化学机械磨削三篇

化学机械磨削 篇1

1 超高速磨削机理

德国物理学家早在1931提出了超高速切削理论, 即我们通常所说的萨洛蒙曲线, 按照相关理论, 如果切削速度提高到超高速范围之中, 那么机床的效率会产生较大水平的提高, 切削的超高速表明会具有较高的磨除率, 如果Vs不断增加, 在Vs=100m/s的某个区间中, 磨削力会大幅度下降, 一般要将下降幅度保持在50%左右, 同时, 随着磨除率的上升, 切削水平会产生大幅度下降, 同时, 随着磨除率的不断上升, 表面温度会产生明显下降。磨削厚度在超高速磨削技术中为十分重要的参数, 对超高速磨削中的现象进行明确解释。在其它参数保持不变的条件下, 砂轮速度的提高会导致切削数量的增加和磨削厚度的减低, 在高速切削的过程中, 会造成磨削细薄, 截面积只有普通水平的几十分之一, 最终使磨削水平下降, 在较短的实践内将磨削变形, 具体表现为工件的弹性减小。相关实验证明, 如果使材料的去除率保持不变, 在磨削速度增加的时候, 切向力不断降低, 但是磨削的功率提高, 在磨削速度相同的条件下, 工件去除率随着工件的速度增加而提高, 同时减少了热损伤。

2 超高速磨削的特征

超高速磨削具有较高的加工质量。第一, 磨削效率水平提高。超高速磨削的效率是一般磨削方式的五倍至六倍, 可以在一套工序中完成粗磨和精磨工作, 因为在单位时间中的磨粒数量增加, 会导致磨除率大幅度增长, 相关实验能够证明, 使用砂轮进行超高速磨削, 在砂轮线速度提高220m/s的时候, 金属切除率能够提高1950mm/mms。第二, 材料消耗率较低。主要表现在以下方面, 首先, 砂轮使用周期较长, 使用超高速磨削技术的过程中, 能够减少磨削力, 有效降低磨损率使砂轮的使用周期增加。第二, 减少了冷却液的使用数量, 使用超高速磨削技术的时候, 会使工件表面的温度降低, 减少冷却液的使用。

3 机械制造中超高速磨削的应用

在使用超高速磨削技术的过程中, 如果其它参数为固定值, 会使砂轮速度增加, 降低磨屑的厚度, 工件的精度水平大幅度提高, 在磨削效率不变的条件下, 使用超高速磨削技术能够降低厚度, 提高磨削的速度, 同时磨削力下降, 在磨削过程中产生的变形几率不断减少, 导致加工精度水平上升。第二, 磨削表面的粗糙水平会不断下降, 使用超高速磨削技术, 磨屑的厚度水平下降, 因为切削的速度很快, 工件的进给速度不断提升, 在较高速度的作用下, 磨削区能够很快离开工件的表面, 温度滞后, 使残留应力降低, 最终粗糙度下降。第三, 工件在加工的过程中, 会导致完整性提高, 与传统的磨削方式相比, 使用超高速磨削技术, 能够提高表面质量, 具有较高的精度和光洁度, 在磨削之后, 表面产生的裂纹和振纹较少, 尤其是在对面沟槽进行加工的过程中, 槽宽的精度很高, 工件表面会产生很少的残余应力, 最终使工件获得较好的物理性能和机械性能。例如, 在硬脆材料加工的过程中, 能够实现延性域磨削加工目标, 加工高塑性材料能够有效降低污染水平, 能量消耗少, 噪声污染水平低和加工时间短等。

高效深磨技术在近几年中开始兴起, 此种技术将砂轮高速度和高进给速度的优点相结合, 提高了磨削技术的加工效率, 有助于实现生产量的大幅度增长, 高效深磨技术的特点为在得到较高磨除率的过程中, 降低材料表面的粗糙水平, 因此, 可以将这种技术理解为缓进给磨削技术和超高速磨削技术的融合。

