精密陶瓷球研磨技术的研究

本文以常压烧结氮化硅基陶瓷为球毛坯材料，对精密陶瓷球的研磨加工进行了重点研究，通过系列试验，分析和了陶瓷球加工过程中有关问题，提出了保证精密陶瓷球加工质量的技术措施。     

陶瓷轴承球的加工与监控技术研究

阐述了陶瓷球研磨监测系统的设计构成及特点。通过对HIPSN（Hot-Isostatic Pressed Silicon Nitride)陶瓷球研磨加工试验过程的监控，分析金刚石磨具的磨耗比及单因素研磨参数对陶瓷球加工精度和效率的影响，探讨了如何控制并加工出高精度陶瓷轴承接。     

精密陶瓷球的锥形研磨技术研究

陶瓷轴承主要应用于机械制造、高速交通、核工业、航空航天、电子、化工和建材等领域。为了提高热等静压氮化硅(HIPSN)陶瓷球的研磨效率和精度,降低其研磨成本,本文设计和研制了一种新的陶瓷球研磨方法——锥形研磨法;探讨了该方法下陶瓷球表面研磨迹线的分布规律。经研磨动力学分析认为,在锥形研磨法下,陶瓷球在研磨中作无打滑研磨运动,既要克服“环向打滑”,又要克服“周向打滑”;研磨压力在0．5～15N／球,研磨盘转速在90～1400r／min之间存在最佳的研磨值。通过实验研究了研磨工艺参数与材料去除率、研磨成本和加工效率的关系,得出该方法下合理的研磨参数,运用此法可高效加工出G3、G5级精密HIPSN陶瓷球。     

国外工程陶瓷的精密加工

随着对工程陶瓷的深入研究和逐步获得应用,其精密加工成为需要解决的问题之一。本文简要评述了工程陶瓷的成形加工技术,包括热等静压、注射成形、切削加工及激光加工等。     

陶瓷球研磨加工的新方法

为提高陶瓷球研磨加工效率，在理论分析的基础上，提出了一种新的研磨方法即锥形研磨法，这种方法能保证陶瓷球获得充分的自旋运动，与传统的Ｖ形槽研磨法比具有较高的效率，本文采用两种研磨法进行了陶瓷球研磨的对比试验，据此确定了研磨的陶瓷球的合理工艺参数以及提高效率的具体工艺措施。     

基于遗传算法的工程陶瓷电火花加工技术

工程陶瓷材料硬脆、导电率低,难以获得高效精密的电加工效果.本文针对工程陶瓷电火花加工特点,在分析国内外工程陶瓷电火花加工技术的基础上,提出了基于遗传算法的工程陶瓷电火花加工方法.该方法结合遗传算法、神经网络及模糊控制理论构造了多环式自适应控制系统,在线对加工过程进行断丝预防、加工工艺自适应和加工参数自适应监测与控制,从而为难加工材料实现高效精密的电火花加工提供理论与技术指导.     

工程陶瓷电加工技术及发展

工程陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、高承载力等特点,在加工过程中易产生陶瓷的相变、残余应变、崩边、裂纹等问题,而市场需要价格便宜、加工效率高、高精度、高质量、工艺简单的工程陶瓷加工方式。对工程陶瓷的电加工方法进行了综述,结合国内外发展状况,认为工程陶瓷复合精密微型化技术将成为今后工程陶瓷研究的主要方向,对电加工工程陶瓷有一定的参考意义。     

碳化硅陶瓷增材制造研究取得新进展

碳化硅(SiC)陶瓷结构件在各类新应用场景的需求正在逐渐增多,其中包括核工业领域的大尺寸复杂形状SiC陶瓷核反应堆芯;集成电路制造关键装备光刻机的SiC陶瓷工件台、导轨、反射镜、陶瓷吸盘、手臂等;新能源锂电池生产配套的中高端精密SiC陶瓷结构件;光伏行业生产用扩散炉配套高端精密SiC陶瓷结构件和电子半导体高端芯片生产制程用精密高纯SiC陶瓷结构件。但是由于SiC是Si-C键很强的共价键化合物,硬度仅次于金刚石,具有极高的硬度和显著的脆性,精密加工难度大。     

