數(shù)控超高速平面磨床
1．概述
砂輪線速度和工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度高速化已成潮流。由于采用了直線導(dǎo)軌、直線電動(dòng)機(jī)、靜壓絲杠等*的功能部件，運(yùn)動(dòng)速度有很太提高。高速、高效、高精度和高柔性是當(dāng)今國(guó)際磨床發(fā)展的方向。目前，國(guó)際上平面磨床I)臺(tái)往復(fù)速度可達(dá)200m/min，工作臺(tái)的加速度達(dá)到50rn／8z。
2．?dāng)?shù)控150m/s超高速平面磨床
湖南大學(xué)與杭州機(jī)床廠聯(lián)合研制的臺(tái)的超高速精密數(shù)控磨床，砂輪速度可達(dá)150m/s，如圖12所示。采用以普通磨削速度5倍的磨削速度可靠地實(shí)現(xiàn)高速、高精度和高自動(dòng)化磨削加工，通過(guò)極大地提高磨削速度來(lái)提高材料切除率、加工精度和加工質(zhì)量。
該磨床磨頭采用高速精密電主軸，轉(zhuǎn)速高，剛性好，磨削效率高?？捎蒙拜喼苓吥ハ骷矫?，也可用砂輪的端面磨削工件的槽和凸緣側(cè)面。磨床采用十字拖板移動(dòng)方式，液壓統(tǒng)結(jié)構(gòu)新穎，工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)采用雙液壓缸驅(qū)動(dòng)，拖板橫向進(jìn)給采用液壓馬達(dá)和滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)可靠，噪聲小。電氣采用集成電路，配有程序控制的自動(dòng)磨削循環(huán)和垂向給量預(yù)選機(jī)構(gòu)，自動(dòng)化程度高，可根據(jù)用戶(hù)需要配裝橫向和垂向進(jìn)給兩個(gè)坐標(biāo)的數(shù)顯裝，磨床加工范圍（長(zhǎng)×寬×高）：500mm×250mm×200mm，磨床總功率為26. 37kW。
還發(fā)明了一種高速及超高速平面磨削與外圓磨削方法，其特征在于主軸上裝有砂輪輪架固定在床身上可旋轉(zhuǎn)900的轉(zhuǎn)換座上，砂輪繞砂輪架主軸軸心作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，放件的工作臺(tái)作縱向、橫向和垂向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其設(shè)備包括主軸上裝有砂輪的砂輪架、縱向工臺(tái)和床身等，其特征在于砂輪架與可使其作900旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換座相連，固定在磨床床身上；向工作臺(tái)下設(shè)置一橫向工作臺(tái)，其上設(shè)有與縱向工作臺(tái)下滑槽相配合的導(dǎo)軌，橫向工作臺(tái)下設(shè)置垂向工作臺(tái)，其上設(shè)有與橫向工作臺(tái)下滑槽相配合的導(dǎo)軌，側(cè)面與床身上之導(dǎo)軌相配合。該發(fā)明既可實(shí)現(xiàn)工件的高速和超高速磨削加工，又可在一臺(tái)設(shè)備上同時(shí)實(shí)現(xiàn)平面磨削及外圓磨削兩種磨削方式。
3．?dāng)?shù)控314m/s超高速平面磨床
湖南大學(xué)國(guó)家高效磨削工程技術(shù)研究中心自20世紀(jì)70年開(kāi)始對(duì)高速磨削進(jìn)行了大量工藝試驗(yàn)研究，2002年成功地研制成150m/s的超高速磨削機(jī)床，在此基礎(chǔ)上與杭州機(jī)床廠聯(lián)合研制砂輪線速度達(dá)314m/s的超高速平面磨床，該磨床將成為我國(guó)臺(tái)真正意義上的超高速平面磨床，其技術(shù)水平已達(dá)到現(xiàn)代水平。
超高速平面磨床砂輪線速度為314!rr/8，（采用直徑為咖348mm的砂輪，主軸轉(zhuǎn)速為極限轉(zhuǎn)速24000l/min的70%左右）因此，定名為314m/s超高速平面磨床。而實(shí)際上還有富裕能力，當(dāng)采用電主軸轉(zhuǎn)速24000r/min時(shí)，砂輪線速度可達(dá)440m/s。