缓进给磨削技术指的是进给速度较低, 只有一般磨削技术的百分之一到千分之一左右, 磨削的深度水平较大, 是一般磨削技术的五倍至七倍, 同时加工的精度水平较高, 因为此种磨削技术具有磨削深度大和进给速度缓慢的特征, 因此, 切削的形状, 工件完整性和力效应水平与一般磨削相比具有较大差异, 能够在多种沟槽和型面中都能够使用, 尤其在金属陶瓷、陶瓷复合材料中具有较大应用价值。

砂带磨削技术指的是在接触轮和张紧轮的外部套上砂带套, 在接触面上施加一定水平的压力, 使砂带表面能够和工件接触, 此种磨削技术在发达国家中有着广泛的使用, 因为应用范围较大, 受到社会各界的广泛关注, 具有散热时间间隔较长、摩擦发热少、工件变形少、工件烧伤少和加工精度水平高的特征。

4 结语

总之, 如果切削速度提高到超高速范围之中, 那么机床的效率会产生较大水平的提高, 切削的超高速表明会具有较高的磨除率。超高速磨削具有较高的加工质量, 磨削效率水平提高。超高速磨削的效率是一般磨削方式的五倍至六倍, 可以在一套工序中完成粗磨和精磨工作。

参考文献

[1]蔡光起, 赵恒华, 高兴军.高速高效磨削加工及其关键技术[J].制造技术与机床, 2004.

[2]李长河, 孟广耀, 蔡光起.高速超高速磨粒加工技术的现状与新进展[J].青岛理工大学学报, 2007.

化学机械磨削 篇2

关键词：超高音磨削技术；机械制造；应用

前言

目前在机械制造业，比较关注超高音磨削技术主要是因为其具有较强的高效性，从不同的角度印证了机械制造业的发展需要。由于该项技术的工作效率较高，性能上也相对传统的磨削技术有所提高，因此能够在机械制造业得到良好的发展。当前我国机械制造业的发展前景不是很乐观，主要是受到技术上的限制，产量和质量上得不到保障。所以，不断提高磨削技术是机械制造业今后的发展主流，要合理引进超高音磨削技术，从而提高行业竞争力，保证机械制造业长期稳定发展。

1.超高音磨削技术的原理

超高音磨削技术主要是在高速磨削的基本参数不变的情况下，对砂轮的速度进行调整，并在数量上控制磨削的出品量，这样就使得磨出来的成品较薄，变相降低了磨削力，节约了成本。超高音磨削技术的本质是高速度、高效率、高水平，相比一般的磨削技术在时间上占有较大优势，通过相应方面技术的改进，确定了超高音磨削技术的可行性。超高音磨削技术还可以使磨粒运行速度变高、应变率滞后于温度，同时提高进给效率，能够实现跨域的易烧板块，拓宽磨削技术的参数范畴。早期人们对磨削温度和磨削加工速度之间的关系就有着一定的研究，许多专业人士认为磨削在高速运转的过程中一般会出现热沟，从而使磨削部件表面的温度不断的上升，这就对磨削成品的质量产生了严重的影响。我国机械制造业想要使磨削部件的温度下降，使得磨削加工的速度得到有效的保障，我们就要将磨削速度超过热沟，进而使得磨削加工技术的质量和效率得到一定的保障[1]。

2.超高音磨削技术的优势

超高音磨削技术是提高生产力的主要技术，在提高企业竞争力上具有明显的优势，目前国内的机械制造业相对落后主要是还没有完全引进超高音磨削技术，导致产量的下滑。从超高音磨削技术的技术形式上分析，其主要的优势包括：一是超高音磨削技术能够显著提高磨削效率；二是提高产品的精度；三是延长砂轮的使用寿命；四是保障了产品表面的光洁度；五是由于该项技术的转速较高，能够切割一些脆性材料；六是能够加工一些小部件；七是能够相对节省材料，变相控制成本。以上七点是对超高音磨削技术优势的简单概括，在不同的实际应用中，相对不同的材料，该技术还会有一定的突破。比如，在实际应用中，同样两块铁板，厚度均在50mm以上，分别采用高音磨削和超高音磨削将铁板从中间截断，经过切割后检查切口发现，高音磨削切割后的切口表面不平整，在切口上还存留一部分的铁屑，切口表面不够光滑，斜面切口度过高。而相对经过超高音磨削切割后的切口表面光泽，切口没有残留的铁屑，整体斜面符合标准。通过两项技术的实际效果对比发现，超高音磨削技术在成品效果上占有明显的优势，而且节约材料。

