谈先进制造工艺技术.doc

班级：09020146X 学号：09020146X55 姓名：薛艳文谈先进制造工艺技术经济是一个国家生死存亡的命脉，没有经济的发展国家永远处于落后的地位。纵观那些立于世界不败之林的国家，都是以强盛的经济基础做后盾。正如一个人的生存和发展一样，物质显的是那么耀眼，俗话说没有面包的爱情是虚伪的、不长久的，这就是物质第一性。尤其是在这个高度信息化、集成化、快速化的工业化社会中，经济发展欠发达，科学技术不先进，就意味着受制于他人，没有实际的话语权，更没有显赫的地位。然而，强大的经济基础背后又是由先进的科学技术作支撑，这在现代化的工业社会中显得尤为突出。在我们国家十二五规划中，国家大力倡导支持发展装备制造业，而在制造业中关键先进技术尤为重要，以至于国家把发展制造业作为经济发展的顶梁柱，制造业的发达与否直接反应了一个国家先进技术的好坏；反过来先进制造技术又决定着制造业的繁荣与昌盛。因此在这里我们有必要谈谈先进制造领域中工艺技术的发展状况。首先先进制造工艺技术领域有：先进成型技术、先进热处理技术、现代表面技术、超高速加工技术、超精密加工技术、微细加工技术、高能速加工、复合加工技术、快速原型制造技术等。下面就这些技术展开加以一一分析与讨论。（一）先进成型技术精密铸造成型技术1.高效金属型铸造工艺金属型铸造是指用金属材料制作铸型生产铸件的特种铸造方法。1）压力铸造：就是将熔融的金属在高压力下在极短的时间内以极高的填充速度充满模具的型腔，并在冲型完成后持续地施以高压使之凝固、结晶。它的特点是能获得内部组织致密、轮廓清晰的精密铸件。2）挤压铸造：浇入金属型中的液态金属，再通过冲头传递的压力作用下，进行填充成型和凝固结晶，从而获得铸件。这种工艺的优点是铸件尺寸精度高且表面粗糙度低，没有缩松和缩孔，在汽车工业中发展很迅速。2.气化模铸造工艺（用聚苯乙烯等材料制成泡沫模型，浇铸时模型被气化）1）EPCV法铸造是利用气化模做一次性模型，用不含水分，粘接剂及任何附加物的干砂造型，浇铸和凝结期间铸型保持一定的负压，由此可获得近零起模斜度、表面光洁、尺寸精确、无飞边的近无余量少加工精密铸件。这种技术的关键是制造优质气化模、配制涂挂性和透气性好的涂料和负压工艺。2）EPCCS法铸造使用气化模代替蜡模，在气化模表面制作2mm3mm厚的高强度超薄型壳，加热其模组，使气化模从超薄型壳中融出将超薄型壳埋入无粘接剂干砂中，采用振动紧实造型，浇注和凝固期间保持一定的负压，获得表面光洁、尺寸精确的无余量精密铸件。EPCV法铸造与EPCCS法铸造是目前先进的铸造技术，不仅使零件的设计有了更大的自由，而且由于消除了起模斜度，可最大限度地减少铸件的壁厚，提高逐渐的尺寸精度，并且可实现砂型铸造无法实现的复杂部件的整体铸造，获得表面光洁、尺寸精确、无飞边的少无余量精密铸件。由于实现了无粘结剂干砂造型，使普通铸造法的型、芯砂运输、混制、旧砂处理及回用，制芯、下芯及分箱合型等繁复工序得以简化甚至消除，显著降低了这些工序的巨大工作量和高额成本，减少了影响铸件质量的人为因素，使铸件成品率和生产率大为提高。（二）精密高效塑性成形技术1.冷温成形技术是指金属材料在室温或再结晶温度以下的一种塑性体积成型方法。其塑性变形方式有镦粗、墩头、正挤、反挤、减轻、压印、复合挤压、径向挤压。冷温成形技术是先进制造技术中的净成形或近净成形加工技术。