两种砂轮磨削S136钢的实验研究

采用氧化铝砂轮和cBN砂轮对S136模具钢进行磨削实验,研究两种砂轮磨削S136钢过程中磨削力与磨削温度随磨削参数的变化规律,以及磨削力、磨削温度与磨削表面硬度、表面烧伤、表面粗糙度等的关系。实验结果表明:在相同的磨削参数下,氧化铝砂轮的磨削力比cBN砂轮的磨削力大10～30 N;氧化铝砂轮的磨削温度远远高于cBN砂轮的磨削温度,并且随着切深的增加,两种砂轮的温度差值增大;当磨削温度达到一定值时,工件的磨削表面出现烧伤,工件表面粗糙度急剧增加,工件表面硬度显著降低。     

SiCp/Al复合材料端磨磨削力模型构建与试验研究

针对SiCp/Al逐层磨削两相三维重构需要精密高效端磨的问题，基于单颗磨粒磨削SiCp/Al的磨削力，在考虑切屑变形力、摩擦力、SiC颗粒断裂破碎力的基础上，建立SiCp/Al的端磨磨削力解析模型，结合试验研究切削速度、工件进给速度和轴向磨削深度等参数对加工表面粗糙度的影响规律，并探讨SiCp/Al金相表面快速磨削的加工工艺。结果表明：构建的端磨磨削力解析模型与试验的法向磨削力Fn的总体平均误差为12.98%，切向磨削力Ft的总体平均误差为3.49%；表面粗糙度随切削速度增大而减小，随进给速度和轴向磨削深度的增大而增大；用磨料颗粒基本尺寸为13.0μm的磨具，经过6次磨抛获得良好金相表面，所需磨削加工时间为600 s，可实现SiCp/Al金相表面的快速磨削。     

不同CBN砂轮高速加工PTMCs的磨削性能对比

为分析CBN砂轮高速磨削颗粒增强钛基复合材料(particulate reinforced titanium matrix composites，PTMCs)的磨削性能，采用3种CBN砂轮开展PTMCs的高速磨削试验，对比研究其磨削力、温度、表面粗糙度及表面形貌。结果表明:相对陶瓷砂轮，钎焊砂轮的法向磨削力减小16.2%～40.4%、切向力减小25.2%～44.4%，磨削温度降低了26.0%～74.3%；相对电镀砂轮，钎焊砂轮的法向磨削力减小7.1%～31.1%、切向力减小23.3%～31.1%，磨削温度降低了14.5%～58.9%；钎焊砂轮在加工中表现出了最低的磨削力和温度，获得了最低的表面粗糙度和最好的表面质量，表面粗糙度可以达到0.60～0.77 μm。因此，在高速磨削PTMCs时，钎焊砂轮更具优势。      

高速平磨氧化锆磨削力与表面质量的研究

通过对氧化锆陶瓷开展磨削试验,探究磨削力对表面质量的影响。分析测量数据、观察表面形貌,得到工艺参数对磨削力的影响规律以及磨削力对粗糙度的影响。结果表明：法向、切向磨削力随进给速度和磨削深度的增加而增加,随砂轮转速的增加而减小;当磨削力变大时,粗糙度也随之增大,去除方式由塑性去除向以凹坑、断裂为主要特征的脆性去除发生转变;当磨削深度超过25 μm时,材料表面易出现切屑粘连现象,磨削力在15~40 N之间,材料的表面质量较好。     

颗粒增强钛基复合材料车削试验研究

为研究切削参数对颗粒增强钛基复合材料已加工表面粗糙度的影响规律，通过对切削力和切削温度开展试验研究，探究钛基复合材料的切削加工性。结果表明:在车削钛基复合材料时，随切削速度提高，切削力先增大后减小；切削温度随切削速度的升高而升高，且在较高速度范围内温度升高放缓；切削力随着颗粒含量的升高明显增大，但切削温度有所降低；切削参数在v=80～100 m/min，a_p=0.30～0.60 mm，f=0.06～0.10 mm/r范围内，已加工表面粗糙度R_a可在0.5 μm以下。      

