高速及超高速外圆磨削方法及设备 技术领域：
本发明涉及机械制造领域，具体涉及一种可实现高速及超高速外圆磨削的方法及根据该方法所设计的设备。背景技术：
高速和超高速磨削是先进制造技术领域内的一项关键技术。随着对零件加工精度与加工效率的要求越来越高，国际上许多发达国家把高速和超高速磨削设备的研究开发列入重点研究领域。高速和超高速磨削较之线速度较低的普通磨削的显著特点在于：当磨削速度超过某临界值后，磨削力和磨削温度显著降低，加工效率和加工质量大幅度提高。由于高速和超高速磨削能极大地提高生产效率和产品质量，降低成本，实现难加工材料的精加工，因而该技术的应用将产生巨大的经济效益和社会效益。同时由于高速和超高速磨削能够将粗精加工融为一体，由毛坯一次加工成成品，使制造业的生产方式、产业结构和组织模式发生深刻变化，其关联效应和辐射能力难以估量。我国目前还不能生产超高速磨床产品。发明内容：
本发明所要解决的技术问题是怎样实现高速和超高速外圆磨削加工，以提高加工效率和加工精度。
本发明的技术问题是由下述技术方案来解决的。其方法特征在于用来进行磨削加工的砂轮架固定于磨床床身上，只完成砂轮的旋转运动，工件通过纵向和横向工作台带动作纵向和横向进给运动。由上述方法而设计的高速和超高速外圆磨削设备包括床身，主轴上装有砂轮的砂轮架，纵向工作台等，其特征在于所述砂轮架固定设置在床身上，砂轮架主轴装于其上，砂轮架主轴轴线与工件安装轴线等高，且与工作台纵向进给方向平行，横向进给方向垂直；在纵向工作台下面，设有一导轨，该导轨上面开设的凸台与纵向工作台下面对应开设的纵向滑槽相配合，导轨下面还开设有横向滑槽，与设于床身上之横向工作台上对应开设的凸台相配合；在工作台上，还分别装有头架和尾架。为保证加工精度，工作台的进给运动采用交流伺服电机驱动，所采用的丝杆为高精度滚珠丝杆，导轨为具有预紧载荷的直线滚动导轨。
本发明通过对目前现有磨削加工方法及设备进行改进，可适应高速和超高速磨削加工的需要，解决我国现有磨削装备从结构上不适应高速及超高速加工需要的行业技术难题，对于提升我国在该领域的整体水平，为开发我国高速和超高速外圆磨床，进而推进我国高速磨床的产业化具有重要实用价值。附图说明：
图1为本发明结构实施例示意图。
图中：
1-砂轮； 2-工件； 3-尾架；
4-纵向工作台； 5-头架； 6-头架电机；
7-砂轮架； 8-砂轮架主轴； 9-横向工作台；
10-导轨； 11-床身； 12-头架主轴。具体实施方式：
目前国内外外圆磨床地总体运动方案由以下几个运动组成：①砂轮的旋转运动；②工件的纵向运动；③砂轮架的横向进给运动；④工件的旋转运动。由于超高速磨削条件下机床必须具有很高的刚性，而超高速运转的砂轮是一个重要的振动源，若其既要做旋转运动，又要做横向进给运动，由于增加了接触面而势必降低砂轮架的刚度，增大砂轮架的振动，降低其运动精度，同时给砂轮的平衡带来极大的困难。因此，砂轮架不宜再进行横向进给运动。目前的外圆磨床结构不适合于进行超高速磨削。
本发明针对上述不足，提出了一种新的可实现高速和超高速外圆磨削加工的技术方案，其特征在于用来进行磨削加工的砂轮架固定于磨床床身上，只完成砂轮的旋转运动，不进行任何方向的进给运动，工件的纵向和横向进给运动均由工作台完成。由于砂轮仅作旋转运动，可有效地保证高速运转时砂轮架的刚性，避免了现有的外圆磨床的砂轮架既要完成砂轮的旋转运动，又要做横向进给运动而导致砂轮架系统整体刚度下降，砂轮运转速度较慢的缺陷，使高速和超高速磨削加工得以实现，机床的加工效率和加工精度大大提高。
本发明根据上述方法设计了一外圆磨削设备。图1展示了该设备结构实施例，如图所示，它包括床身11，砂轮架7，纵向工作台4等，其特征在于砂轮架7固定在床身11上，其内装有与电动机直接相接的砂轮架主轴8，砂轮架主轴8一端装有砂轮1，可在其带动下作高速和超高速旋转。砂轮架7安装时使砂轮架主轴8轴线与纵向工作台4运动方向平行，与横向工作台9运动方向垂直，与工件2旋转轴线等高，以保证砂轮架主轴8轴线高度与砂轮1及待磨工件2大小相匹配。现有外圆磨床工作台只有纵向方向的进给运动，本发明工件2既可以作纵向进给，又可以作横向进给运动，其运动是由纵向工作台4和横向工作台9来实现，如图所示，在纵向工作台4下面，设有一导轨10，该导轨10上面开设的凸台与纵向工作台4下面对应开设的纵向滑槽相配合，可使纵向工作台4沿纵向作滑移；导轨10下面，还开设有横向滑槽，可与设于床身11上之横向工作台9上对应开设的凸台相配合，沿滑槽作横向滑移。这样，通过导轨10与纵向工作台4和横向工作台9的连接便可带动纵向工作台4作纵向或横向的滑移，同时带动安装在纵向工作台4上之工件2作纵向和横向的进给，且其驱动均不采用液压系统，而是采用交流伺服电机驱动，所采用的丝杆为高精度滚珠丝杆，导轨为具有预紧载荷的直线滚动导轨，以充分保证加工精度。在纵向工作台4上，还分别设有用来固定工件位置的头架5和尾架3，头架5上装有头架主轴12，由头架电机6带动作旋转，即可以固定工件，又可以带动工件作旋转。本发明既提高了运动部件如纵向、横向工作台的结合刚度，同时又使其运动非常灵敏，从而使机床结构大为简化。