在汽车、摩托车生产中，大量复杂的中小零件要求高生产率、快节拍，可充分发挥出冷温锻造工艺的优越性。日、美、德等国每辆轿车的平均冷温成形的总重量超过了50kg，达80余种。2.超塑性和等温成型技术1)超塑性成型工艺 超塑性是指材料在一定的内部条件和外部条件，呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。(三) 先进热处理技术外场处理技术对金属凝固组织和固态相变的影响金属凝固组织细化或改良有利于提高铸件的综合性能，针对凝固组织的细化常用的方法是孕育处理，变质处理和微合金化，提高过冷度或采用物理搅拌增加非均质形核核心以细化晶粒等手段。随着凝固技术的不断发展，许多新兴的凝固组织控制工艺应运而生，其中外场处理技术如电流，磁场，振动，微重力和超重力等对金属凝固组织和固态相变的影响非常显著。以下对各种外场处理技术在具体合金制备过程中的应用与研究概况作简单综述。一 恒定磁场对金属凝固组织和固态想变的影响磁场能通过改变熔体的对流强度来影响合金凝固过程。长期以来，有关磁场作用下合金的凝固行为受到了材料科学界的广泛重视。（1）在恒定磁场作用下对Al-Pb合金进行了快速定向凝固实验，考察了磁场强度对凝固组织的影响，分析了磁场的作用机理。他用Bridgeman定向凝固装置进行实验，所施加磁场强度可在01T之间连续可调对Al1.34%Pb（质量分数，偏晶点成分）和Al5%Pb（过偏晶成分）合金进行定向凝固实验。实验结果表明，恒定磁场能显著减弱熔体对流，提高凝固界面前沿液液相变过程的空间均匀性，减缓液滴的碰撞凝并速度，使凝固式样中的弥散相粒子最大和平均尺寸减小，粒子尺寸分布范围变窄，有助于获得弥散型偏晶合金凝固组织。（2）等人在碳弧堆焊过程中加入直流横向磁场，研究堆焊电流和磁场电流对堆焊层组织和性能的影响，采用的是一种焊接条件下的电磁作用新方法。这种方法是把电磁线圈安置在焊缝的背面，采用这种装置时，电磁场对焊接熔池金属的作用强度较大，而对电弧放电的作用强度较弱，可有效的控制一次结晶过程。结果表明：施加磁场的堆焊层比未施加磁场的堆焊层硬度高，耐磨性好；堆焊电流与磁场电流相匹配时，堆焊层的性能达到最佳，即硬度最高，耐磨性最好，此时堆焊层中硬质相细小且分布均匀，呈六角形，方向一致。（二）电流对金属凝固组织和固态想变的影响电流凝固技术始于20世纪60年代，而在1990年，Nakada首先对Sn15Pb过共晶合金凝固进行脉冲电流处理，发现适宜的电脉冲引起宏观组织从粗大的树枝晶向细小的等轴晶转化。关于电流对凝固组织的作用机理，最初认为电磁箍缩效应导致晶粒生长过程被击碎或重熔而达到细化改善组织的目的。也有的研究者认为脉冲电流产生的焦耳热导致固液面吉布斯自由能的改变，在形核阶段溶质原子高频振荡和电迁移效应提高了形核率，细化了晶粒组织。（3）将工业纯铝试棒置于刚玉管中，自制电脉冲电源两极分别连接实验试棒的两端。通过所加不同电流来观察产生不同的结果。实验结果表明，高密度脉冲电流在金属熔体内感生高频振荡磁场，并感生动态径向电磁压力影响凝固界面上方金属液流场分布与金属凝固前沿的温度梯度，并对枝晶臂有冲刷作用，从而改变凝固组织形态。（三）超声振动对金属凝固组织和固态想变的影响过共晶ALSi合金具有良好的耐磨性，耐热耐蚀性和体积稳定性等特点，常用于制造活塞，缸体，泵体和空调压缩机等。