马小龙
首都航天机械有限公司 北京市 100000
摘 要：随着现代加工技术发展速度的不断加快，越来越多的新材料涌现出来，对加工精度以及表面粗糙度有了更高的要求，同时也产生了各种磨削加工技术，以对当前的工业发展环境有良好的适应性。各种新型磨料磨具以及磨削技术应运而生，在磨削加工中应用，提高了磨削质量。本论文着重于研究磨削加工技术及其未来发展。
关键词：磨削；机械加工技术；未来发展
引言：
为了满足现代工业技术和高性能技术产品对机械零件各项指标的要求，是加工的精度提高、表面粗糙度以及完整性都符合要求，提高加工效率，且保持加工质量的稳定性，各种先进的磨削技术应运而生[1] 。这些磨削技术各有其特点，发挥其应有的价值，同时磨削技术也在不断发展，相关领域对于此都予以关注。
一、磨削加工技术
（一）强力磨削加工技术
强力磨削，通常所指的是深度大的磨削加工，如快速磨削，磨削深度可达1毫米至30毫米，与普通磨削相比较，可以达到100倍至1000倍，工件磨削的过程中，进给的速度慢，为每分钟5毫米至300毫米之间，工件经过一次加工或者几次加工成规定的尺寸，工作效率比较高，可以实现高精度加工精。强力磨削加工技术比较适合坚硬材料的磨削，比如镍基合金的磨削以及硬化材料的磨削等等，采用高速磨削的效果更好。如果加工材料的磨削难度大，可以毛坯进行铸造和锻造，然后就可以直接磨削铸锻件毛坯，使其成为要求的零件。
（二）高速磨削加工技术
如果磨削加工的速度非常快，超过每秒钟45米，此为高速磨削加工。采用这种磨削加工技术，速度甚至可以达到每秒钟50毫米至60毫米之间，生产效率可以提高30%至100%，砂轮有较高的耐用度，可以提高0.7至1，工件表面更加光滑平整，粗糙度能够降低50%，高速磨削线速度可以达到每秒钟250米，对于此经过每秒钟500米的超高速削试验，已经获得成功。
（三）砂带磨削加工技术
砂带磨削加工技术的应用中，运动的速度非常高，磨具与轮接触中，砂带起到了连接作用，旧式的磨头组件包括驱动轮以及张紧轮等等加工工件，所采用的就是这种磨削方法[2] 。
砂带主要为三个部分组成，即基体，磨粒和结合剂，通常会使用牛皮纸布、纸布和尼龙纤维组合在一起，在砂带有一层磨粒，都是精选的，粒度非常均匀，通过静电植砂就可以将磨粒间的位置确定下来。较为常用的结合剂是树脂，切削刃的等高性非常好，有较高的材料切除率，磨砂表面的质量非常好。
二、磨削技术的未来发展趋势
磨削技术的未来发展主要体现在三个方面，即加工能效、磨具特性、流程策略。具体如下：
(一)加工能效
人类的行为要与生态要求应该符合，而且不断提高生态意识，这必然会对加工工艺产生直接的影响和间接的影响，这就需要关注经济性，同时还要对加工的能效高度重视。为了使制造方案对于高能效要求能够满足，就需要将多种方法合理运用，比如，对冷却液供给予以优化、对新的驱动方案合理运用，使用新的工具等等。
除了直接影响，还需要对间接影响予以考虑，这是因为市场对于节能产品有较高的需求量。对于此，可以在流体机械以及汽车能够有所察觉。在水泵和电站制造业中，要使工作效率有所提高，需要耗费大量的人力和物力[3] 。因此，待加工表面增加了复杂性增加。汽车制造商为了减少油耗，就需要引进高科技发动机技术，同时对舒适性和发动机性能有更高的要求。
虽则和产品和零件的要求不断增加，对于表面设计的技术要求也越来越高。
通过提高表面质量可以使由于磨损造成的损失减少，使用显微组织能够让附加功能实现，使得边缘区域得以改善，使用寿命得以提高。
超硬材料和硬切削材料的应用非常广泛，对加工过程进一步了解是非常必要的。根据被加工材料和表面的目标将材料技工为几何形状，合理使用工具进行加工，“定制表面”完成。
（二）磨具特性