磨削速度和压力对单晶硅去除特性的影响

为研究单晶硅磨削损伤,使用金刚石磨块在不同磨削速度和压力下对单晶硅表面进行高速划擦试验,金刚石的粒度尺寸为38~45 μm。通过测量硅片表面粗糙度、亚表面损伤深度和材料去除率,研究磨块的磨削速度和压力对材料去除特性的影响规律。结果表明:相同压力时,材料去除率随磨削速度增加呈先增大后减小的趋势,亚表面损伤深度逐渐变小;随法向压力增大,亚表面损伤深度变化不明显;在5N压力下,表面粗糙度值R_a变化明显,由6.4 μm减小到3.2 μm;而10 N压力下,R_a无明显变化。      

5G覆铜板叠层复合材料高效切磨工艺试验研究

为解决5G覆铜板叠层复合材料板材现有的冲压剪切工艺毛刺飞边严重的问题,提出采用烧结金刚石开槽薄片砂轮切磨工艺替代剪切工艺的方法,在分析设计开槽砂轮结构参数的基础上,研制相应的烧结金刚石开槽薄片砂轮,试验研究不同工艺参数对切磨过程上下表面覆铜层加工毛刺的影响规律和磨削区温度的变化规律。试验结果表明:单位Z向磨削力随磨削速度的增大而增大,随进给速度的增大而减小,随砂轮切入角度的增大先增大后减小;且毛刺飞边高度的变化趋势与单位Z向磨削力的变化趋势相反。磨削温度随磨削速度和进给速度的增大而升高,随砂轮切入角度的增大先升高后降低。切磨5G覆铜板的最优参数组合是磨削速度为34.56 m/s,进给速度为1 200 mm/min,砂轮切入角度为22.0°,在此参数下加工既能保证毛刺飞边高度小于300 μm,又能兼顾较低的磨削区温度。      

C/SiC复合材料磨削的表面/亚表面损伤

采用树脂结合剂金刚石砂轮对二维正交编织结构C/SiC复合材料进行了平面磨削加工实验。通过对磨削加工表面形貌、磨削表面中碳纤维区域的粗糙度、磨削亚表面形貌的分析与测量,对C/SiC复合材料磨削表面/亚表面损伤进行了研究。结果表明:磨削表面中碳纤维损伤形式以阶梯状脆性断裂为主。对于编织方向平行于进给速度方向的纤维区域,脆性断裂尺寸、表面粗糙度受工艺参数影响较小;而对于编织方向垂直于进给速度方向的纤维区域,脆性断裂尺寸、表面粗糙度随进给速度增大无明显变化,但随磨削深度增大而明显增大。碳纤维区域亚表面损伤形式主要为阶梯状脆性断裂,而SiC区域亚表面损伤形式主要为脆性断裂及微裂纹,且损伤程度在实验参数范围内无明显差异。     

基于磨削力的磨削区表面温度场理论模型

为研究磨削热产生的机理、改善加工质量,从磨削力的角度,分析磨削工件表面温度并进行纯理论建模。将磨削力分为切削变形力和摩擦力2部分,分别研究其同加工参数的关系。计算切削变形力和摩擦力的切向分力,并结合切向分力同热源强度的关系,建立磨削表面最高温度的理论模型。通过磨削45号钢并进行测温实验,确定模型中的常数,进而确定模型。研究发现:工件表面温度随切深、进给速度和砂轮转速增大而增大;表面温度模型的理论值与实验值之间的最大相对误差为5.04%,平均相对误差为2.47%。证明此方法可用于磨削表面温度场分析,进而改善加工表面质量。      

GCr15钢的ELID磨削性能实验研究

为了探讨GCr15钢的ELID（Electrolytic In-process Dressing）磨削性能，在基于大量实验的基础上，对GCr15钢采用ELID磨削时磨削力的变化规律进行了详细分析，并将磨削力、磨削表面粗糙度与普通磨削进行了比较。结果表明，采用铸铁结合剂CBN砂轮进行ELID磨削时磨削力几乎不随时间的变化而变化，而采用白刚玉砂轮进行磨削时的磨削力随时间的变化不断增大，在线电解修整使CBN砂轮在磨削过程中始终保持良好的磨削性能，有利于节省砂轮修整时间，提高加工效率。在ELID磨削中，采用微细砂轮进行磨削可以获得很低的表面粗糙度，实现对GCr15钢的超精密镜面磨削。     

