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发动机曲轴凸轮轴CBN高速磨削加工

高速加工的概念是由德国切削物理学家Carl.J.Salomon博士于1931年首先提出，他发表了著名的Salomon曲线，创造性地预言了超越Talor切削方程式的非切削工作区域的存在，提出如能够大幅度提高切削速度，就可以越过切削过程产生的高温死谷而使刀具在超高速区进行高速切削，从而大幅度减少切削工时，成倍地提高机床生产率。 高速磨削的机理在高速磨削加工过程中，在保持其它参数不变的条件下，随着砂轮速度的大幅度提高，单位时间内磨削区的磨粒数增加，每个磨粒切下的磨屑厚度变薄；实验表明在高速磨削条件下，磨屑的截面积仅为普通磨削条件下的几十分之一。从而导致了每个磨粒承受的磨削力大大变小，所以总磨削力大大降低。 若通过调整参数使磨屑厚度保持不变，由于单位时间内参与切削的磨粒数增加，磨除的磨屑增多，磨削效率会大大提高。高速磨削时，由于磨削速度很高，单个磨屑的形成时间极短。在极短的时间内完成的磨屑的高应变率(可近似认为等于磨削速度)形成过程与普通磨削有很大的差别，表现为工件表面的弹性变形层变浅，磨削沟痕两侧因塑性流动而形成的隆起高度变小，磨屑形成过程中的耕犁和滑擦距离变小，工件表面层硬化及残余应力倾向减小。此外，高速磨削时磨粒在磨削区上的移动速度和工件的进给速度均大大加快，加上应变率响应的温度滞后的影响，会使工件表面磨削温度有所降低，因而能越过容易发生磨削烧伤的区域，从而极大扩展了磨削工艺参数的应用范围。

图1 快速点磨削原理图

图2 快速点磨削加工砂轮与工件接触简图

图3 高精度精压圆柱导轨

图4 砂轮及磨削液供给系统

图5 砂轮三点定位系统

图6 快速点磨削方法加工主轴

图7 快速点磨削方法加工凸轮轴

表 磨削凸轮轴的工艺对比指标工艺传统工艺

(刚玉砂轮)快速点磨工艺

(CBN砂轮)磨床台数117投资100%80%运行成本10023%