高速重负荷磨钢坯砂轮的研制

研制的80m/S高速重负荷磨钢坯砂轮具有强度高,安全可靠,磨削效果好等特点。其磨削效率和磨削比分别为60m/s中速中负荷砂轮的2倍和7倍以上,大大提高了钢坯修磨的质量和产量,并能减轻工人劳动强度,改善劳动条件和环境污染,有利于钢屑回收。     

80m/s高速400kgf负荷钢坯修磨的试验研究

本文介绍了修磨压力400kgf、砂轮周速80m/s条件下,工艺参数及砂轮磨损对修磨过程影响的试验结果,并进行了理论分析和讨论,认为采用重负荷修磨必须选用性能适当的砂轮,高速还必须适当提高修磨压力,才能获得好的修磨效果。     

60m/s陶瓷碳化硅砂轮及其磨削性能试验

文中介绍用该厂研制的82陶瓷结合剂制造的TL60ZR_2A P400×40×127砂轮,破裂速度达120m/s,可用于60m/s磨削。     

国外高速磨削研究动态

随着CBN在砂轮制造中的应用,由一种结实的基体材料和最大厚度为10mm的CBN磨料层制成的砂轮,可将速度提高到250m/s。但是它们当时的速度极限并不是由其经济标准所决定的。磨床的心轴驱动系统、保护装置,以及砂轮的断裂强度都提高了其极限。Krug先生预言六十四年后的今天,电镀结合剂CBN砂轮的磨削速度为200～250m/s,可以看作是     

磨粒有序多孔立方氮化硼砂轮高效磨削高温合金烧伤研究

针对高温合金高效磨削过程中存在磨削烧伤问题,基于氧化铝空心球造孔与高温钎焊技术,研制了多层磨粒有序排布的多孔立方氮化硼(Cubic Boron Nitride,简称CBN)砂轮,开展了高效磨削GH4169镍基高温合金试验研究,分析了缓进给磨削中工件表面突发性烧伤特征,并提出采用添加石墨导流块来抑制工件烧伤策略。研究结果表明:添加石墨块导流后,缓进深切磨削砂轮最大材料去除率可提高3倍以上。当切深为0.2mm时,高速磨削时砂轮最大材料去除率可达20mm3/(mm·s)。当材料去除率为2mm3/(mm·s)时,随着磨削速度增大,磨削温度先下降后上升,当vs=80m/s时磨削温度最低。越过临界速度100m/s,磨削温度则呈下降趋势。     

探讨烧成温度制度对陶瓷结合剂高速砂轮强度的影响

提高高速砂轮的强度是保证磨削过程安全性的重要因素之一。本文通过试验,分析了不同窑类、不同烧成温度曲线对不同规格高速砂轮强度的影响。不同的窑类、不同的烧成曲线对Ф400mm砂轮的破裂速度影响较小,但对于Ф600mm的大砂轮,影响就很大。通过采用缓慢的升温速度、增加驻点保温时间、适当延长最高烧成温度时的保温时间等方法,改进烧成曲线后烧制的Ф600mm砂轮的破裂速度得到了很大提高,其平均破裂速度达到108m／s,是使用速度的1．8倍。     

外圆磨削力测试方法及高速磨削特性研究

在砂轮线速度为30～120m/s的磨削条件下,基于陶瓷CBN砂轮,对40Cr进行了高速外圆磨削工艺实验。通过采集磨削力的实验数据,考察了砂轮线速度、工件转速、切深对磨削力的作用机制,以及比磨削能随比磨除率的变化规律,揭示了提高砂轮线速度、工件线速度可以有效地提高材料的去除能力或改善磨削工件的表面质量等高速磨削特性。     

陶瓷零件精密成形磨削新工艺研究

本研究开发采用金刚石磨料砂轮精密成形磨削陶瓷材料新工艺,实现采用金刚石磨料砂轮精密(微米级)成形磨削复杂形状陶瓷零件.文章介绍了磨削工艺中采用的提高成形磨削砂轮工作形面精度保持性、金刚石磨料砂轮的高效精密成形修整、砂轮修锐等关键技术.采用的砂轮是1A1 305×20×127×10 MBD 150 B 100,其特别之处是采用了新型树脂结合剂,具有良好的高温强度性能,磨削速度为40 m/s,新的砂轮修正方法将金刚石砂轮修整过程分为修形、修磨和修锐几个阶段.采用切入式成形磨削,磨削余量约1 mm,磨削得到的陶瓷零件形面圆弧精度可达到:0.005 mm,齿距误差:0.0025 mm;此外还进行了磨削陶瓷轴承环试验,磨削后获得的陶瓷零件圆弧精度达0.005 mm,沟道形位精度:0.003 mm,尺寸分散度在微米级.采用本方法可以成形磨削几乎任意形面的陶瓷或其他适合金刚石磨料砂轮加工的材料零件.     