纳米结构陶瓷涂层精密磨削的材料去除机理及磨削加工技术

随着纳米结构陶瓷涂层的开发和应用，其后续精密加工技术已受到人们的关注。纳米结构陶瓷涂层的高硬度和高耐磨性使其成为难加工材料，采用金刚石磨料磨削加工有可能成为其最主要的加工方法。本文首先讨论了纳米结构陶瓷涂层精密磨削的非弹性变形和脆性去除的材料去除机理，然后对可用来加工纳米结构陶瓷涂层的超精密金刚石砂轮磨削、ELID磨削、延性域磨削、超高速磨削、精细磨削等磨削加工技术进行了分析，分析了它们的材料去除机理和技术特点。在此基础上，本文指出了相关的有待进一步研究的课题。     

陶瓷球高效研磨技术的研究

为提高陶瓷球研磨过程中的加工效率,本文提出了一种采用固着金刚石磨料的高效研磨技术.采用4～8 μm粒径的金刚石微粉作为磨料,以光固化树脂作为结合剂,在300～500 nm波长紫外线照射下,使光固化树脂快速固化,制作固着磨料研磨盘(金刚石浓度100%),以Ф5 mm氮化硅陶瓷球为加工对象,在自行设计的实验台上进行了加工实验.实验结果表明,在保证表面质量的前提下(Ra～40 nm),材料去除率可达100 μm/h,其研磨效率约为相同加工条件下传统游离磨料加工的20倍.对加工后陶瓷球表面的观察发现,氮化硅陶瓷球材料主要是以二体磨损的形式去除的.     

高铁前从板座陶瓷型精密铸造工艺

利用数控加工技术和陶瓷型壳技术来制造高铁前从板座的陶瓷型精密铸造型壳,实现了铸件的快速精密铸造。该工艺铸造的高铁前从板座具有尺寸精度高,表面光洁度好的特点,可满足高铁铸件的质量要求。     

陶瓷喷涂层精密镜面磨削技术的实验研究

在工件表面用喷涂方法形成陶瓷涂层,可以显著改善其性能。但是由于陶瓷喷涂层的硬脆特性,难以进行精密加工。本文引入金属基超硬磨料砂轮在线电解修整（ＥＬＩＤ）技术,对陶瓷喷涂层进行精密镜面磨削的实验研究。结果表明,该技术加工精度高、表面质量好,极具应用前景。     

方形陶瓷零件模具

<正> 由于陶瓷零件具有耐高温、抗潮湿,有良好的电绝缘性能并具有一定的机械强度,还可以磨削加工,因此在电子工业中陶瓷零件的应用占有一定的地位。所以精密陶瓷零件采用模具成形不断地被采用。     

陶瓷CBN砂轮的研究进展

陶瓷CBN砂轮在成形加工和精密加工等领域广泛应用，对其进行研究在提高工件加工质量和加工效率方面具有重要意义。分别从CBN磨粒、改性剂的添加、陶瓷CBN砂轮的制备和磨削性能方面，综述近些年陶瓷CBN砂轮的研究进展，并对其未来发展前景进行展望。在CBN磨粒方面，论述了CBN单晶的合成，介绍了CBN磨粒表面处理和加入强磁场时的处理方式；对于改性剂，分别论述了成孔剂、氧化物、金属物质、纳米材料的添加对陶瓷CBN砂轮性能的改善；在陶瓷CBN砂轮制备方面，介绍了其成形和烧结的方法。此外，还介绍了陶瓷CBN砂轮在钢类材料、镍基合金、钛合金等难加工材料上的磨削加工应用，并提出影响其磨削性能的因素。     

非导电陶瓷特种加工复合磨削技术

概述了国内外非导电陶瓷磨削加工技术的研究进展.对延性域磨削和半延展性磨削、在线电解修整磨削、电化学在线控制修整磨削等精密、超精密磨削加工技术及超声波辅助磨削、激光预热辅助磨削、机械电解电火花复合磨削、电火花磨削等特种加工复合磨削技术的原理、特点进行了分析评述.提出了非导电陶瓷的电火花诱导可控烧蚀磨削加工技术,并介绍了其...     

