Выяснением зависимостей, существующих между скоростью резания и подачами процесса шлифования, с одной стороны, и производительностью, износом и чистотой шлифуемой поверхности, с другой стороны, занималось много исследователей. В результате этих работ было установлено, что при работе круга со скоростью до 35 м/сек: а) с увеличением скорости круга удельная производительность возрастает за счет уменьшения износа круга, шероховатость шлифуемой поверхности уменьшается, расход энергии возрастает; б) с увеличением глубины резания удельная производительность уменьшается вследствие возрастания износа круга, шероховатость поверхности увеличивается, расход энергии уменьшается.
Советские исследователи А. М. Карташев, И. П. Кузнецов, Е. Н. Маслов, Г. Б. Лурье, М. С. Наерман, В. А. Шальнов, П. И. Ящерицын, автор и др. изучили эти зависимости для разных процессов шлифования при скоростях резания до 75 м/сек. Анализ результатов исследования и заводского опыта скоростного шлифования позволяет сделать ряд выводов.
Увеличение скорости круга при неизменных прочих параметрах режима шлифования уменьшает шероховатость поверхности, минимум на два разряда, уменьшает износ круга (на 10—20%) и повышает его стойкость, а следовательно, и удельную производительность. При увеличении скорости резания коэффициент трения снижается. Удельный расход энергии, затрачиваемой на шлифование, при этом возрастает, так как число снимаемых стружек увеличивается пропорционально увеличению скорости круга.
Увеличение (на 5—20%) производительности шлифования т. е. съема металла в единицу времени, объясняется тем, что с возрастанием скорости круга величина отжатия системы станок — круг — деталь уменьшается, так как силы резания, возникающие при
скоростном шлифовании, и объем стружки, снимаемой отдельным зерном при той же глубине, меньше, чем при шлифовании, со скоростью до 35 м/сек. Это позволяет повышать скорость детали.
С возрастанием скорости круга при одновременном увеличении скорости детали и неизменной продольной подаче производительность возрастает, причем степень этого роста увеличивается при шлифовании с большей глубиной резания. Износ крута и удельный расход энергии с повышением скорости детали также возрастают, причем особенно сильно с увеличением степени роста скорости детали. Шероховатость поверхности с увеличением скорости детали возрастает, однако в меньшей степени, чем она уменьшается за счет увеличения скорости круга, так что в итоге она уменьшается. При увеличении скорости детали в 2 раза чистота поверхности ухудшается на один разряд, в то время как увеличение скорости круга повышает ее на два разряда. При увеличении скорости детали до 100 м/мин и выше опасность возникновения прижога меньше, чем при увеличении других подач. Возрастание шероховатости поверхности с увеличением скорости детали объясняется следующими факторами. С увеличением скорости круга кинетическая энергия его возрастает, вследствие чего круг и деталь испытывают увеличивающееся действие упругих деформаций. С возрастанием скорости детали сила удара, а вместе с тем и толщина стружки еще более увеличиваются, вследствие чего каждое зерно круга скорее изнашивается и обламывается, увеличивая износ круга и шероховатость поверхности. В этом заключается основное влияние увеличения скорости детали. Поэтому, хотя толщина и длина стружки с увеличением скорости детали растут незначительно, влияние ее на процесс шлифования ощущается значительно.
При увеличении скорости круга и глубины резания при неизменной продольной подаче производительность и износ круга заметно возрастают. Удельная производительность при небольших подачах на глубину растет, а при больших подачах на глубину в связи с резким увеличением износа круга, падает. Шероховатость поверхности и удельный расход с увеличением скорости круга, несмотря на отрицательное воздействие роста подачи на глубину, несколько уменьшаются. С увеличением продольной подачи шероховатость поверхности возрастает.
Увеличение скорости круга вызывает уменьшение степени упрочнения поверхностного слоя шлифуемой детали. Вместе с тем при одновременном увеличении скоростей круга и детали степень упрочнения повышается и даже превосходит получаемую при шлифовании на обычных скоростях. При этом глубина структурных изменений поверхностного слоя при скоростном шлифовании меньше, чем при обычном. Таким образом, при скоростном шлифовании имеют место те же зависимости, что и при шлифовании на обычных скоростях.