在工件表面上的摩擦抛光作用明显，一般适用于镜面磨削。为了防止在磨削过程中 产生大块的磨粒脱落，应选用较硬的砂轮。为了在砂轮表面上获得良好的微刃，可选用尖端锋锐的单颗金刚玉修整器，用车削法进行精细修整。一般地，修整愈精 细，砂轮表层上磨粒的微刃数愈多，且趋向集中于砂轮表层，等高性愈好，砂轮表面形貌特性愈好；当修整速度一定时，砂轮速度愈高，磨粒上的微刃愈密集，等高 性也愈好，表面形貌特性愈好。

微刃切削时，刚开始微刃将精磨加工表面上残留的凸锋切掉，随着微刃钝化及堵塞，微刃的摩擦作用增加，微刃的 切削与摩擦的共同作用完成工件表面的精密磨削。由于砂轮与工件间存在一定的磨削压力，已钝化的微刃对工件表面进行摩擦抛光，即磨粒将微观凸峰压缩填补于加 工表面的凹谷之中，工件表面粗糙度进一步减少，镜面逐渐形成。由此可见，磨粒微刃与切削用量的合理匹配也是一个关键性问题，如磨削深度ap必须控制在微刃 的尺寸范围内，才能发挥其效益。

2) 钛合金的磨削

磨削钛合金时砂轮表面粘附堵塞严重，使磨粒切刃的锋锐性下降，砂轮表 面上的有效磨粒切刃数减少，磨削比下降。由于钛合金粘附堵塞的变形复杂，使磨削力及磨削温度较高，磨削烧伤是磨削钛合金时一种最严重的现象，因而在选择砂 轮时，可选择性脆而锋利的绿碳化硅(TL)磨粒及铈碳化硅(TS)磨粒(后者的磨削效果优于前者)。另外，由于立方氮化硼(CBN)磨粒的热稳定性好，切 削性能良好，故CBN磨粒是磨削钛合金的一种理想的磨粒。为了便于砂轮粘附堵塞的磨削，宜选用粒度大(46～80#)的软砂轮。若从砂轮组织结构来考虑， 可选用大气孔或多气孔的疏松砂轮。

砂轮经过金刚石滚轮的连续修整后，砂轮表面形成锋利的磨粒切刃及较大的容屑空间。由于磨粒粒度大而且组 织中存在气孔，从而减少了磨粒切刃密度，增加了容屑空间，改善了冷却散热条件。性脆磨粒的软砂轮，在磨削过程中也易产生磨粒的破碎与脱落，可保持磨粒的锋 利性，并使砂轮的磨粒平均间距略有增大，有利于减少砂轮粘附堵塞量及磨削烧伤。为了避免磨削钛合金的磨削烧伤，一种行之有效的方法是采用螺旋槽砂轮。砂轮 沟槽部分比重愈大，与工件相接触的工作部分比重愈小，砂轮有效磨粒切刃数减少，磨粒排列更趋于合理，从而有可能减少滑擦、耕犁所产生的摩擦力和无用功，使 磨粒的切削能力处于最佳状态，防止磨削烧伤的发生。

3 结束语

由上述分析可知，砂轮形貌特性是磨削过程中重要的输入参数之一，对砂轮的磨削性能有决定性的影响，砂轮表面形貌特性的好坏，必须根据具体的磨削条件进行合理的评价，而要达到砂轮磨削的最佳状态，就必须进行砂轮结构特性与形貌特性的合理匹配。

若要完全搞清砂轮结构特性、修整条件与砂轮形貌特性的因果关系以及砂轮表面形貌特性与磨削输出参数的相互关系，还有许多工作要做，一旦这些工作完成，就可由砂轮形貌特性预测磨削结果并由要求的磨削结果设计磨削过程，从而大大增加磨削过程的预测性及自适应性

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一 继续提高磨削效率

进一步发展高速磨削，不仅在普通外圆、内圆、轴承磨床上提高速度，而且也在诸如轧辊磨床(险峰机床厂)上也由35m/s提高到45m/s以上。在采用动压轴承主轴条件下实现了高效高速低粗糙度磨削(广西大学、湖南大学)。在一汽早已将高速磨削定为许多工艺的必行工序。

发 展缓进给强力磨削工艺及机床，例如北京机床研究所与北京第四机床厂在国内最早发展此种机床，近年又在杭州机床厂等单位发展了HZ－029型液压缓进给成型 磨床，MLK7140型数控缓进深切成形强力磨床。电机功率后者已达32kW。在生产中的应用除了加工汽轮机及燃气轮机叶片根部外，在游标卡尺零件，三爪 卡盘零件，50mm以上深沟槽磨削，均有很大进步，天津机床厂还发展了MKL7132型数控缓进给强力磨削机床。