弹性磨具磨抛SKD-11钢工艺参数优化研究

在超精磨抛加工中,主要通过材料的微量去除来达到表面光洁的目的。为提高弹性磨抛SKD-11的表面加工效率和磨抛效果,获得弹性磨具磨抛SKD-11钢工件曲面最佳工艺参数组合,首先采用尺寸为?18×55mm的钢试样进行柔性磨抛单因素优选法与正交实验深入分析磨具直径、磨抛深度等磨抛过程参量对表面质量的影响,并利用Fluent模拟切削区流场,通过使用高速射流进一步提高表面质量。实验结果表明:当球头磨具直径为D=50mm,磨抛深度t=0.3mm,进给速度V=10mm/min,射流速度v=19m/s时,试样表面粗糙度Ra为0.056μm,有效的提高了SKD-11钢材表面质量,为SKD-11钢零件的光整加工提供了重要的理论依据。     

一种新型磨胶辊砂轮制造技术

在专利ZL201510030023.1《一种新型磨胶辊砂轮及其制备方法》的基础上,对新型磨胶辊砂轮中的气孔作用机理进行理论探讨。新型磨胶辊砂轮与传统的磨胶辊砂轮相比,不易发生气孔堵塞问题,具有良好的工件加工能力,在磨削工件时不会产生振纹和划伤痕迹,有利于提升工件的加工品质、提高劳动效率。通过试验样品磨削应用反馈:该新型磨胶辊砂轮气孔率达到70%~80%,比一般大气孔碳化硅砂轮高16%以上;回转破裂速度达到120 m/s,比一般大气孔碳化硅砂轮强度提高20%以上;磨削后工件表面光洁度有所提高,修复周期延长2个月以上。并且,通过针对性地选择刚玉空心球粒度,能够制造出具有设计的性能的砂轮,能有效地避免传统磨胶辊多孔磨具的一些问题,比如大气孔碳化硅砂轮常见的烧成黑心、使用强度偏低、成孔剂不环保等问题,同时该新型磨胶辊砂轮的生产工艺性能稳定可靠,易于推广应用。      

Grinding characteristics in high speed grinding of engineering ceramics with brazed diamond wheels

An investigation was undertaken to explore the grinding characteristics and removal mechanisms in high speed grinding of three engineering ceramics—alumina, silicon nitride, and zirconia—by using brazed diamond wheels of two different grit sizes. The grinding forces and surface roughness were measured and the morphological features of ground workpiece surfaces were examined. The results indicate that material removal mechanisms are different for the three ceramics at high grinding speeds. For alumina, the removal is dominated by brittle fracture. For silicon nitride and zirconia, the ductile removal prevails in the grinding. For each of the three ceramics, grinding power per unit width is found to be nearly proportional to the rate of plowed surface area generated per unit time per unit width, indicating that the grinding energy expended is mainly associated with sliding and plowing.     

精密磨削Invar36合金时的磨料选择

本文对白刚玉、铬刚玉和绿色碳化硅三种磨料砂轮磨削Invar36合金时的磨削力、磨削温度、表面粗糙度和磨削比进行了对比分析。结果表明：白刚玉砂轮对Invar36合金的磨削比最高,磨削表面粗糙度较好,但是磨削温度和磨削力也比较高,适用于Invar36合金的粗磨;铬刚玉砂轮磨削时的磨削力最小,磨削温度最低,但是磨削比也比较低,因此适用于易变形零件的精密磨削。     

刚玉砂轮缓进深切磨削K444镍基高温合金研究

为评价K444高温合金的磨削加工性能,采用棕刚玉砂轮和白刚玉砂轮进行磨削试验,对比分析其磨削力、磨削比能、磨削工件的表面形貌和表面粗糙度以及砂轮磨损。结果表明:相比于白刚玉砂轮,棕刚玉砂轮的磨削力更小,磨削后工件表面粗糙度低,其表面粗糙度R_a在0.206～0.455 μm,更易获得光滑的磨削表面。对表面粗糙度的敏感度分析发现:2种刚玉砂轮对切深a_p最敏感,其次是工件进给速度v_w,对砂轮线速度v_s敏感度最小;棕刚玉砂轮磨削K444高温合金的砂轮磨损程度更低,当材料去除率R_MRR处于0.3～1.0 mm3/(mm·s)时,2种砂轮的磨损比在1.36～1.40。      

An experimental investigation of rotary diamond truing and dressing of vitreous bond wheels for ceramic grinding

Experiments of rotary diamond truing and dressing of vitreous bond grinding wheels were conducted to investigate the effects of feed, speed ratio, and overlap ratio on cylindrical grinding of zirconia. The applications of ceramic engine components with complex and precise form and the lack of technology for precision truing of diamond grinding wheels have driven the need to study the use of vitreous bond CBN and SiC wheels for form grinding of ceramics. Truing and grinding forces and the roundness and surface finish of ground zirconia parts were measured. By varying truing process parameters, a wide range of surface finish and roundness could be achieved. Experimental results showed that wheels trued at speed ratio below −1.0 could grind parts with fine surface finish and good roundness. The analysis of truing and grinding results showed the trend of increasing grinding force at higher specific truing energy and better surface finish at higher grinding force. The lack of speed control of the direct–drive, variable–speed truing spindle was observed and its effect on the reverse of direction of truing force at positive speed ratios was studied.     