砂带磨削表面粗糙度理论预测及灵敏度分析

目的 以钢化玻璃磨边为研究对象,建立金刚石砂带磨削表面粗糙度理论预测模型,并分析粗糙度对各工艺因素的灵敏度。方法 首先,采用多因素线性回归分析建立了关于磨削工艺参数的粗糙度理论预测模型;其次,通过正交试验研究了磨削压力、砂带线速度和砂带张紧力对粗糙度和材料去除率的影响大小,并得到了工艺参数的优水平组合;再次,根据正交试验结果计算了粗糙度理论预测模型的数学表达式,同时,建立了灵敏度模型来进行工艺因素的灵敏度分析和工艺参数的区间优化;最后,利用随机试验验证了粗糙度理论预测模型的准确性。结果 极差分析可知,RA（0.137）?RC（0.068）?RB（0.016）,MC（6.828）?MA（5.228）?MB（1.784）,磨削工艺参数的优水平组合为A2B3C3。电镀金刚石砂带磨削表面粗糙度理论预测模型的表达式为 。各工艺参数的优选区间为：磨削压力10~20 N,线速度15~30 m/s,张紧力40~60 N。随机试验可得,粗糙度理论预测模型的相对误差大小维持在5.5%~10%。结论 关于工艺因素对磨削质量的影响,磨削压力最大,砂带张紧力次之,砂带线速度最小。关于工艺因素对材料去除率的影响,砂带张紧力最大,磨削压力次之,砂带线速度最小。磨削压力为18 N、砂带线速度为30 m/s、砂带张紧力为55 N时,磨削表面质量最好,且材料去除率较高。试验参数范围内,粗糙度对磨削压力的灵敏度随磨削压力的增加而下降,对砂带线速度和砂带张紧力的灵敏度随着二者的增加而增加。15组随机试验表明,粗糙度理论预测模型具有较高的可靠性和准确性。     

安全阀阀座与阀瓣研磨修复工艺实验研究

目的为满足安全阀阀座与阀瓣配合面密封要求,提高安全阀密封面磨削修复质量和效率,阀座和阀瓣表面粗糙度Ra≤0.1μm。方法在正交实验的基础上,采用Al_2O_3砂纸、白刚玉研磨膏为磨削介质,研究了磨粒细度、磨削时间、磨削转速、磨削压力对密封表面粗糙度和磨削量的影响,使用粗糙度测量仪、千分尺、电子显微镜对阀座和阀瓣的表面粗糙度、磨削量、表面形貌进行测量分析。以磨削量和表面粗糙度为评价指标,得到最佳工艺参数,并通过多组重复性实验验证实验结果的可靠性。结果在最佳磨削工艺参数下,砂纸研磨阀座和阀瓣的磨削量为0.023 mm,表面粗糙度为0.135μm,研磨膏抛光阀座和阀瓣的表面粗糙度为0.073μm。结论砂纸研磨最佳工艺参数:研磨压力80 N,研磨转速80 r/min,研磨时间10 min,砂纸细度1000目。研磨膏抛光最佳工艺参数:抛光压力30 N,抛光转速100 r/min,抛光时间10 min。采用砂纸、研磨膏磨削修复工艺,可以提高磨削量,降低表面粗糙度,提高了安全阀磨削后的密封性能。     

金刚石砂带超精密研磨细长脆硬材料的工艺参数研究

基于线性磁带开放协议的第三代磁头的关键部件之一是一种由复合脆硬材料组成的具有特殊外形轮廓的微小细长杆件,由于其长径比大,弯曲变形要求严,使得加工较为困难。本文用固着磨料研磨方法进行外形轮廓研磨,通过测量工件的直线度误差、材料去除率和表面粗糙度,研究研磨压力、速度、磨料粒度以及夹紧力等工艺参数对研磨质量和效率的影响。结果表明,当研磨压力为4.59kPa、速度80次/min、夹紧力9.8N、用粒径1μm的金刚石砂带时效果最优,同时表明工件变形随研磨压力及夹紧力的增大而增大。     

安全阀阀座与阀瓣研磨工艺的实验研究

目的 提高安全阀阀座与阀瓣的研磨维修质量和工作效率.方法 以砂纸为研磨介质,研究砂纸的细度、研磨压力、研磨机转速、研磨时间、研磨路径对阀座与阀瓣材料去除率与表面粗糙度的影响.通过正交实验,综合考虑各个工艺参数对材料去除率和表面粗糙度的影响,选择最佳工艺.结果 最佳工艺下,安全阀关闭件的材料去除率为26.2μm/min,表面粗糙度为0.028μm,研磨修复效率提高到90%.结论 研磨维修的最佳工艺为:砂纸目数1500目,研磨压力30 N,研磨机转速50 r/min,研磨时间20 min,研磨路径8字形.     

