超高速磨削加工經(jīng)過研究在生產(chǎn)應(yīng)用取得了以下明顯效果。
①能降低磨削力，提高磨削效率超高速磨削加工時由于磨屑厚度變薄，在磨削效率不變的條件下，法向磨削力會隨著磨削速度￡，。的提高而顯著減少(例如，U。-200m /s時法向磨削力僅為u。-80m /s時的46％)，從而使工藝系統(tǒng)變形減少；加之超高速平面磨削時的激振頻率遠(yuǎn)高于工藝系統(tǒng)的固有頻率，不易引起共振。超高速磨削加工的磨削精度和磨削效率也相應(yīng)提高。采用CBN砂輪進(jìn)行超高速磨削，砂輪線速度u。由80m /s提高至300m /s時，金屬比磨除率由50mm3 /(mm·s)提高至1000mm3/(mm·s)。采用U。-340m /s的超高速磨削，金屬比磨除率比采用180m /s磨削時提高200％。
②砂輪磨損小，提高砂輪使用壽命提高砂輪線速度，則單位時間內(nèi)磨削壓內(nèi)的磨粒數(shù)增加，在進(jìn)給量保持不變的情況下，單顆磨粒的磨削厚度變薄，使砂輪一工件系統(tǒng)受力變形減少，磨削力下降，使工件加工精度提高。由于平面磨床磨粒承受的磨削力減少，可使砂輪磨損降低，可延長砂輪壽命。由于單個磨粒所承受的磨削力大為減少，則降低砂輪的磨損。當(dāng)磨削力不變時，砂輪線速度由80m/s提高至200m/s，磨削效率提高2.5倍，CBN砂輪的壽命則延長1倍。
③降低磨削溫度超高速磨削過程中，磨削較高的應(yīng)變率使工件表面層硬化現(xiàn)象和殘余應(yīng)力傾向減少，磨粒在磨削壓移動速度成倍提高，工件進(jìn)給速度也相應(yīng)加快。由于應(yīng)變率響應(yīng)的溫度滯后，很大一部分熱量沒有來得及傳人工件內(nèi)部就被砂輪、磨削液及空氣流帶走，因此，磨削溫度降低，能越過容易發(fā)生熱損傷的區(qū)域，極大地擴(kuò)展了磨削工藝的應(yīng)用范圍，有利于提高磨削加工精度。
④提高加工精度超高速磨削過程中，磨屑厚度變薄，在磨削效率不變時，法向磨削力隨磨削速度的增大而大幅度減小，降低磨削過程的工藝系統(tǒng)變形；磨床高速運(yùn)轉(zhuǎn)，激振頻率遠(yuǎn)離工藝系統(tǒng)的固有頻率，降低工藝系統(tǒng)的振動，有利于提高加工精度。如磨削淬火鋼活塞，其壁厚為2mm，直徑公差為小于4 /tin，容許圓度小于等于3μm，表面粗糙度Rn小于2itrn。當(dāng)砂輪線速度u。為34m /s時，其磨削結(jié)果無法達(dá)到規(guī)定的尺寸公差。將砂輪線速度提高至60m /s時，由于磨削力降低，則磨削結(jié)果為工件尺寸在所要求的公差范圍內(nèi)，縮短了加工時間。
⑤改善磨削表面完整性 超高速磨削采用大的磨削用量，傳人工件的磨削熱少，不發(fā)生磨削表面熱損傷，降低表面殘余應(yīng)力，可獲得良好的表面物理性能和力學(xué)性能。當(dāng)u。提高后，每一單顆磨粒對工件材料的切削過程極短。如砂輪直徑為400mm，磨削深度為0.1mm時，以u。-30m /s進(jìn)行磨削，磨屑形成時間為0.2ms；而當(dāng)u。提高到150m /s時，則磨屑形成時間僅為0.04ms。在極短的時間內(nèi)則磨屑的應(yīng)變率*(近似為接近于磨削速度)。工件表面的塑性變形層變淺，磨削的溝痕兩側(cè)因塑性流動而形成的隆起高度變低。磨粒對工件的耕犁作用時間變短，則耕犁程度變得緩和，使磨削表面粗糙度值下降。例如，u。分別為33m /s、100m /s、200m /s情況下，則測得的Ra值分別為2.0μm、1.4itm、1.1itrn。采用CBN砂輪粒度為80#，n。-0.2mm，u。-2000mm /min。當(dāng)u。由90m /s提高到210m /s時，則Ra值由0.37μm下降到0.26μm。
⑥實現(xiàn)對陶瓷等硬脆材料的延性磨削 超高速磨削時單位時間內(nèi)參加磨削的磨粒數(shù)大大增加，單個磨粒的切削厚度極薄，陶瓷等硬脆材料不再以脆性斷裂的形式產(chǎn)生磨屑，而是以塑性變形形式產(chǎn)生磨屑，從而大大提高磨削表面質(zhì)量和磨削效率。
⑦對耐熱合金有良好表現(xiàn)在超高速磨削條件下，由于磨屑形成時間極短，工件材料的應(yīng)變率已接近塑性變形應(yīng)力波的傳播速度，相當(dāng)于材料的塑性減少，使材料的磨削加工變得容易。對于鎳基耐熱合金、鈦合金、鋁及鋁合金等磨削性較差的材料，在超高速磨削條件下則有良好的加工效果。