但采用传统铸造方法生产过共晶AlSi合金零件的组织中存在着与晶体无共格界面的粗大初生Si块和针状共晶Si，不仅使零件的切削加工性能变差，还降低了零件的耐磨性及强度，并增大零件表面的粗糙度。（4）进行了超声振动制备过共晶AlSi合金A390流变浆料的探索并研究相关工艺参数对浆料组织的影响。研究表明：超声振动设备成本低，能产生强烈的熔体对流，可以同时保证初生Si均匀形核，缓慢长大及避免Si相偏析，并提高制浆效率，最终制得初生Si晶粒细小，均匀分布的流变浆料。一 .离心铸造对金属凝固组织和固态想变的影响超重力外场处理技术是通过增大重力加速度而加强浮力对流，当达到一定的超重力水平时，也可像微重力那样有效地抑制熔体中无规则的热质对流。离心铸造作为外场控制技术之一对于金属凝固组织细化具有非常重要的影响。（5）以ZCuSn3Zn8Pb6Ni1合金为基础，通过添加了Fe和Co开发了新型ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金，在不影响 合金铸造收缩率和流动性，并保持伸长率不变的基础上，抗拉强度由180230MPa提高到400450MPa。结果表明，与常规铸造工艺相比，离心铸造使得平均晶粒直径由88135m降低到4462m，晶粒细化明显；析出相分布呈双峰分布，与非离心相比，离心条件下粗大析出相明显细化，细小析出相变化不大，且与基体间保持共格或半共格关系；离心压力对金属组织性能的影响主要原因是离心压力降低了临界晶核形核功，提高了扩散激活能，使晶粒细化。从以上有关研究与应用的情况表明，外加场处理技术对金属凝固组织细化和改良有显著的作用，并且已经被广泛应用，这将为具备更高性能的新型材料的研制做出极大的贡献。（四） 现代表面技术表面工程技术是表面处理表面涂镀层及表面改性的总称表面工程技术是运用各种物理化学和机械工艺过程来改变基材表面的形态化学成分组织结构或应力状态而使其具有某种特殊性能，从而满足特定的使用要求表面技术的应用所包含的内容十分广泛,可以用于耐蚀、耐磨、修复、强化、装饰等。也可以是在光、电、磁、声、热、化学、生物等方面的应用。表面处理技术是用以改变材料表面特性，达到预防腐蚀目的的技术。按具体表面技术方法分类:表面热处理、化学热处理、物理气相沉积、化学气相沉积、高能束强化、涂料与涂装、热喷涂与堆焊、电镀、化学镀、热浸镀、转化膜等。电镀：利用电解作用，使具有导电性能的工件表面作为阴极与电解质溶液接触，通过外电流作用，在工件表面沉积与基体牢固结合的镀覆层。 该镀覆层主要是各种金属和合金。化学镀：是在无外电流通过的情况下，利用还原剂将电解质溶液中的金属离子化学还原在呈活性催化的工件表面，沉积出与基体牢固结合的镀覆层。 工件可以是金属也可以是非金属。镀覆层主要是金属和合金。涂装：用一定的方法将涂料涂覆于工件表面而形成涂膜的全过程。 涂料为有机混合物，可涂装在各种金属、陶瓷、塑料、木材、水泥、玻璃制品上。气相沉积：在金属或非金属材料基体表面牢固沉积同类或异类金属或非金属及其化合物，以改善原材料基体的物理和化学性能或获得新材料的方法。按反应类型分为物理气相沉积和化学气相沉积。热浸镀：简称热镀是一种早就普遍的用来制作金属制品的表面处理方法，一般是将处理好的待镀件浸入熔融的金属液体之中，基体材料与镀层金属发生反应进行冶金结合，从而具有特定的性能，主要是防腐蚀性能和装饰性能.