3.超高音磨削技术的使用原理

在机械制造业中，磨削技术主要是对砂轮转速进行上调，在砂轮高速转动的过程中完成对零件的打磨及塑形，在一般的应用中，根据零件的需要选定不同厚度的砂轮进行作业，经过不断的探索发现，在实际操作的过程中，超高音磨削技术一般分为两个方向上的作业形式：一是切割；二是打磨。针对切割的方向，需要相应的切片配合设备进行对零部件的加工，通过砂轮的高速转动，对待切割部件进行定向切割，保证切口的质量。

从打磨的基本要求上讲，通过匹配相应的磨片能够保证部件在打磨过程中尽量不受到損伤。为了实现机械加工零件表面的可塑性，可以通过提高砂轮运转的速度来完善整个加工过程，同时还可以使磨削的表层变得光滑些，超高速精密型磨削技术在机械制造业被广泛的应用，这种技术主要是为了增加磨削的零件的质量。超高速精密性磨削技术能够帮助一些加工磨具更加精细，使得精度尺寸非常精确。在磨削技术不断提高的同时，相对也带来了一次机械制造业的革命，通过设备的引进以及技术的创新，机械制造业在人才上进行了较大力度的培训，通过实地的操作掌握设备的操作要领[2]。

4.超高音磨削技术的具体应用

超高音磨削技术主要是对砂轮的转速进行调整，普遍是以高于150m/s是速度进行切割完成加工作业。在较高的砂轮运行速度及磨粒数条件下，将磨粒的厚度指标降低，以保证产品的质量，使每一个磨粒所承受的磨削作用力更小，从而降低整体的磨削力指标[3]。超高速磨削技术不但能够提高机械制造领域的作业质量还能提高加工精度，更可以提高在磨削过程中的可控性与可靠性。该技术的主要技术革新方向就是为了提高磨削速度，保障成品的质量。根据数据上的统计，在实际的应用过程中，超高音磨削技术的磨除率是普通磨削技术的100-500倍以上，这就相对表明了超高音磨削技术具有提高生产的效率。

5.结论

超高音磨削技术是目前机械制造领域最先进的磨削工艺技术，在一定意义上表明其具有强大的市场竞争力。人们已经对磨削技术的改进产生了兴趣，主要是因为其具有很大的发展潜力。原有的磨削技术已经不能满足工业的需求，在这样的前提下，人们转变了思路，在磨削技术上进行研发，最终开发了超高音磨削技术，机械制造业引进该项技术后生产力得到了明显的提升，零部件质量得到了保障，也为更高水平的磨削工艺打下了良好基础。超高音磨削技术在国外已经发展的比较成熟，相比之下，我国的超高音磨削技术水平还存在明显的差距，在一定程度上督促我国的机械制造业迅速向前发展。

参考文献：

[1]赵恒华，王颖.磨削加工技术的发展及现状[J].制造技术与机床，2007，（07）：39-41+60.

[2]邓朝晖，刘战强，张晓红.高速高效加工领域科学技术发展研究[J].机械工程学报，2010，（23）：106-120.