安全阀关闭件研磨修复粗糙度预测与实验研究

目的优化安全阀关闭件研磨工艺参数,提高安全阀密封面研磨质量。方法采用Al2O3砂纸为磨具,通过正交试验研究了磨粒细度、研磨时间、研磨转速、研磨压力对阀座和阀瓣表面粗糙度的影响规律。采用粗糙度测量仪对阀座和阀瓣的表面粗糙度进行检测,初步获得了较好的研磨工艺参数。采用MATLAB中BP神经网络解决非线性映射逼近问题,建立表面粗糙度预测模型,分析安全阀研磨工艺实验得来的16组真实样本数据,并对不同工艺参数下的粗糙度进行预测。结果通过正交试验可以初步获得较好的研磨工艺参数,分别是:磨粒细度1500目、研磨压力100 N、研磨转速100 r/min、研磨时间10 min。进一步设计更全面的正交试验,验证粗糙度模型的预测结果,得到最好的研磨方案是:砂纸细度1500目、研磨压力120 N、研磨转速80 r/min、研磨时间12 min。结论粗糙度预测模型能够很好地预测表面粗糙度,并得到最佳工艺参数,表面粗糙度可以降低到0.074μm,有效地提高了研磨质量。     

微粉金刚石钎焊砂轮磨削氧化铝陶瓷的磨削力和表面粗糙度特征

在不同磨削深度、砂轮转速和进给速度组合下,研究微粉金刚石钎焊砂轮磨削氧化铝陶瓷过程的磨削力及工件的表面粗糙度的变化规律,并筛选出低磨削力和低工件表面粗糙度的加工工艺参数。试验结果表明:在微粉金刚石钎焊砂轮的磨削过程中,氧化铝陶瓷主要通过脆性断裂的方式去除;随着磨削深度、进给速度的增加,砂轮在进给方向和切深方向的力以及工件表面粗糙度都上升;随着砂轮转速的增加,进给方向和切深方向的力以及工件表面粗糙度都下降。试验获得的低磨削力和低工件表面粗糙度精密加工工艺参数分别为:磨削深度为1.0 μm,进给速度为12 mm/min,砂轮转速为24 000 r/min和磨削深度为1.0 μm,进给速度为1 mm/min,砂轮转速为20 000 r/min。低磨削力磨削时,微粉金刚石钎焊砂轮受到的X方向和Z方向的磨削力分别为0.15 N和0.72 N;精密加工后的氧化铝陶瓷的表面粗糙度值可达0.438 μm。      

小直径砂轮超声振动磨削SiC陶瓷的表面质量研究

用小直径砂轮超声振动磨削和普通磨削加工SiC陶瓷零件，对比研究砂轮线速度、工件进给速度、磨削深度和超声振幅对其磨削表面质量的影响。结果表明:与普通磨削相比，超声振动磨削的磨粒轨迹相互交叉叠加，工件表面形貌更均匀，表面质量更好。由于超声振动时的磨粒划痕交叉会使磨粒产生空切削，因而降低了其磨削力，使磨削过程更加稳定。超声振动磨削的表面粗糙度和磨削力随砂轮线速度和超声振幅的增加而降低，随工件进给速度和磨削深度的减小而降低。且砂轮线速度、工件进给速度较小时，超声振动磨削的效果更明显。      

钢轨打磨用复合砂轮磨削温度场的研究

为研究钢轨打磨用钎焊金刚石插片复合砂轮磨削时的温度场，用复合砂轮和树脂锆刚玉砂轮在不同压力下磨削65Mn钢工件，并对比其磨削温度。基于试验数据，用有限元法分析复合砂轮磨削钢轨时的温度场。结果表明:随着磨削压力的增大，砂轮产热增大，但复合砂轮磨削产热相对较小。相对于相同条件下用树脂砂轮打磨时，用复合砂轮打磨钢轨时的磨削表面最高温度降低近10%。      

超精密平面研磨加工压力对精度的影响

研磨加工中研磨压力对加工效率、表面粗糙度、工件表面划痕等都有很大的影响,本文从力学的角度进行建模,分析超精密平面研磨加工压力对精度的影响.结果表明:研磨效率随着研磨压力的增大而基本成正比地提高,研磨压力增加到一定程度后,表面粗糙度基本保持不变.通过理论分析,为实际加工时加载研磨压力提供理论依据.