热喷涂：是利用一种热源将喷涂材料加热至熔融状态,并通过气流吹动使其雾化高速喷射到零件表面,以形成喷涂层的表面加工技术气相沉积技术：气相沉积：在金属或非金属材料基体表面牢固沉积同类或异类金属或非金属及其化合物，以改善原材料基体的物理和化学性能或获得新材料的方法。按反应类型分为物理气相沉积和化学气相沉积。物理气相沉积：在真空条件下，采用物理方法，将材料源固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。沉积过程的3个阶段：从原材料中发射出粒子；粒子运动到基材；粒子在基材上积聚、形核、长大、成膜。物理气相沉积的分类有，真空蒸发沉积、溅射沉积、离子沉积、外延沉积、电阻蒸发沉积、外延沉积离子镀等。特点：1. 沉积层需要使用固态的或者熔融态的物质作为沉积过程的源物质，采用各种加热源或溅射源使固态物质变为原子态；2. 源物质经过物理过程而进入气相，在气相中及在基材表面不发生化学反应；3. 需要相对较低的气体压力环境下沉积，沉积层质量较高；4. 沉积层较薄，厚度范围通常为纳米或微米数量级；5. 沉积层组织致密，与基材具有很好的结合力，不易脱离；6. 沉积层薄，易生长出单晶、多晶、非晶、多层、纳米层结构的功能薄膜7. 无有害废气排出，属于无空气污染技术8. 基材选用范围很广，可以使金属、陶瓷、玻璃或塑料等应用：高档手表金属外观件的表面处理方面达到越来越为广泛的应用化学气相沉积（CVD）：在一定的真空度和温度下，将几种含有构成沉积膜层的材料元素的单质或化合物反应源气体，通过化学反应而生成固态物质并沉积在基材上的成膜方法。制膜过程：1. 反应气体的热解2. 反应气体向基材表面扩散3. 反应气体依附于基材的表面4. 在基材表面上发生化学反应5. 在基材表面产生的气相副产物脱离表面而扩散掉或被真空泵抽掉，在基材表面沉积出固体反应产物薄膜。影响因素：薄膜的组成、结构与性能还会受到 CVD 内的输送性质( 包括热、质量及动量输送) 、气流的性质( 包括运动速度、压力分布、气体加热等) 、基板种类、表面状态、温度分布状态等因素的影响。特点：所形成的膜层致密且均匀, 膜层与基体的结合牢固, 薄膜成分易控, 沉积速度快, 膜层质量也很稳定,某些特殊膜层还具有优异的光学、热学和电学性能, 因而易于实现批量生产。CVD 的沉积温度通常很高, 在 900 2000 之间, 容易引起零件变形和组织上的变化, 从而降低机体材料的机械性能并削弱机体材料和镀层间的结合力,使基片的选择、沉积层或所得工件的质量都受到限制。应用：1.涂层保护：用CVD 法制备的 TiN、TiC、T(i C, N) 等薄膜具有很高的硬度和耐磨性, 在刀具切削面上仅覆 13 m 的 TiN 膜就可以使其使用寿命提高 3 倍以上。2. 微电子技术：在超大规模集成电路制作中, 化学气相沉积可以用来沉积多晶硅膜、钨膜、铝膜、金属硅化物、氧化硅膜以及氮化硅膜等, 这些薄膜材料可以用作栅电极、多层布线的层间绝缘膜、金属布线、电阻以及散热材料等。3. 超导技术：CVD 制备超导材料是美国无线电公司( RCA) 在 20 世纪60 年代发明的, 用化学气相沉积生产的 Nb3Sn 低温超导带材涂层致密, 厚度较易控制, 力学性能好, 是目前烧制高场强小型磁体的最优良材料。4. 太阳能利用：目前制备多晶硅薄膜电池多采用 CVD 技术, 包括 LPCVD 和 PCVD 工艺。