单层CBN砂轮内喷固体润滑剂的磨削试验研究

本文采用冷却介质内喷固体润滑剂的方法,选取固体润滑剂(石墨)代替冷却液,实现绿色磨削加工。设计并制作了内喷固体润滑剂的试验装置冷却介质输送系统,选用石墨作为试验用固体润滑剂且组装了润滑剂供粉系统,并对其性能及流动性进行初步分析和调试,从而实现后期试验的最佳调配,完成可控润滑剂内喷单层CBN砂轮磨削钛合金的试验。结果表明,固体润滑剂内喷砂轮能够降低磨削工件表面温度。     

石墨粉末内喷润滑砂轮研制及其实验研究

提出了一种石墨固体润滑剂粉末内喷润滑的砂轮,其主要由砂轮轴、砂轮底盘、基体和叶片叶轮等组成。设计并制作出了单层电镀固体粉末内喷润滑砂轮,采用自制的恒力夹具装置进行了磨削实验研究,采用三维体视显微镜观察了砂轮磨粒的表面形貌,分析了砂轮线速度与工件表面粗糙度的关系。研究结果表明,石墨粉末内喷润滑砂轮在一定转速条件下能形成磨削润滑涂层,改善磨削工件的表面质量。     

叶轮驱动式自润滑单层CBN砂轮

针对钛合金绿色磨削加工的需求,提出了一种润滑介质由砂轮自身内部喷出的磨削加工技术,制备出一种内部叶轮驱动喷出润滑介质的自润滑单层立方氮化硼(CBN)砂轮,同时制作了输送润滑介质的控制系统,开展了基于该砂轮的钛合金磨削实验,对磨削前后砂轮表面显微形貌进行了对比,分析了冷却介质在磨削加工过程中的效果。研究结果表明:在采用砂轮表面喷出润滑介质的冷却机制下,通过定量输送冷却介质,可以有效提高冷却效果,减少环境污染,实现绿色磨削加工。     

基于 DEFORM－3D 的固体润滑涂层对磨削温度场的影响仿真研究

针对磨削过程中产生的大量磨削热容易导致磨削灼伤的问题,进行了固体润滑涂层对磨削温度场影响的仿真研究。基于DEFORM－3D有限元仿真软件,模拟了电镀CBN砂轮高速磨削TC4钛合金的过程,比较了电镀CBN砂轮在有无固体润滑软涂层的条件下高速磨削TC4钛合金时温度场的变化规律。研究结果表明,固体润滑涂层应用于高速磨削中,可有效降低磨削温度,避免磨削灼伤。     

微孔砂轮射流冲击内外冷却技术在钛合金磨削中的应用研究

论述了钛合金材料理化特性和导致磨削加工困难的原因;阐述了冷却液在磨削中的基本作用;描述了微孔砂轮射流冲击内外冷却机理;给出了微孔砂轮射流冲击内外冷却磨削钛合金零件表面质量和砂轮表面形貌电子扫描分析报告;指出微孔砂轮射流冲击内外冷却新工艺最大限度地发挥了冷却液的冷却、润滑和冲淋作用,有效地解决了磨削钛合金零件表面产生拉伤、烧伤和砂轮表面粘结等工艺难题.     

微孔砂轮射流冲击内外冷却技术在钛合金磨削中的应用研究

论述了钛合金材料理化特性和导致磨削加工困难的原因;阐述了冷却液在磨削中的基本作用;描述了微孔砂轮射流冲击内外冷却机理;给出了微孔砂轮射流冲击内外冷却磨削钛合金零件表面质量和砂轮表面形貌电子扫描分析报告;指出微孔砂轮射流冲击内外冷却新工艺最大限度地发挥了冷却液的冷却、润滑和冲淋作用,有效地解决了磨削钛合金零件表面产生拉伤、烧伤和夥轮表面粘结等工艺难题.     

