高速研磨

高速研磨機變速控制方法屬於超精密機械加工技術領域。已知技術就是啓動研磨機，在克服慣性後磨具轉速直接提到正式的研磨速度上，加工完畢停車，在慣性作用下磨具的旋轉在持續一段時間後停止。這種方法加工精度不能保證，加工效率低。本發明是在研磨加工開始及結束兩個階段控制磨具轉速的變化，使之有一個緩慢、迅速、緩慢的提速和降速過程。其效果在於大為減輕磨具與工件表面的衝擊，避免傷痕出現，從而提高加工精度和加工效率。本發明可應用於高速研磨機的研磨過程，對硬質合金、工程陶瓷等工件進行表面研磨加工。

一種高速研磨機變速控制方法，研磨加工有三個階段，即開始階段、正式階段和結束階段，開始階段磨具升速旋轉，正式階段磨具恆速旋轉，結束階段磨具降速旋轉，其特徵在於，在研磨加工開始階段，人為控制磨具轉速的加速度從零由慢到快地增大，當磨具轉速升到正式研磨速度的一半時，加速度的變化出現一個拐點，控制磨具轉速的加速度由最大值由快到慢地減小，直到磨具轉速達到正式的研磨速度，磨具轉速的加速度降為零。

隨着科技的進步和社會的發展,人們對加工精度的要求越來越高.加工技術水平也在不斷提高,由原來的精密、超精密加工,發展到現在的納米級加工.但是目前的納米級加工技術普遍存在着加工效率低、成本高的問題,這就限制了納米加工技術的推廣應用.本文探討了採用固着磨料高速研磨技術來進行高效率、低成本的納米級研磨加工.1固着磨料高速研磨技術固着磨料高速研磨是將散粒的磨料固結起來,製成專用磨具,在高速研磨機上對工件進行高速研磨的方法.所用的專用磨具是根據工件的要求,用不同的磨料製成丸片,再將丸片粘結到磨盤上,製成不同形狀的磨具,其構…

據《科技日報》2006年5月24日報道: 納米級高效研磨加工技術主要採用固着磨料高速研磨加工方法。固着磨料高速研磨與傳統的散粒磨料研磨不同，其磨料的密度分佈是可控的。利用固着磨料研磨的這一特點，根據工件磨具間的相對運動軌跡密度分佈，合理地設計磨具上磨料密度分佈，以使磨具在研磨過程中所出現的磨損不影響磨具面型精度，從而顯著提高工件的面型精度，並且避免修整磨具的麻煩。

本項目將固着磨料高速研磨技術與磨具保型磨損理論和工件均勻研磨加工技術相結合，實現了納米級高效研磨加工，從而提高我國機械加工技術水平，特別是超精密加工技術水平。

納米級高效研磨加工技術主要適合應用於單平面和雙平面的超精密研磨加工，其加工精度要求達到納米級水平。該技術主要是採用固着磨料高速研磨加工技術，固着磨料高速研磨與傳統的散粒磨料研磨不同，其磨料的密度分佈是可控的。利用固着磨料研磨的這一特點，根據工件磨具間的相對運動軌跡密度分佈，合理地設計磨具上磨料密度分佈，以使磨具在研磨過程中所出現的磨損不影響磨具面型精度，從而顯著提高工件的面型精度，並且避免修整磨具的麻煩。在平面固着磨料研磨中，磨具的旋轉運動是主運動，工件的運動是輔助運動。在大部分情況下，工件是浮動壓在磨具上，其運動規律是未知的。因此，要對工件受力進行分析，才能求出其受力狀態及運動規律。取工件為整個研磨系統的分離體，建立工件受力平衡微分方程，求解該方程就能得到工件的運動規律。一旦掌握了磨具和工件的運動規律，就可以求出它們間的相對運動及相對運動軌跡密度分佈。從而根據工件相對磨具的運動軌跡密度分佈，設計磨具上磨料密度分佈，使得磨具在磨損後不喪失原有的面型精度，這就保證了工件的面型精度。

本項目在原有的單平面磨具保型磨損理論的基礎上，開發出工件均勻研磨技術，從而進一步提高了工件的面型精度，同時還建立了固着磨料雙平面高速研磨磨具保型磨損理論，研製了雙平面高速研磨機，並進行了固着磨料雙平面高速研磨加工實驗，通過實驗完善了有關加工工藝和研磨機，實現了對工件的兩個平行表面同時進行高速研磨加工。本項目還研究了固着磨料高速研磨中工件加工表面的形成規律，探討了有關研磨參數對工件加工表面的影響規律，並在此基礎上，進一步提高了工件的表面質量，實現了低成本、高效率的納米級研磨加工，工件已加工表面粗糙度達0.88nm。

研磨是超精密加工中一種重要加工方法，其優點是加工精度高，加工材料範圍廣。但傳統研磨存在加工效率低、加工成本高、加工精度和加工質量不穩定等缺點，這使得傳統研磨應用受到了一定限制。本項目解決了傳統研磨存在的絕大部分缺點，提高了研磨技術水平，在保證研磨加工精度和加工質量（達到了納米級）的同時，還顯著降低加工成本，提高加工效率，使研磨技術進一步實用化，有利於研磨技術的推廣應用，促進了我國精密加工技術、先進製造技術的進步，增強我國在加工製造領域的競爭實力，特別是對振興東北老工基地具有十分重要的現實意義。

先進加工製造業和光電子產業都是我省的特色產業和優勢產業，也是我省今後重點發展產業，研磨加工技術對這兩個產業的發展都具有重要作用。本項目開發的納米級高效研磨加工技術在加工效率、加工成本、加工質量和加工精度上具有明顯的優勢，具有很好的應用前景。

目前，項目組研製出的採用本項新技術的研磨加工機牀，即新型高速研磨機。由於性能先進，有關的研磨機樣機已在國內十幾家單位得到了應用，而且還兩次出口到澳大利亞，受到了國內外用户的普遍好評。但目前本項技術僅限於用於個別件的加工中，應用得還不夠普遍，還應進一步完善加工工藝，優化研磨工藝參數，擴大研磨加工範圍；還要完善研磨機，提高研磨機性能，改進研磨機造型，使其達到實用化、商品化的程度，以便更廣泛地推廣應用。

這種研磨機市場需求量很大，達數萬台，年需求量達數千台，每台平均成本為4萬元，每台平均售價為8萬元，平均每台毛利潤為4萬元，毛利潤率為50%。按年銷售1000台計，年產值為8000萬元，年毛利潤為4000萬元。由此可見本項目研製的研磨機具有很好的市場前景。

為更好地推廣應用新型研磨機，要對其進行適當的中試，要與企業結合，建立相應的生產基地，進行批量生產。同時還要利用企業的銷售渠道和銷售手段，加大宣傳力度，擴大新型研磨的銷售量。