刃-孔协同分布钎焊金刚石微结构端面磨头加工氧化铝陶瓷性能的研究

由于高温钎焊金刚石的石墨化以及钎焊工艺等问题的限制，细粒度钎焊金刚石砂轮的制造还存在一定难度。提出一种刃-孔协同分布的钎焊金刚石微结构端面磨头，在粗粒度钎焊金刚石磨头上用脉冲激光刻蚀制备了不同的微结构，研究此钎焊金刚石端面磨头加工氧化铝陶瓷的磨削性能，对比不同微结构下的磨削力、被加工材料的表面质量以及金刚石磨粒的磨损特征。研究表明:与普通钎焊金刚石磨头相比，激光刻蚀的钎焊金刚石微刃磨头的磨削力和表面粗糙度分别降低了37%～51%和18%～25%，其中刃/孔数量比为1∶1的钎焊金刚石磨头的磨削力和表面粗糙度最低。      

微结构砂轮对不同陶瓷的磨削性能

基于阵列微孔的微结构砂轮和普通砂轮对氧化铝、氮化铝、氧化锆及氮化硅陶瓷材料的不同磨削性能,对比研究不同砂轮和不同陶瓷材料的磨削力、比磨削能、表面粗糙度及表面崩边特征。结果表明:相比普通砂轮,微结构砂轮提高了氧化铝、氮化铝及氧化锆陶瓷的磨削力和比磨削能,降低了表面粗糙度,而对氮化硅陶瓷的磨削力及表面粗糙度影响不明显;相比其他陶瓷,氮化硅陶瓷具有较高的磨削力和比磨削能。从磨削加工表面特征上看,氧化铝、氮化铝陶瓷以脆性去除方式为主,氧化锆以塑性去除为主,而氮化硅则兼具塑性和脆性去除特征;微结构砂轮加工表面崩边尺寸大于普通砂轮的崩边尺寸,氧化铝和氮化铝陶瓷的表面崩边尺寸明显大于氧化锆和氮化硅陶瓷的。      

微晶刚玉砂轮磨削钛合金TC17磨削力研究

针对航空发动机常用材料钛合金TC17,采用白刚玉砂轮与微晶刚玉砂轮开展磨削试验,研究微晶刚玉砂轮对工件表面质量和磨削力大小的影响规律。试验结果表明:微晶刚玉砂轮磨削后工件表面质量更好,表面粗糙度值降低0.14 μm,磨削力降低10%左右。针对微晶刚玉砂轮进行磨削参数对磨削力影响规律的单因素试验,从磨削力角度分析微晶刚玉砂轮磨削钛合金的合理工艺参数。综合磨削力与加工效率因素,确定磨削钛合金TC17的合理参数为:砂轮线速度v_s=27 m/s、磨削深度a_p=0.01 mm、工件进给速度v_w=12 m/min;对磨削力试验数据进行多元线性回归分析,建立了法向磨削力和切向磨削力的回归模型。      

陶瓷结合剂CBN砂轮对GCrl5轴承钢锭子的磨削研究

本文通过用棕刚玉与CBN磨具分别对GCr15轴承钢进行磨削试验，对磨削过程中的参数：温度、磨削力、磨具工作状况以及工件表面质量进行对比，发现CBN磨具可避免棕刚玉磨具因组成所导致的工作环境污染，并使工件的表面磨削质量明显改善，生产效率也提高20倍以上，具有很高的推广价值。     

Ultra precision grinding of spherical convex surfaces on combination brittle materials using resin and metal bond cup wheels

This paper reports on a parametric investigation on ultra precision grinding of combination materials of zirconia and silica. Rotational grinding was adopted for the generation of spherical convex surfaces using metal and resin bonded cup wheels. The wheels have grit sizes ranging from 4 to 20 μm. A simplified geometrical model was used to analyse the effects of wheel wear on ground dimensional accuracy. Besides, a new truing and dressing technique of the cup wheel using loose abrasives was introduced. This new truing and dressing technique enables the precision profile truing of cup wheels. With the well prepared cup wheel, high form accuracy (average PV 0.25 μm) with mirror/near-mirror surface finish for silica and zirconia was achieved.     

微晶刚玉砂轮缓进给磨削镍基高温合金GH4169及花键研究

镍基高温合金GH4169作为一种典型的难加工材料,已被广泛应用于航空发动机各类零部件。微晶刚玉砂轮以其优异的自锐性正被逐渐用于磨削加工航空材料。为优选加工高温合金涡轮轴花键的砂轮,使用SG、5SG和TG三种磨料的微晶刚玉砂轮开展高温合金缓进给磨削试验,研究磨料种类对磨削力、磨削温度和表面粗糙度的影响规律。研究结果表明:缓进给磨削高温合金GH4169时,5SG磨料微晶刚玉砂轮的磨削力和温度最小,TG磨料砂轮次之,SG磨料砂轮最大。三种磨料砂轮磨削后的工件表面粗糙度值R_a均在0.3 μm以下。最后,选用5SG磨料微晶刚玉砂轮加工高温合金花键样件,各项检测结果均能满足指标要求。