(1)主要技術(shù)參數(shù)
·砂輪規(guī)格：（外徑/mm）×（寬度/rhm）?350×60
·試件尺寸：（長(zhǎng)度/mm）×（寬度/mm）200×80
·一次磨削深度/mm　　　　　　　　　　10
·砂輪主軸功率/kW　　　　　　　　　　　　40
·磨削深度方向最小進(jìn)給量/mm　　　　　0.0001—0.001
·縱向進(jìn)給速度/mm/min　　　　　　　　0~6000
·磨削比　　　　　　　　　　　　　　大于等于1000（CBN砂輪）
·材料比磨除率/mm3/( mm.s)　　　　　大于200（與工件材料有關(guān)）
(2)磨床整體設(shè)計(jì)方案
1)整體布局。超高速平面磨床由機(jī)床主體、電器柜、數(shù)控操作臺(tái)、冷卻過(guò)濾凈化系統(tǒng)、高壓冷卻水泵、電主軸冷卻用恒溫循環(huán)供水箱、壓縮空氣供給及除濕系統(tǒng)、測(cè)試儀器儀表工作臺(tái)及隔離觀察室等組成。占地面積30多平方米，全部坐落在深達(dá)1000mm的混凝土防振隔離地基上，磨床總功率80kW。電器柜到主機(jī)之間采用電纜連接和相對(duì)固定式。數(shù)控操作臺(tái)與主機(jī)之間采用柔性電纜連接，操作臺(tái)可按需要在一定范圍內(nèi)靈活移動(dòng)，為便于調(diào)整與對(duì)刀操作，數(shù)控系統(tǒng)帶有手持單元，使操作人員感到更方便。
為了改善操作人員的工作環(huán)境，增強(qiáng)安全感，同時(shí)也為了改善測(cè)試儀器儀表的使用環(huán)境，超高速平面磨床試驗(yàn)區(qū)隔離出一個(gè)觀察室，各種測(cè)量?jī)x器儀表安置在觀察室內(nèi)的工作臺(tái)上，該磨床的數(shù)控操作臺(tái)可通過(guò)隔離室的鐵門(mén)移到隔離室內(nèi)來(lái)操作。隔離室面向主機(jī)方向，裝有厚達(dá)30mm的玻璃，以便觀察主機(jī)工作情況。
2)磨床主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。超高速磨削砂輪主軸以每分鐘上萬(wàn)轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，要求機(jī)床不僅要有高剛度、高強(qiáng)度、高回轉(zhuǎn)精度和高平衡性能的主輔系統(tǒng)，并且要有優(yōu)良的整體動(dòng)態(tài)特性。因此，在磨床主體結(jié)構(gòu)上，提出了一種全新的結(jié)構(gòu)方案。
①采用固定砂輪架的形式。在超高速磨削中，的振動(dòng)源應(yīng)該來(lái)自砂輪軸，根據(jù)長(zhǎng)期以來(lái)進(jìn)行高速磨削試驗(yàn)和對(duì)高速外圓類(lèi)磨床的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)磨床的剛性最弱的環(huán)節(jié)往往是在砂輪架移動(dòng)導(dǎo)軌部分，本來(lái)就對(duì)振動(dòng)最敏感的穆輪架，再安裝在一個(gè)剛性相對(duì)較弱的滑鞍的移動(dòng)導(dǎo)軌上，其結(jié)果對(duì)超高速磨削是不利的，因此，將砂輪絮圈定在剛性較好的立拄上，而將工件安裝在可作三維運(yùn)動(dòng)韻工作臺(tái)體系中，采用讓試件向砂輪架逼近的方式實(shí)現(xiàn)磨削進(jìn)給。