迅速发展高效砂带磨削工 艺，例如对汽油机叶片工作面加工，镍材及钛材的磨削，190发动机气缸盖磨削，合金钢线材、带材磨削，大型宽钢板表面磨削专用尤门式磨床的开发等(东北工 学院、湖南大学、华中理工大学等)。由于郑州第二砂轮厂成功地引进了宽砂带静电植砂全套设备，并且年产量达数百万平方米，因而为今后在国内更广泛应用砂带 磨削创造了很好的条件。沈阳地区的矿山机器厂，重型机器厂对砂带磨削均有不同的开拓应用。重庆大学青年工学硕士黄云同志和重大机械厂在科研和生产相结合方 面，成功地闯出了一条新路，研制成功并取得了多种型号有自己专利的砂简易磨床，现已达到年产数百台规模。

发展重负荷磨削、磨削速度已达 80m/s及压力250~500kgf(2500N~5000N)以上使金属去除率大大提高。冶金行业近年自国外引进不少高效钢坯磨床外，由冶金部组织东 北工学院，苏州冶金机械厂等单位开发了YLM－1型双面立式半自动修磨生产线，填补了当时的国内空白。重庆特殊钢厂发展的钢坯磨削技术在生产中经过多年考 验证明是成功的。在这方面第三砂轮厂已拥有大批量生产高速重负荷砂轮的技术能力及生产能力，第三砂轮厂不仅已对63m/s 250~500kgf砂轮进行了鉴定，而且也已试制了80m/s重负荷砂轮，在磨料方面已采用了粗粒度刚玉，烧结刚玉及二者混合压制烧结产品，得到了用户 欢迎。从磨削科技进展看，在高速重负荷磨削方面由于宝山钢厂、大冶、大连、长城、齐齐哈尔诸钢厂引进国外许多钢坯磨床，而促进了重负荷磨削的发展。

发 展了其它各种形式的磨削。如磁力研磨(哈工大)、砂页轮抛光磨削(河北煤建学院），磨料流加工工艺(一汽)，立轴平磨的强力磨削(东工)。为了提高磨削效 率而积极研究各种磨削液，如对钛材的加工(西北工大)，SM－2化学合成磨削液(东工)，发展GL1系列重力式纸带过滤机(上海磨研所)。而大连组合机床 所研制的多种型号半自动离心式净化装置及全自动纸带过滤机可广泛应用于各种精密磨床，珩磨抛光等。在高效磨齿工艺方面，上海磨床所发展了用球面蜗杠砂轮 磨，重庆大学在高效磨齿工艺上做了很多工作。

二 继续提高磨削精度、质量、发展超精密磨削

在高精度磨削所需要的磨庆方 面，经过长期努力，已批量生产供应市场。上海机床厂已有多年生产。北京第二机床厂的MG1420E，MG1432E属于部优产品，上海第三机床厂生产的 MGBA1420为远销国外的产品，汉江机床厂的SGK7303型为数控高精度千分尺丝杠磨床，MMB8612型半自动花鍵轴磨床。此外还有丝杠磨床及内 螺纹磨床及蜗杠磨床等。

提高磨削精度仍是工艺的主要方面，在高精度平面磨削中为了降低由于砂轮不平衡而造成的波纹，已开展试用CBN砂轮磨削。立轴平面磨床砂轮对精度及波纹的影响的研究(杭州机床厂)，滚珠螺母内滚边的磨削精度的研究(西安交大)等。

提高表面质量与改善磨削表面质量情况是重要方面。这方面研究工作进行较多的如预应力磨削表面残余力研究(华南理工大学)，磨削烧伤用模糊数学法加以预测(吉林工大)或用模糊数学方法评定磨削表面质量等(北方工大)。

随着集成电路等工业部门的兴起，硅片内孔切割用的金钢石薄片砂轮已成功生产，表面超精密加工的科技工作已在一些研究院所及高校进行。

1991 年5月沈阳第一机床厂等单位成功地研制了小径定心花键侧面磨床磨削工艺，为贯彻国家标准GB－1144－87矩形花键连接标准提供了重要技术依据，并且在 1991年9月的第二届中国国际机床展览会上展出了据此工艺而研制成功的MB8712型立式矩形花键孔键侧磨床，为今后机床行业滑动花键副及相应齿轮副配 合质量的进一步提高创造了有利条件。