现已试制成功的硅、砷化镓同质结电池以及利用族、族等半导体制成的多种异质结太阳能电池, 如SiO2/Si、GaAs/GaAlAs、CdTe/CdS 等, 几乎全制成薄膜形式, 气相沉积是它们最主要的制备技术。刀具涂层：国际CVD发展现状：CVD技术发生突变的是九十年代中期新型MT-CVD(中温化学气相沉积)技术的出现。新型MT-CVD是以含C/N的有机物乙腈(CH3CN)为主要反应气体和TiCL4、H2、N2在700900下产生分解、化学反应，生成TiCN的一种新方法，可获得致密纤维状结晶形态的涂层，涂层厚度可达810m。这种涂层结构具有极高的耐磨损性、抗热震性及韧性，并可通过HT-CVD(高温化学气相沉积)工艺技术在表层沉积上Al2O3、TiN等抗高温氧化性能好、与被加工材料亲和力小、自润滑性能好的材料。MT-CVD涂层刀片适合于高速、高温、大负荷、干式切削条件下使用，其寿命可比普通涂层刀片提高1倍左右。从目前的发展来看，CVD工艺(包括MT-CVD)主要用于硬质合金车削类刀具的表面涂层，其涂层于中型、重型切削的高速粗加工及半精加工，尤其是-Al2O3涂层是目前PVD技术所难以实现的，因此在干式切削加工中，CVD涂层技术仍占有极其重要的地位。刀具涂层PVD技术：目前PVD技术不仅提高了薄膜与刀具基体材料的结合强度，涂层成分也由第一代的TiN发展到了TiC、TiCN、ZrN、CrN、MoS2、TiAlN、TiAlCN、TiN-AlN、CNx等多种多元复合涂层，且由于纳米级涂层的出现(见图2、3ZX涂层，即TiN-AlN涂层)，使得PVD涂层刀具质量又有了新的突破，这种薄膜涂层不仅结合强度高、硬度接近CBN、抗氧化性能好，并可有效地控制精密刀具刃口形状及精度，在进行高精度加工时，其加工精度毫不逊色于未涂层刀具。我国用于刀具涂层的PVD技术：国内成功开发出了硬质合金TiN-TiCN-TiN多元复合涂层工艺技术，并达到了实用水平。仍以单层TiN涂层为主。我国刀具PVD涂层技术存在的主要问题：国外涂层设备的集中引进给PVD技术的后续发展造成了某些负面影响；与国外相比国内对新工艺的开发重视不够；在设备的开发上缺乏统一性、合理性及协作性；涂层质量的不稳定制约了涂层技术的推广应用；售后服务的欠缺制约了国产涂层设备的推广应用；国内机械加工的低水平也制约了涂层技术的迅速发展发展方向：下一步应该朝着减少有害生成物, 提高工业化生产规模的方向发展。同时, CVD 反应沉积温度的更低温化, 用 CVD 更精确地控制材料的组成、结构、形态与性能技术的开发, 厚膜涂层技术、利用残余应力提高材料强度的技术、大型连续 CVD 薄膜及涂层制备技术、新材料的合成技术, 具有新的结构的反应器的研制, 新的涂层材料及具有新的更能的材料体系的探索等(五)超高速加工技术 超高速加工技术是指采用超硬材料的刃具，通过极大地提高切削速度和进给速度来提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代加工技术。 超高速加工的切削速度范围因不同的工件材料、不同的切削方式而异。目前，一般认为，超高速切削各种材料的切速范围为：铝合金已超过1600m/min，铸铁为1500m/min，超耐热镍合金达300m/min，钛合金达1501000m/min，纤维增强塑料为20009000m/min。各种切削工艺的切速范围为：车削7007000m/min，铣削3006000m/min，钻削2001100m/min，磨削250m/s以上等等。