②超高速平面磨床立柱部分與床身的結(jié)合面，設(shè)計(jì)在立柱的中部位置。翹高速-面磨床基體是國(guó)內(nèi)的平面磨床生產(chǎn)廠—一杭辯機(jī)床廠引進(jìn)消化德國(guó)BLOHM公司榫齒蠕動(dòng)磨 外觀結(jié)構(gòu)圖床的結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)的MK7130強(qiáng)力成形磨床的床身、立柱，該機(jī)型為適應(yīng)深切緩進(jìn)給成形磨削的需要，對(duì)床身、立柱、工作臺(tái)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度、剛度均較富裕：尤其*的地方是該磨床移動(dòng)式立柱的導(dǎo)軌是布置在立柱的中部?jī)梢?。為了適應(yīng)磣輪架固定不動(dòng)的方案，將立柱移動(dòng)的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌換成同尺寸的固定鐵，在立柱中部?jī)梢碛寐菟▽⒘⒅潭ㄔ诖采砩稀Ｓ捎谏拜喖芸臻g位置正好處于立柱中部固定部位，因此砂輪架所受的磨削力幾乎直接由床身與立柱的結(jié)合面來(lái)承受，而立柱所受的彎應(yīng)力t轉(zhuǎn)矩等大大降低，這種結(jié)構(gòu)，可以增加機(jī)床的整體剛性。
③在整體結(jié)構(gòu)上留有改變成砂輪架進(jìn)給式結(jié)構(gòu)的余地。選用砂輪架固定的工作模式，這種模式無(wú)疑對(duì)超高速磨削試驗(yàn)是一種的模式。但這種模式也帶來(lái)一定的不利因素，鄂就是使磨床的加工尺寸范圍限制在一個(gè)較小的范圍內(nèi)，在磨床投入實(shí)際生產(chǎn)加工時(shí)會(huì)感到某些不方便。因此，在研制超高速平面磨床時(shí)，并沒(méi)有將磨床立柱和床身之間移動(dòng)導(dǎo)軌部分以及砂輪架沿立柱上下移動(dòng)的導(dǎo)軌部分*刪除，而是采用與這兩部分直線滾動(dòng)導(dǎo)軌尺寸*相等的固定鐵取代直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，當(dāng)制造取得階段性成果后，對(duì)磨床的床身、立柱、工作臺(tái)和砂輪架等關(guān)鍵部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性測(cè)試，還要進(jìn)行砂輪架固定與砂輪架移動(dòng)兩種方式下機(jī)床動(dòng)態(tài)特性的仿真比較，在經(jīng)科學(xué)測(cè)試和仿真分析后，并在確有把握的情況下，可以考慮將巍柱沿床身的前后移動(dòng)坐標(biāo)和砂輪架沿立柱的上、下移動(dòng)坐標(biāo)開(kāi)放，以擴(kuò)大磨床的加工尺寸范圍，為開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)用型的超高速平面磨床作準(zhǔn)備。改進(jìn)時(shí)將在這兩部分安裝施加了一定的強(qiáng)加載荷的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌和精密滾珠絲杠，實(shí)現(xiàn)磨床的Y向和Z向坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)。
3)磨床的輔助設(shè)備。為了適應(yīng)超高速磨削，除磨床主體外，還需要匹配相應(yīng)的周邊設(shè)施以形成一套完整的超高速平面磨床，主要的輔助設(shè)施有：
①高壓冷卻泵。超高速磨削時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的砂輪圓周，形成了一圈高速空氣流，也秀稱(chēng)之為氣流屏麾，轉(zhuǎn)速越高，該屏障層越厲害，它不但與砂輪鼴屬產(chǎn)生摩擦，滿耗砂輪主軸電動(dòng)機(jī)的功率，而且還形成一定的壓強(qiáng)，阻止磨削液進(jìn)入磨氍區(qū)。為了改善磨削液鈞冷卻、沖洗效果，在高速磨削中，普遍采用高壓噴射法。相對(duì)于線速度達(dá)314m/8的越高速磨削而言，采用普通磨床的0.1-0. 2MPa的供液壓力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，該磨床選用寧渡高壓泵廠的3S50-2. 6/25型柱塞往復(fù)式高壓泵，輸出壓力達(dá)25MPa，理論排量為2.6m3/h,電動(dòng)機(jī)功率為22kW，動(dòng)力大，占地2平方米。高壓冷卻泵與之相匹配的高壓閥門(mén)、高壓水表、安全報(bào)警系統(tǒng)、高壓水管與高壓噴嘴，組成了超高速平廈磨床的高壓磨削液供給系統(tǒng)。