有机粘结固体润滑剂涂层砂轮磨削性能研究

采用有机粘结固体润滑剂（六方氮化硼和石墨）制备的涂层砂轮对钛合金进行了干磨削试验,研究了有机粘结固体润滑剂涂层砂轮在不同磨削工艺参数下对钛合金的磨削温度和工件表面质量的影响规律。试验结果表明,所制备的有机粘结固体润滑剂涂层砂轮干磨削钛合金工件时,磨削温度比无润滑剂涂层砂轮干磨削钛合金时下降11%~40%,工件表层显微组织未见明显变化。     

耐热合金和钛合金的磨削试验研究

本文分析了难加工材料耐热合金GH901和钛合金TG-4的可磨性。以砂轮耐用度期间金属切除总量Q、金属切除率Z＇和磨削比G为评定指标,进行了这类难加工材料与普通材料(45钢、合金钢40CrNiMn)的磨削对比试验。文中认为这类材料难磨的主要原因在于磨削时砂轮表面上形成了粘附性堵塞,这类堵塞使砂轮很快就丧失了切削能力而无法进行继续磨削。文中分析了各种润滑冷却液,砂轮特性(磨料、粒度、硬度、结合剂、组织)和磨削用量的磨削试验结果,分析表明应用润滑性能良好的润滑冷却液(如硫化切削油)能减少粘附性堵塞的产生,改善磨削效果,使磨削比和金属切除总量提高数倍,但工件平均温升较大。文中也表明磨削耐热合金GH901时,若应用超软大气孔砂轮和合适的磨削用量也可使金属切除总量提高数倍。对钛合金TG-4则应采用碳化硅砂轮,并在较低的砂轮线速度下进行磨削。     

单层钎焊CBN成型砂轮磨削钛合金的温度研究

钛合金因其具备的特殊性能而使其在航空航天领域得到了广泛的应用,但是钛合金的高效加工一直是当前研究的难点。设计一种单层钎焊CBN成型砂轮,用于TC4钛合金材料的直槽磨削加工。通过开展一系列不同磨削条件下的温度试验,研究所设计的砂轮磨削TC4钛合金材料的磨削性能。     

钛合金轴零件的磨削加工

针对钛合金轴零件的磨削精度要求,从磨削加工参数、砂轮以及磨削液的选择等各个方面分析了钛合金轴类零件的磨削加工工艺,提高了钛合金轴类零件的一次交检合格率,从而可控制好零件的产品质量。     

形貌重构砂轮磨削试验研究

设计了一种金刚石纤维切削装置，用其对白刚玉砂轮进行断续飞切来加工出断续微沟槽，从而实现砂轮的表面形貌重构。采用原始砂轮及形貌重构砂轮分别进行GCr15淬硬轴承钢的常温干式、浇注式磨削的对比试验研究，探讨了形貌重构砂轮的磨削性能。试验结果表明：相较于原始砂轮，在相同的试验条件下形貌重构砂轮在磨削时其磨削力和磨削温度均可以显著降低。通过常温干式、浇注式润滑条件下的磨削对比试验验证了形貌重构砂轮可以更有效地将磨削液带入磨削区进行润滑冷却。     

低温冷风纳米粒子微量润滑磨削轴承钢试验研究

低温纳米粒子微量润滑（Nano-CMQL）是将低温冷风技术与纳米粒子润滑油两者有效结合起来的一种高效绿色新型磨削加工润滑方法。采用60目陶瓷结合剂的氧化铝砂轮对GCr15淬硬轴承钢进行磨削试验,比较了常温干式、浇注式、低温冷风微量润滑(CMQL)以及Nano-CMQL四种工况在不同磨削参数下的法向磨削力、比磨削能、磨削温度、工件表面轮廓及粗糙度,结果表明,在基础磨削液中加入粒径为40 nm的MoS2固体颗粒制备出的Nano-CMQL磨削液能够有效地减小磨削加工过程中的法向磨削力并降低磨削温度,尤其在高速、大磨深的磨削参数下,其磨削加工性能更加优良。     

免修整柔性金刚石砂轮的磨削性能研究

针对现有超大规模集成电路基板加工中存在的效率低问题,提出一种免除砂带张紧装置,消除砂带横向振动影响,达到柔性砂轮磨削效果的新型砂轮,新型砂结合了砂带磨削加工效率高,发热低的优点及砂轮磨削精度高和设备简单的条件,解决了集成电路基板高效磨削的问题,通过和树脂砂轮的对比实验表明,柔性砂轮对石英基板上仍良好的磨削性能。     

基于Reynolds 方程的磨削流体动压特性的研究

由于旋转砂轮与工件表面之间存在楔形间隙,当磨削液进入楔形区域后,就会产生磨削流体动压力。以流体动压润滑理论的Reynolds方程为依据,推导出描述平面磨削时磨削流体动压力方程。采用VB和MATLAB混合编程开发出磨削时磨削流体动压力场的计算软件GRWHP。该仿真软件可用于计算磨削流体动压力的分布及磨削流体动压力对砂轮的法向作用力,且仿真结果与实验结果相符。仿真结果表明:最大磨削流体动压力产生于最小间隙附近,且位于磨削引入区内;最大磨削流体动压力随着砂轮转速的提高而增大,随着最小间隙的减小而增大。     