三 继续为提高磨削加工过程的自动化程度、发展数控磨床、附加数显装置及自动测量等

我 国目前磨床品种虽已达400种左右，但对于数控生产型及自动化生产型的产品还感不足，上海重型机床厂与德国合作生产的30－158精密尤门导轨磨床，配有 自行开发的数控系统，具有NC设定选择粗精磨削量，凹凸形状的磨削功能，已向国内外提供了数台产品。险峰机床厂与德国瓦德里希.济根厂合作生产 MK84125，MQK84315型数控轧辊磨床，提供给武钢等大型企业。武汉机床厂发展了MK6430数控滚刀刃磨床，精度可达AA级，无锡机床厂为满 足喷油嘴大批量、高精度生产而开发了WX－042A喷油咀中孔座面自动磨床。北京第二机床厂开发了MG1320数控外圆磨床和MGB1420E高精度半自 动万能外圆磨床，MBS1320E半自动高速外圆磨床。此海第三机床厂的MGBA高精度半自动万能外圆磨床，MK1320数控外圆磨床，MK2945数控 立式单柱座标磨都为磨加工高度自动化增添了新设备。沙市机床工业公司的生产的3MZ306全自动轴承沟道超精研机不仅实现全自动而且粗糙度可达 Ra0.16~0.02um。

上海机床厂、济南第四机床厂分别制造了H194数控端面外圆磨床和J4－026型高精度数控外圆磨床，还开 发了MK9020数控光学曲线磨床。在自动化轴承环内外圆磨床方面开发并生产的型号有3MZK203B，3MA1410S，MZ208C等等。在磨床用数 控系统开发方面，有北京机床研究所承担、北京机械工业自动化所参加研制的产品，测量范围为ф5~ф180mm，重复性<1µm。

四） 发展超硬磨料磨削

我 国从六十年代人工合成金钢石，并在其后研制成功立方氮化硼CBN，现在有的工厂已达到年产金刚石数百万克拉的可观规模。虽然比不上国外个别大国已所产数以 千万克拉计的人造金钢石和CBN，但是国内在这方面的进展还是相当迅速的。一个重要问题是企业要对应用金刚石及立方氮化硼有个观念上的改变，即从极高的磨 削比和被磨零件产品质量上着眼，推广使用超硬磨料磨具。国内个别很有远见的工厂考虑到含碳类钢铁材料的广泛应用，及早引进国外较为先进的CBN生产技术， 这无疑是正确的。

改进对超硬磨料磨具的修整，改善对难加工材料的磨削。国内这方面以航天航空部门及其所属大学和研究所开展工作较多。例如：

对钛合金的在削(南航、浙大)，高效钛合金磨削液的研究(西北工大)，不同砂轮磨削热喷焊镍基合金的效果(郑州三磨所)。

以金钢石砂轮磨削工程陶瓷材料方面，国内近年开展工作较多的如华中理工大学、东北工学院、郑州三磨所、天津大学等，东北工学院还和日本关西大学对金属陶瓷磨削研究进行了国际间协作。

M17镍基合金的缓进给强力磨削烧伤问题西北工大与沈阳航院联合进行了研制，另对等离子喷涂碳化钨高硬材料的磨削进行了研究(东北工学院)。

陶 瓷结合剂CBN砂轮磨削机床导轨问题，多年前在日本东芝机械等机床厂开始了实际有交的应用，目前已在上海机床厂等单位以端面磨削方式得到了很好应用，这是 郑州磨料磨具磨削研究所和上海磨床研究所共同进行的，沈阳第一机床厂用CBN砂轮对内花键侧面磨削工艺已成功地通过了部级科技鉴定。

五 发展其他形式的磨削以及非金属材料的削

例 如开展了电解研磨复合加工，用冰层紧固法的电子冷冻磨削加工(沈阳工业学院)，深孔珩磨中的内孔表面质量，大型精密油缸孔径的研磨技术(上海试验机厂) 等，在一汽开展了磨料流加工，大连理工大学研究了粘弹磨料加工。烟台砂轮厂近几年先后研制成功了树脂结合剂强力珩磨油石，金钢石珩磨油石，和蜗杆珩磨砂轮 等系列产品，替代了进口产品，在推广应用强力珩磨新工艺工作中，积累了不少经验。

在开展石材加工方面，郑州磨料所研究了菱苦土磨具及其在石材工业中的应用，该所还研究了花岗石抛光方法的合理选择及抛光机理的研究。武汉工业大学对单颗磨粒犁削石材削量的计算方面进行了研究。大连理工大学对岩石磨削抛光机理及工艺做了系统而深入的研究。