②雙重過(guò)濾磨粼液箱。磨澍液的回收和過(guò)濾是由專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的大容量冷卻箱完成的，該磨削液箱有雋容積為1600L，具有磁性過(guò)濾翔紙質(zhì)過(guò)濾兩套磨削液凈化裝置，凈化后的磨削液經(jīng)工作壓力2MP的低壓水泵囪3S50--26/25型柱塞往復(fù)式高壓裂供液。經(jīng)雙重過(guò)濾后，磨削液的凈度滿足了高效磨削的要求。
③全封閉式磨床防護(hù)罩結(jié)構(gòu)。在超高速磨削和高壓供液泵的工況下，磨削液的飛濺和霧化是饕常厲害韻，這裁需要密床具有全封閉的防護(hù)罩結(jié)構(gòu)，所有部位不能有滲水、漏液現(xiàn)象。對(duì)于磨燃液飛濺形成的水霧，采用XW-25水霧吸收器通過(guò)管道，將水霧凝固后送回到冷卻承箱。
④砂輪電主轆冷卻系統(tǒng)。該超高速平面磨床砂輪主軸選用瑞士進(jìn)口的高速電主軸，該電主軸要求使用恒溫冷卻水流對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)定子外圈和軸承部分進(jìn)行冷卻，以確保主軸的精度與工作可靠性。使用上海海立特種制冷設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SL-100BH液化冷卻機(jī)作為電主軸的冷卻供液系統(tǒng)。該冷卻機(jī)制冷量為10000W，供液排量為80L/min，溫度控制精度為±lqC，*可以滿足電主軸工作時(shí)對(duì)系統(tǒng)冷卻降溫的要求。
⑤砂輪電主軸油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)。瑞士IBAG公司電主軸為陶瓷混合角接觸球軸承結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)速可達(dá)240QOr/min，工作時(shí)需要提供油氣潤(rùn)滑。為此專(zhuān)門(mén)配置了工作壓力為0.7MPa的壓縮空氣站，空壓機(jī)輸出的壓縮空氣經(jīng)空氣濾清器和除濕器進(jìn)行凈化后，送人油氣潤(rùn)滑裝置，該裝置可按埂先設(shè)定的間斷供油時(shí)間，源源不斷地向電主軸軸承部位和氣密封部位提供含有適量霧狀油顆粒的油氣混合氣體，以確保電主軸的陶瓷混合角接觸球軸承部位得到充分潤(rùn)滑，減少滾動(dòng)體的磨損，延長(zhǎng)軸承使用壽命。
(3)超高速平面磨床關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)
1)磨床床身主體。該超高速平面磨床床身是杭州機(jī)床廠MK7130強(qiáng)力成形磨床的床身，是按大切除量強(qiáng)力磨削的工況設(shè)計(jì)的。磨床床身為整體鑄造結(jié)構(gòu)，鑄件壁厚為25mm，比一般磨床床身設(shè)計(jì)厚20%左右，床身四周立面無(wú)任何窗口，以增強(qiáng)其動(dòng)態(tài)剮性，床身后部與立柱的結(jié)合面高于其縱向?qū)к壠矫妫@種設(shè)計(jì)對(duì)立柱受力狀況大有好處，床身縱向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌采用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，滾動(dòng)導(dǎo)軌安裝在成封閉結(jié)構(gòu)的導(dǎo)軌支承面上，相當(dāng)穩(wěn)固，受力后變形小，也可降低工作時(shí)溫升對(duì)精度的影響。該床身經(jīng)動(dòng)態(tài)特性分析和儀器測(cè)試結(jié)果表明：床身的固有頻率比較高，從實(shí)際測(cè)試分析，該磨床床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較合理。