Application of Nanofluids in Minimum Quantity Lubrication Grinding

This research investigated the wheel wear and tribological characteristics in wet, dry, and minimum quantity lubrication (MQL) grinding of cast iron. Water-based Al₂O₃ and diamond nanofluids were applied in the MQL grinding process and the grinding results were compared with those of pure water. During the nanofluid MQL grinding, a dense and hard slurry layer was formed on the wheel surface and could benefit the grinding performance. Experimental results showed that G-ratio, defined as the volume of material removed per unit volume of grinding wheel wear, could be improved with high-concentration nanofluids. Nanofluids showed the benefits of reducing grinding forces, improving surface roughness, and preventing workpiece burning. Compared to dry grinding, MQL grinding could significantly reduce the grinding temperature.     

磨削加工时磨削液的流体动压效应

根据流体动压润滑理论,分析了平面砂轮磨削液的流体动压效应,并考虑砂轮渗透度的影响,推得了有限宽线接触条件下磨削液三维流动的Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程,用数值分析方法,得出了砂轮磨削区内磨削液动压力的分布曲线和液膜举起力。然后进一步分析讨论了砂轮渗透度、砂轮与工件间的相对速度及相对间隙对液膜举起力的影响。数值计算结果与实测数据基本吻合。     

圆锥滚子轴承内圈挡边磨床研制

介绍了圆锥滚子轴承内圈直线形挡边磨床的磨削原理、结构特点、主要技术参数、砂轮直径的选择、机床磨削精度和实际使用情况。     

纳米流体微量润滑磨削硬质合金温度场模型与实验验证

温度过高是目前磨削加工硬质合金的技术瓶颈。相比传统的干磨削工况,纳米流体微量润滑(NMQL)的冷却润滑方式是解决磨削热损伤的有效措施。为了验证纳米流体微量润滑工况下磨削硬质合金的可行性,建立了硬质合金的传热模型,并在此基础上对硬质合金的磨削温度场进行了数值仿真研究。对硬质合金(YG8)进行了不同工况下的表面磨削试验。结果表明,以干磨削工况下的磨削温度(227.2℃),微量润滑(MQL)工况和纳米流体微量润滑工况下磨削区温度分别降低了20.42%和39.48%。数值仿真温度与实验测量温度的误差为6.3%。从宏观参数(比磨削力、磨削温度)和微观参数(砂轮表面形貌)出发,研究了不同工况对砂轮磨损的影响。实验结果,进一步证明纳米流体微量润滑适用于硬质合金的磨削加工。     

流道出口位置对加压内冷却砂轮磨削性能的影响

鉴于开槽砂轮内流道出口位置影响磨削液的冷却润滑效果，设计制备了磨料环可周向旋转的加压内冷却开槽砂轮，使内流道出口位于砂轮磨料区或开槽区。建立了磨削弧区温度场仿真模型，模拟结果表明流道出口置于开槽区时换热效果更好。在相同加工参数下进行了磨削对比试验，结果表明：相比位于磨料区，流道出口位于开槽区时获得的磨削温度、表面粗糙度分别下降了16%和15%，工件表面更光滑规整，残余拉应力效应显著降低。     

基于砂轮径向振动主动控制的ELID内圆磨削

在线电解修整(ELID)磨削过程中砂轮表面会生成一层具有一定厚度的氧化膜,其刚度远小于工件及砂轮结合剂的刚度,可以有效衰减磨削过程中的振动。将ELID技术应用到无心内圆磨削中,通过调节电解参数来改变氧化膜的状态,进而对砂轮径向振动进行控制。通过试验研究了电解参数的改变对砂轮径向振动的影响规律,并基于此规律设计了控制器,对磨削过程中的砂轮径向振动进行了主动控制磨削试验。试验结果表明,该控制器可以将磨削过程中的砂轮径向振动控制在设定值附近,维持ELID磨削的稳定。在实际的ELID内圆磨削中,可以先将砂轮径向振动控制在较高值,以实现较大的材料去除率;一段时间后再将砂轮径向振动控制在较低值,以提高工件表面质量。