超高速加工技术主要包括：超高速切削与磨削机理研究，超高速主轴单元制造技术，超高速进给单元制造技术，超高速加工用刀具与磨具制造技术，超高速加工在线自动检测与控制技术等。在超高速加工技术中，超硬材料工具是实现超高速加工的前提和先决条件，超高速切削磨削技术是现代超高速加工的工艺方法，而高速数控机床和加工中心则是实现超高速加工的关键设备。目前，刀具材料已从碳素钢和合金工具钢，经高速钢、硬质合金钢、陶瓷材料，发展到人造金刚石及聚晶金刚石（PCD）、立方氮化硼及聚晶立方氮化硼（C ）。切削速度亦随着刀具材料创新而从以前的12m/min提高到1200m/min以上。砂轮材料过去主要是采用刚玉系、碳化硅系等，美国GE公司50年代首先在金刚石人工合成方面取得成功，60年代又首先研制成功C 。90年代陶瓷或树脂结合剂C 砂轮、金刚石砂轮线速度可达125m/s，有的可达150m/s，而单层电镀C 砂轮可达250m/s。因此有人认为，随着新刀具（磨具）材料的不断发展，每隔十年切削速度要提高一倍，亚音速乃至超声速加工的出现不会太遥远了。 超高速加工技术有超高速切削技术和超高速磨削技术超高速切削技术，是以比常规高10倍左右对零件进行切削加工的一项先进制造技术。实践证明，当切削速度提高10 倍，进给速度提高20倍，远远超越传统的切削“禁区”后，切削机理发生了根本的变化。其结果是：单位功率的金属切除率提高了30%-40%，切削力降低了30%，刀具的切削寿命提高了70%，留于工件的切削热大幅度降低，切削振动几乎消失；切削加工发生了本质性的飞跃。在常规切削加工中备受困惑的一系列问题亦得到了解决，真可谓是集高效、优质、低耗于一身的先进制造技术，是切削加工新的里程碑。超高速切削技术是未来切削加工的方向，也是时代发展的产物。首先，它仰仗于数控技术、微电子技术、新材料和新颖构件等基础技术的出现。然而，它自身亦存在着有待攻克的一系列特殊的关键技术，归纳起来有以下几方面： 超高速大功率的主运动系统。由于主运动需要具有几万转分甚至十几万转分的转速和几十千瓦的输出功率，并且其结构尺寸限制很严。这是常规措施难以办到的。按国外经验，采用内传动链，那就要涉及到电枢设计，电机冷却、交流调频变速系统、超高速轴承、轴承的特殊润滑、冷却和密封、主轴的调整平衡、可靠的刀具装卸、主轴的状态参数监控等问题。 超高速的进给运动系统。每分钟几十米速度的多维系统，形成轨迹复杂而精确的超高速进给系统，其突出的难点有二处：一是运动惯性要降低到最小的程度；二是数控伺服系统要具有高速而精确的跟踪性能。超高速切削刀具:对于不同材料的工件，应具有相应的刀具材料、刀具参数和特殊的刀体结构。 特殊的支承材料和安全防护体系。为了使机床的固有频率远离切削颤振频率，获得良好的动态响应，国外均采用新颖的非金属大阻尼材料作支承件。由于高速切削飞溅的切屑和碎片具有枪弹般的杀伤力。所以须置以具有防弹效果的防护体系，同时，还要考虑到观察和操作的方便性。 与传统方式相比，高速加工对加工工艺走刀方式有着特殊要求应避免刀具轨迹中走刀方向的突然变化，以避免因局部过切而造成刀具或设备的损坏。 应保持刀具轨迹的平稳，避免突然加速或减速。 下刀或行间过渡部分最好采用斜式下刀或圆弧下刀，避免垂直下刀直接接近工件材料。 行切的端点采用圆弧连接，避免直线连接。 除非情况必须如此，否则仍应避免全力宽切削。