2)砂輪架及超高速砂輪。砂輪架是磨床的核心，而主軸及軸承又是核心中的核心。用于超高速磨床主軸軸承的結(jié)構(gòu)形式，主要有陶瓷球軸承、磁懸浮軸承及液體動(dòng)靜承幾種?？諝廨S承盡管有極限轉(zhuǎn)速高、精度也可以做得很高的優(yōu)點(diǎn)，但因其剛度較低，一般只適用于精密與超精密加工機(jī)床，不宜用于以提高切除率為主要研究方向的超高速平面磨床。近幾年發(fā)展起來(lái)的陶瓷球混合軸承在高速機(jī)床主軸上的應(yīng)用越來(lái)越成熟。該磨床選用了國(guó)際上的電主軸生產(chǎn)廠商瑞士IBAdl/A司的HF230、4D120CFSV型角接觸陶瓷球混合軸承的高速精密電主軸，該電主軸是IBAG公司為適應(yīng)磨床使用專(zhuān)門(mén)為該磨床設(shè)計(jì)的。其轉(zhuǎn)速達(dá)24000r/min，連續(xù)工作電動(dòng)機(jī)功率40kW，峰值功率為180kW，電主軸采用兩截式結(jié)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子圈定在前、后軸承組中間、前后軸承組各采用兩個(gè)同向安裝的精密角接觸陶瓷球軸承，施加了預(yù)加負(fù)荷的前軸承組的軸向位置由體殼內(nèi)臺(tái)階和端蓋鎖定。后軸承組安裝在可沿主軸軸線方向微量移動(dòng)的軸承套內(nèi)，其軸向預(yù)加負(fù)荷由8個(gè)圓柱彈簧實(shí)現(xiàn)。當(dāng)主軸受熱略微伸長(zhǎng)時(shí)，后軸承座可作相應(yīng)的軸向尺寸補(bǔ)償。從而保證軸承的預(yù)加載荷和精度不變。主軸上所有回轉(zhuǎn)零件均按平衡設(shè)計(jì)，無(wú)鍵、鍵槽或非對(duì)稱(chēng)螺釘、螺孔，以確保高速主軸的動(dòng)平衡特性。電動(dòng)機(jī)定子和軸承外圈部位都設(shè)計(jì)有循環(huán)冷卻水槽，工作中通制冷的恒溫冷卻水，前后軸承處采用油氣潤(rùn)滑。
如果給定砂輪基盤(pán)截面形狀分布邊界條件和基盤(pán)溫度分布邊界條件，即可解得基盤(pán)任一半徑處的徑向應(yīng)力切向應(yīng)力。
由式(1)可以看出，應(yīng)力的大小與砂輪角速度的平方成正比，與基體上任一點(diǎn)到中心的距離，成正比。因此可見(jiàn)，普通磨削時(shí)帶有砂輪法蘭盤(pán)安裝孔的形式。在超高速磨削時(shí)上不適用的。因?yàn)榘惭b孔處的應(yīng)力會(huì)使砂輪法蘭盤(pán)定心圓或圓錐尺寸微量擴(kuò)大，影響砂輪在主軸上的定位精度和結(jié)合蕊的可靠性。同時(shí)也降低了基盤(pán)本身的強(qiáng)度。
為此，在砂輪基盤(pán)設(shè)計(jì)時(shí)采用無(wú)中心定位通孔的形式。如圖17所示。砂輪基盤(pán)用過(guò)盈配合的形式與主軸懸伸端的定心軸頸配合，并以?xún)?nèi)端面與主軸端蕊貼緊，8個(gè)螺釘將其與主軸緊固，砂輪基盤(pán)中心無(wú)通孔。砂輪橫截面顯示它是中間厚，周邊薄的結(jié)構(gòu)，這是從等強(qiáng)度與空氣動(dòng)力學(xué)的角度出發(fā)考慮的。
從德國(guó)Wendt公司在比利時(shí)的工廠定制的一片砂輪的線速度為250m/s，磨料為CBN，采用多層電鍍工藝，粒度為75°~ 90°國(guó)內(nèi)定制的砂輪也采用同樣結(jié)構(gòu)形式。砂輪線速度為160rrr/8，磨料分CBN和金剛石兩種，結(jié)合劑有金屬、樹(shù)脂和陶瓷三種，粒度為100-140°
3)磨削深度方向Z坐標(biāo)軸微進(jìn)給裝置。為了使機(jī)床能實(shí)現(xiàn)最小達(dá)0. 0001mm的微進(jìn)給，采用了如圖18所示的Z坐標(biāo)軸微進(jìn)給裝置。滾珠絲杠和直線滾動(dòng)導(dǎo)軌布置在與底乎面成1：10斜度的平面內(nèi)，伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠直連，構(gòu)成機(jī)床Z坐標(biāo)軸，其最小進(jìn)給量為0. 001mm．由于該軸為斜置軸，當(dāng)它沿斜方向進(jìn)給0. 001mm時(shí)，其垂直方向的上升量則為