玻 璃的磨削及抛光，研磨是一个重要方面，远自五、六十年代我国对光学玻璃的加工主要是研磨进行了大量生产上的使用，近十年由于建材工业和轻工业的发展，玻璃 的圆角加工，倒棱加工，斜边加工(主要用于制镜业，全国已有数以百计的制镜厂和数以成百上千的金刚石磨削玻璃边缘的磨床)也用了大量金刚石砂轮进行加工， 其中最新例子为轻工部沈阳轻工机械研究所研制成功的MB－10B型十个金刚石砂轮磨头的玻璃斜边磨削机床，已达到国际上八十年代初技术水平，于 1991年12月通过部级鉴定。

另一种特殊磨削加工为电火花加工与磨料复合加工，例如营口电火花机床厂最近推出的产品之一是DM6350电火花内孔磨床，以铜线做电极磨削各种硬度的金属小孔。

六 重视磨削加工的理论研究，积极开展国内外科技交流的协作

国内对磨削加工理论研究是重视的，同时同样重视理论研究与生产实际相结合，尽快将研究成果变为生产力。由郑州三磨所和七所高校牵头，每两年召开一次磨削及表面质量研讨会。

一项双边及多边的国际金属切削及特种加工学术会议IMCC，每两年举行一次，迄今在国内已举行了五次，每次都有大量的磨削，方面科研论文在会上宣读。

除 上述外近十年国内学者及科技人员在美国机械工程师学会ASME，日本精密工程学会JSPE及其他国际各类学术会议上发表了不少篇磨削加工方面的研究成果。 特别是在国际上影响更大些的国际生产工程学会CIRP年会上发表了十篇左右的磨削加工科技论文，从而在国际磨削加工学术界有了一定的影响。


　

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金刚石整修工具使用中应做到及不应该做的事项：

应该

1. 在使用新的修整器之前，应从上次修整的进给中退出。许多质脆的金刚石修整工具，在开始与砂轮的接触中，都容易被损坏。
2. 以倾斜10-15°的角度安装金刚石修整工具头，使其指向砂轮的旋转方向。
3. 牢固地安装好修整器或夹紧修整工具，不得将工具头悬垂太长。
4. 在可能的情况下，尽量使用冷却液。在整个修整时间里，用冷却液浇注修整工具与砂轮接触处。
5. 在修整开始时，从砂轮的最高点修起，通常为砂轮的中部。
6. 注意进行轻微量的修除。修除的最大深度，对于粗修除：0.001-0.002 英寸。对于精修除：0.0005-0.001英寸。
7. 按有关手册选择合适的横向移动速度。横向移动速度越慢(在允许范围)，获得砂轮表面粗糙度越低。
8. 必须在规定的时间间隔内对砂轮进行修整，防止砂轮变钝，使磨削力增大。
9. 在规定的时间间隔内，将刀夹中的修整工具，旋转1/8圈，以保证修整工具的始终锐利。
10. 当金刚石修整器或工具头变钝或明显地变平时，应及时地调整与更换。
11. 根据砂轮的直径大小，合理选择金刚石的CARAT量(纯金刚石含量)，砂轮直径越大，选择的金刚石CARAT值越大。

注意

1. 在放置金刚石修整工具头到夹座时，注意不要撞击到砂轮表面。
2. 不能将单点的金刚石修整工具头垂直地对准砂轮中心，一般需倾斜10-15°。
3. 不能对发热的修整工具进行“淬火”(指突然变冷)。在干式修整时，必须保持两次修整的间隔时间，足以使发热的修整工具冷却。
4. 不能假定砂轮表面具有理想的平整。在开始修整时，找出砂轮的最高点位置，进行修整。
5. 如果可能的话，每次砂轮的修除量，在砂轮的半径上不能超过0.001英寸。过大的修除量能够引起金刚石修整工具头的过早磨耗和经常破碎。
6. 但也不能每次修除太小的余量。对于在旧的或刚性差的机床上使用的砂轮可以不进行修整。
7. 注意修整中不能在一个位置上停留太长的时间。这样将会使砂轮表面抛光，产生高温和损坏金刚石修整工具。每天至少转动修整工具一次。
8. 不能继续使用磨损或损伤了的修整工具。应及时对它进行调整或替换。
9. 不能在粗修整时选择过大修除量和太快的横向进给速度，然后在精修整时再选择小修除量和缓慢的横向进给速度。这样将会很快地损坏金刚石修整工具。如果可能的话，建议粗修整和精修整时，选择同样的横向进给速度。
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