基于压电陶瓷的微进给工作台及其控制系统的软硬件实现

论文提出并介绍了一种基于压电陶瓷的微进给工作台及其控制系统的软硬件实现方法。它是由压电陶瓷、柔性铰链机构和单片机控制系统所组成的系统。将该系统以一定的方式安装在已有磨削机构上，就可以实现对高精密零件的磨削加工，实验表明，它可以保证机床的最大定位误差小于0．04μm，最大归零误差小于0．04μm。该系统已经用在精密外圆磨床上完成对工件的超精密磨削加工。满足工件最大加工误差小于0．05μm。该系统不仅用在外圆磨床的精密进给上，还可以用在平面磨床和内圆磨床上实现对高精密零件的超精密加工。     

现代陶瓷应用的新领域

<正>近一二十年来,一种具有特殊结构和特殊功能,与传统陶瓷截然不同的新型陶瓷材料正获得越来越广泛的应用。这种新型陶瓷有不同的名称:新陶瓷,精密陶瓷,精细陶瓷,高性能陶瓷,现代陶瓷。尽管叫法有异,但其共同特点是理化性质优异,加工方法精细,成分复杂和价格高昂。与传统陶瓷相比,现代陶瓷的原料纯度,粒度和形态控制更精细;通过采取监测手段确保原料混合与添加工艺的均一性,未成型产品的维护更加精心,保持产品均一完整;烧结过程的控制严格,避免了孔隙和缺陷。     

气中连续放电辅助加工中的控制系统设计

以压电陶瓷微位移驱动原理为基础，对精密驱动技术在气中连续放电辅助加工控制系统中的应用进行了研究。设计了一个包括单片机、压电陶瓷驱动电源、信号检测及处理电路组成的气中连续放电辅助加工控制系统。该系统能根据加工时两电极间电压的变化自动寻找最佳放电间隙，并维持辅助加工中的连续放电,可应用于一些高硬度、难切削材料的辅助加工领域。     

叶轮发泡模具电火花加工电极的快速精密铸造

利用快速成型技术和复合陶瓷型壳技术制备叶轮发泡模具电火花加工电极的精密铸造型壳,实现了电极的快速精密铸造。实践表明,使用该工艺铸造的电极具有尺寸精度高、表面光洁度好的特点,可满足模具电火花加工的使用要求。     

陶瓷球高效超光滑磁流变柔性抛光新工艺研究

目的为实现陶瓷球表面的高效超光滑抛光,提出一种集群磁流变抛光陶瓷球的新工艺。方法在传统V型槽抛光陶瓷球的基础上增加集群磁极和上盘旋转动力,配制适当的磁流变抛光液,通过在上下抛光盘的集群磁极,形成磁流变抛光垫包覆陶瓷球,进行研磨抛光加工。然后,基于陶瓷球工件几何运动学和动力学分析得到球体各运动参数的影响关系,利用机械系统分析软件ADAMS对成球过程进行动态仿真,可以看出该抛光方法能够主动控制球体的运动,实现球面抛光轨迹的快速均匀全包络。最后,根据仿真结果,通过调整上下抛光盘的转速比、偏心距和加工间隙等参数,控制陶瓷球的自转角,实现球面的快速高效超光滑抛光。结果用自行设计的陶瓷球集群磁流变抛光实验装置,对氮化硅陶瓷球进行抛光2.5 h,表面粗糙度Ra从60 nm左右下降到10 nm左右,球形误差为0.13μm,达到了陶瓷球轴承氮化硅球的国家标准(G5水平)。结论集群磁流变抛光方式可以实现球面抛光轨迹的快速均匀全包络,实现陶瓷球表面的高效超光滑抛光,值得进一步深入探讨研究。