0.0001，從而實(shí)現(xiàn)磨削深瘦方向的亞納米級(jí)進(jìn)給。
4)砂輪在線自動(dòng)平衡裝置。一般超高速磨床上都設(shè)計(jì)有砂輪在線自破平衡裝置。該超高速平面磨床選用匿際上最韻美國(guó)SBS公司的砂輪自動(dòng)平衡系統(tǒng)（圖19），考慮到機(jī)床工作轉(zhuǎn)速達(dá)24000r/min，且機(jī)床砂輪架安全防護(hù)等各方面的因素，選用了SBS公司的IB- 1404-A型高速內(nèi)裝、非接觸式自動(dòng)平衡器和SBS-4475型動(dòng)平衡控制儀；該平衡儀允許轉(zhuǎn)速為30000r/min，振動(dòng)值靈敏度為0.001ym，平衡能力為400g/cm，平衡頭安裝在砂輪主軸的前端，使靠近砂輪，以達(dá)到平衡結(jié)果。信號(hào)輸出端則固定在主軸后端，（參見(jiàn)砂輪電主軸結(jié)構(gòu)圖）信號(hào)發(fā)射頭則安裝在電主軸體殼后部，通過(guò)電纜連接到SBS-4475自動(dòng)平衡控制儀上。由于平衡頭和信號(hào)發(fā)射頭之間是非接觸的，因此無(wú)機(jī)械磨損，壽命較長(zhǎng)，但要嚴(yán)格控制二者之間的安裝距離和防塵，價(jià)格也很昂貴。測(cè)振傳感器安裝在砂輪架上指向砂輪軸的位置，使有效地拾取主軸的振動(dòng)信號(hào)。經(jīng)使用后發(fā)現(xiàn)，該平衡頭有很好的平衡效果，在自動(dòng)平衡模式下，可以將軸承的殘余工作振動(dòng)峰峰振幅值平衡至0.1um以下。除此之外，當(dāng)砂輪主軸停止時(shí)，該平衡儀還能測(cè)出機(jī)床其他部位及外界環(huán)境的振動(dòng)頻譜，用以分析外部激勵(lì)振源的情況。
5)砂輪防護(hù)罩及機(jī)床安全防護(hù)設(shè)計(jì)。機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB 4029-2000(磨床砂輪防護(hù)罩安全防護(hù)技術(shù)要求)中規(guī)定了砂輪線速度80m/s時(shí)砂輪防護(hù)罩鋼板的最小壁厚尺寸，當(dāng)砂輪直徑為300~ 400mm、砂輪厚度s50mm時(shí)，防護(hù)罩壁厚最小為10mm。
該超高速平面磨床由于砂輪架是固定不動(dòng)的。因此，為安全起見(jiàn)，砂輪防護(hù)罩可以做得很厚實(shí)，防護(hù)罩周邊用30mm厚的鋼板焊接而成，磨削區(qū)開(kāi)口也壓得很低，砂輪外露量不到8%．盡量確保安全，以防萬(wàn)一。除此之外，在砂輪切線方向的正前方工作臺(tái)上，另外增加了一塊30mm厚的鋼板作為第二道防護(hù)墻，增加試驗(yàn)機(jī)床的安全性。
機(jī)床主體的防護(hù)罩采用全封閉式結(jié)構(gòu)，保證磨削液不會(huì)飛濺到外面，推拉式防護(hù)門(mén)裝存安全聯(lián)鎖感應(yīng)開(kāi)關(guān)，防護(hù)門(mén)若不關(guān)閉到位、機(jī)床是不能進(jìn)行磨削的。
6)數(shù)控系統(tǒng)。該磨床選用德國(guó)西門(mén)子公司的802D數(shù)控系統(tǒng)，分別控制工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)（X軸）工作臺(tái)橫向運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)（Y軸）和磨削深度方向進(jìn)給坐標(biāo)（Z軸），其中y軸坐標(biāo)伺服電動(dòng)機(jī)的輸出經(jīng)西門(mén)子減速器與滾珠絲杠相連，減速比為1：10，其他軸為伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠直連。