化学材料与机械发展 篇3

摘要：机械的发展与制造的原材料有着密切的关系，每一次在材料方面的巨大进展都可能促进机械行业的发展，而原材料的发展则依托化学与冶金的发展。

关键字：化学材料 机械

发展

化学与我们的生活息息相关，人类的生活离不开衣、食、住、行,就拿我们每天的饮食来说,人体需要的营养素有六大类:碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素、水和无机盐,我们通过日常的饮食来获取这些营养素,而这些都与化学有关。衣、食、住、行离不开物质，在这些物质中，有的是天然存在的，比如我们喝的水、呼吸的空气；有的是由天然物质改造而成的，如我们吃的酱油、喝的酒，是由粮食加工和经过化学处理得到的。更多的物质不是天然生成的，而是用化学方法由人工合成的，如化肥、农药、塑料、合成橡胶、合成纤维等。它们形形色色、无所不在，使人类社会的物质生活更加丰富多彩。

而机械同样在我们的生活中占据重要的地位。那么什么是机械？机械是指机器与机构的总称。机械就是能帮人们降低工作难度或省力的工具装置，像筷子、扫帚以及镊子一类的物品都可以被称为机械，他们是简单机械。而复杂机械就是由两种或两种以上的简单机械构成。通常把这些比较复杂的机械叫做机器。从结构和运动的观点来看，机构和机器并无区别，泛称为机械。有此可知，我们生活中的很多东西其实就是简单的机械，比如筷子就是简单的杠杆，楼梯可以看做斜面，这些简单机械为我们的生活提供了许多的便利。而那些复杂机械则使

低。含锡10％的青铜，硬度为红铜的4.7倍，性能良好。青铜出现后，对提高社会生产力起了划时代的作用。到这个时期世界各地文明都出现了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨；用来灌溉的桔槔和辘轳，装轮子的车；用来航行的船和舵。动力也由人力发展到畜力，水力和风力。机械工具也由天然的木，石，土发展到人造材料陶瓷和青铜材料。青铜器的出现标志着一种新的机械技术和制造工艺的诞生。青铜冶铸工艺在这一阶段经历了由低级到高级逐渐成熟的过程。从使用单面范和双面范制作小件器物，发展到用多块范、芯组成的复合范制作大型器件。商中期已广泛使用分铸法等先进工艺。这一阶段后期，陶范熔铸技术得到了进一步的发展。在材料方面由以石质材料为主发展为以木、铜质材料为主。在结构方面由简单工具发展为复合工具和较为复杂的机械。在原理方面从杠杆、尖劈等原理的利用发展为对惯性、摩擦、弹性和重力等原理的利用。在制造工艺方面经历了由石器制造工艺向铜器和其他机械工艺的转变。这些情况说明在这一时期中国传统机械技术已经形成并有了一定的发展。这时已经具有动力，传动和工作三个部分的完整机械。而这些都源于青铜冶炼技术的出现。

在青铜时代如火如荼的进行时，人类历史的车轮也不声不响地进入新的时代——铁器时代。在古埃及第二十王朝时，出现了虹吸管，水钟，鼓风箱和活塞式唧筒等流体机械。大约与此同时或稍晚一些中国也出现了吹旺炉火的鼓风器，有足够强大的鼓风器才能使炉达到足够的温度来从矿石中得到金属元素，原材料开始从单一的铜变得丰富起来，人类的冶金技术也得到长足发展，同时在中国河北易县的遗址

料，它与军事应用密切相关。与此同时，航空航天材料的进步又对现代工业产生了深远的影响。推动航空航天领域新材料新工艺的发展，能够引领和带动相关技术进步和产业发展，衍生出更为广泛的、军民两用的新材料和新工艺。用航空航天材料制造的许多零件往往需要在超高温、超低温、高真空、高应力、强腐蚀等极端条件下工作，有的则受到重量和容纳空间的限制，需要以最小的体积和质量发挥在通常情况下等效的功能，有的需要在大气层中或外层空间长期运行，不可能停机检查或更换零件，因而要有极高的可靠性和质量保证。钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。而正是这些特殊材料的发展，推动了航空航天技术的发展，推动了航空航天相关机械的发展。

化学材料发展，化学技术发展有力地推动了工具或者说是机械产业和机械产品的发展，每一次在化学材料方面的重大突破，都会影响到机械产业。所以我们机械专业应该重视化学材料方面的重要动态，了解新型材料的发展情况，才能掌握更多的知识储备，站在更高的角度看世界。

-参考文献：

【1】 C_航空航天先进材料与工艺技术