残余量加工或清根加工是提高加工效率的重要手段，一般应采用多次加工或采用系列刀具从大到小分次加工，直至达到所需尺寸，避免用小刀一次加工完成。 超高速磨削通常指砂轮速度大于150m/s的磨削。超高速磨削在欧洲、日本和美国等发达国家发展很快，被誉为“现代磨削技术的最高峰”。 超高速磨削可以对硬脆材料实现延性域磨削加工，对高塑性等难磨材料也有良好的磨削表现。与普通磨削相比，超高速磨削1.大幅度提高磨削效率，减少设备使用台数。如采用电镀CBN砂轮以123m/s的高速磨削割草机曲轴，原来需要6个车削和3个磨削工序，现在只需要3个磨削工序，生产时间减少65%，每小时可以加工180件。再如人们以125m/s的速度应用普通砂轮高效磨削淬硬低碳钢42CrMo4，切除率达167mm/mms，比缓进给磨削大11倍。 磨削力小，零件加工精度高。速度360m/s以下的试验表明，在一个较窄的速度范围(180-200 m/s)内，摩擦状态由固态向液态急剧变化，并伴随着磨削力的急剧下降。笔者在单颗磨粒高速磨削45钢和20Cr钢试验中发现，摩擦系数在临界速度以下，随速度的增大而大幅度减少;超过临界速度后，摩擦系随速度的增大而略有增加。 2.降低加工工件表面粗糙度。在其它条件相同时，33m/s,100m/s，和200m/s的速度磨削时，表面粗糙度值分别为Ra2.0,Ra1.4和Ra1.1m。 3.砂轮寿命延长。在金属切除率相同的条件下，砂轮速度由80m/s提高到200m/s，砂轮寿命提高8.5倍。在200m/s的速度磨削时，以2.5倍于80m/s时的磨除率，寿命仍然提高1倍。 超高速磨削的关健技术： 1.超高速主轴 ：提高砂轮线速度主要是提高砂轮主轴的转速，因而，为实现高速切削，砂轮驱动和轴承转速往往要求很高。主轴的高速化要求足够的刚度，回转精度高，热稳定性好，可靠，功耗低，寿命长等。为减少由于切削速度的提高而增加的动态力，要求砂轮主轴及主轴电机系统运行极其精确，且振动极小。 2.高速磨削砂轮应具有好的耐磨性，高的动平衡精度，抗裂性，良好的阻尼特性，高的刚度和良好的导热性等通常由高机械性能的基体和薄层的磨粒组成。砂轮基体应避免残余应力，在运行过程中的伸长应最小。通过计算砂轮切向和法向应力，发现最大应力发生在砂轮基体内径的切线方向，这个应力不应超出砂轮基体材料的强度极限。大部分实用超硬磨料砂轮基体为铝或钢。日本和欧洲也开发了其它材料如CFRP复合材料的CBN砂轮。虽然CFRP弹性系数低，但弹性系数与比重的比率高，可以抑制砂轮在半径方向的延伸。CFRP的另一优点是较低的线性伸长系数。3.进给系统高速加工不但要求机床有很高的主轴转速和功率，而且同时要求机床工作台有很高的进给速度和运动加速度。 4.磨削液及其注入系统 磨削表面质量、工件精度和砂轮的磨损在很大程度上受磨削热的影响。尽管人们开发了液氮冷却、喷气冷却、微量润滑和干切削等，但磨削液仍然是不可能完全被取代的冷却润滑介质。磨削液分为两大类:油基磨削液和水基磨削液(包括乳化液)油基磨削液润滑性优于水基磨削液油基磨削液良好的润滑作用，可以有效的减小切屑、工件、磨粒切削刃和砂轮结合剂之间的摩擦。从而减少磨削热的产生和砂轮的磨损，提高工件表面的完整性。但油基磨削液在工作时会产生油雾，严重污染环境;易引起冒烟、起火、不安全;能源浪费严重。由于水基磨削液冷却效果好，防火性好，对环境的污染问题易于解决等，因此，含有各种表面活性剂、