砂輪主軸的無(wú)級(jí)調(diào)這是由德國(guó)Rexroth公司的REFU drilve 500 RD52變調(diào)遣務(wù)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)西門(mén)子802D控制板上主軸調(diào)速控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作，數(shù)控系統(tǒng)除了按指令完成磨削程序外，還擔(dān)負(fù)著對(duì)油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)、高壓冷卻水泵、電主軸恒溫冷卻系統(tǒng)、壓空氣機(jī)和安全防護(hù)門(mén)等裝置工作情況的監(jiān)視工作，當(dāng)那些裝置中某一部分工作不正常時(shí)，控系統(tǒng)能立刻發(fā)出警報(bào)，并停止磨削工作的進(jìn)行。
(4)使用情況314m/s超高速平面磨床自2003年5月調(diào)試完成投入使用以來(lái)，運(yùn)轉(zhuǎn)情況正常，工作時(shí)間已超過(guò)5年( 7000h)。一天最多連續(xù)工作時(shí)間曾超過(guò)12h，在該試驗(yàn)臺(tái)上*了砂輪速度從608到2SQm/s的磨削試驗(yàn)，進(jìn)行了金屬材料與陶瓷材料的超高速快進(jìn)給磨測(cè)蓋藝試驗(yàn)運(yùn)行5年來(lái)，基本上未出現(xiàn)過(guò)大的故障，運(yùn)行狀態(tài)很好。
(5)待改進(jìn)的地方。在5年來(lái)的運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了該超高速平西磨床還存在著一些不足，主要是以下三方面：
1)進(jìn)口電主軸的使用壽命問(wèn)題。瑞士IBAG公司對(duì)電主軸的保質(zhì)期是一年內(nèi)，2000h。經(jīng)查證，該圭軸使用的陶瓷球軸承的使用壽命約為7000h，現(xiàn)機(jī)床運(yùn)行近7000h，目前已發(fā)電主軸軸承噪聲明顯增高，主軸回轉(zhuǎn)精度也有所下磨，估在一、二年內(nèi)要更換電主軸軸承。由于瑞士IBAG公司的電主軸產(chǎn)品有多項(xiàng)技術(shù)，其造裝配過(guò)程極為保密，若要保證維修質(zhì)量，遙還得將電主軸送去專(zhuān)門(mén)的維修站進(jìn)行維修。
2)試驗(yàn)用砂輪問(wèn)題。目前使用的進(jìn)口砂輪線速度為250m/s，國(guó)內(nèi)提供的備種超高速砂輪線速度只能達(dá)到160m/s，若要進(jìn)行更高線速度的超高速磨削工藝試驗(yàn)，砂輪的來(lái)源是一個(gè)關(guān)鍵。據(jù)了解，國(guó)外300m/s以上的砂輪大多也僅在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用。如德國(guó)Aachen工業(yè)大學(xué)、日本東芝大學(xué)進(jìn)行的300m/s以上韻超高速磨削砂輪基體采用質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、比模量高、密度及膨脹系數(shù)小的碳素纖維強(qiáng)化復(fù)合材料FW-CFRP來(lái)制造。國(guó)內(nèi)目翦在這方面尚未突破，而國(guó)外現(xiàn)階段在這方面技術(shù)還不向中國(guó)出口，因此，作者想聯(lián)系國(guó)內(nèi)的有關(guān)研究單位，在超高速礁輪制造技術(shù)上有所突破，以保證超高速磨削技術(shù)的深入研究。
3)擴(kuò)大超高速平面磨床應(yīng)用范圍的問(wèn)題。前面講到，為保障超高速平面磨床研制的成功，在前面試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案中將砂輪架設(shè)計(jì)成固定不動(dòng)的，這樣做雖然有利于磨頭系統(tǒng)附度的提高。但限制-試磨件的尺寸范圍，隨著研制的深入進(jìn)行，計(jì)劃將逐步開(kāi)放砂輪架在主柱上上、下移動(dòng)坐標(biāo)軸和立柱在床身上前后運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸，這個(gè)方案目前看來(lái)，在技術(shù)上已沒(méi)有多大困難，則超高速平面磨床將更加實(shí)用。