磨料特性会影响到零件所具备的应用性能、表面质量、边缘面积以及生产效率。砂轮所具备的特性决定于切割材料所属类型、粒度、颗粒的密度以及粘合剂所具备的特性。在对脆硬材料进行加工的过程中，切削材料的时候主要使用是金刚石。对粘合剂的选择中，需要将磨粒的所有潜力都充分利用起来。为了使金刚石砂轮的性能提高，就要对金属结合剂材料合理利用[4] 。
金属粘结剂具有良好的耐磨性，而且还耐高温，具有非常好的导热性。将多孔结构充分利用起来，就可以进行“冷态”磨削，提高内部压应力。为了使表面的粗糙度达到0.1微米的精度，在磨削的时候，要使用非常小的磨粒。但是，磨粒的尺寸减小会使磨粒的表面粗糙度降低，同时还会降低保持力。通过调整烧结参数，对于这种现象能够克服。
（三）流程策略
磨削加工技术应用中使用计算机辅助设计软件/计算机辅助制造程序，主要是通过设置参数用于切削设计[5] 。在五轴磨削中用计算机辅助设计软件/计算机辅助制造软件，在实践应用中会存在一些问题，通常程序的分辨率比较低，对于磨削加工的要求不能满足，这样就会导致刀轨中包含有不需要的拐点或者没有经过定义的点，磨削过程中的轮廓就不够精确，甚至产生很大的偏差。此外，计算机辅助设计软件/计算机辅助制造程序将刀具磨损忽略，从理想状态开始的磨削的，却没有从精加工后的刀具几何形状开始的。通过考虑磨损或实际刀具形状，使轮廓的精度有所提高。
应用适当的砂轮性能和磨削策略使非常好的组合，此时在表面设计中可以应用创新方法。比如，仿生微观结构的应用。仿生结构的一个很好的案例就是肋骨状皮肤组织，它模仿鲨鱼的皮肤结构，可以减少近壁摩擦高达10%。当用于流体机械的时候，比如泵，汽轮机或航空发动机，这可以大大提高效率。微结构宽度小于20微米，高度为10微米的时候，就必须沿着流体的方向排列。利用自由曲面使高效流体相关曲面形成，效率大大提高[6] 。在金属结合剂中加入微细磨粒，采用适当的烧结工艺参数，可按磨削工艺要求制造出所需的结构尺寸。采用五轴磨削策略，可以加工出能磨削自由曲面上凸形微结构的磨具。因此，砂轮的几何尺寸必须与磨削刀具轨迹半径相匹配，还要与工件曲率相匹配。
结束语：
通过上面的研究可以明确，磨削加工技术主要用于机械零件加工，使其符合安装要求。现在的磨削加工技术多种多样，而且依然不断发展，不仅磨削的效率提高了，精度也大大提高。随着自动化技术、智能化技术的普及，新型磨削加工技术实现了自动化操作和智能化运行，使磨削技术受到关注。为了使该技术有更加广阔的发展前景，需要对磨削技术深入研究，在应用领域不断推广，以提高其应用价值，使中国机械制造业的加工水平快不断提高。
参考文献：
[1] 关佳亮， 胡志远， 柳一鸣，等. 基于ELID磨削技术的轴承滚道切入式磨削加工工艺研究[J]. 制造技术与机床， 2019，000(7)：89-90.
[2] 杨红英， 王鑫， 董会珍. 客车新造车轴成型磨削加工工艺的研究与应用[J]. 轨道交通装备与技术， 2019，000(4)：56-57.
[3] 王建宏， 郭佳. 极致磨削，源于对工艺的深刻理解——访圣戈班磨料磨具亚太区副总裁马艾先生[J]. 金属加工(冷加工)， 2019， 821(12):24-25.
[4] 王燕青、Md.Milon， Mia，贾建宇，杨胜强，白基成. 镜像双丝切向进给线电极电火花磨削加工微细轴的关键技术研究[J]. 电加工与模具， 2020， 355(4):29-33，38.
[5] 郭兵， 赵清亮， 陈冰，等. 复杂表面光学元件的超精密磨削加工及其在位砂轮精密修整技术[J]. 航空制造技术， 2019， 062(9):24-35.
[6] 杨薇， 温学兵， 肖红，等. 多孔金属结合剂CBN砂轮的研制及其高效磨削加工钛合金研究[J]. 航空制造技术， 2019， 062(20):61-66，79.