内齿轮成形磨削及砂轮修形技术的研究

针对国内硬齿面内齿轮普遍采用插（拉）齿后氮化处理而未磨齿的加工现状,研究了内齿轮成形磨削方法和砂轮修形技术。基于自主研制的数控内齿轮成形磨齿机,提出了一种使用砂轮的一个端面磨削轮齿两个齿面的加工方案。采用跳齿磨削法控制分齿精度。研制了一种成形砂轮修整装置,开发了成形砂轮修形程序。仿真结果验证了该程序的可行性。     

直线成形面数控展成磨削技术研究

研究在数控平面磨床上利用碟形砂轮对直线成形面进行精密磨削加工。综合直线成形面的常见磨削技术,采取数控展成加工的原理,利用数控平面磨床的两轴联动,用碟形砂轮或斜边砂轮对直线成形面进行展成磨削。分析数控展成磨削的磨削原理、表面成形机理、砂轮的修整技术以及砂轮的安装误差和形状误差、磨削的进给行距及数控系统等因素对成形面精度的影响,得到了直线成形面的数控展成磨削新技术。     

ZN蜗杆成形磨削的砂轮修整器设计与软件实现

成形磨削是未来精密蜗杆加工的发展趋势,其中砂轮截形的精确计算是保证蜗杆加工精度的前提,首先制定了ZN蜗杆和砂轮的坐标系,并依据空间齿面啮合原理建立了磨削模型,推导了ZN蜗杆加工时的砂轮的理论廓形,即金刚盘的运动轨迹。其次,基于VB+Access平台,设计了完整的砂轮修整器控制系统,用户只需输入要加工蜗杆的基本参数,即可得到修整砂轮时所用的数控加工G代码。软件采用模块化设计。最后经实验验证,精度达到要求。为后续数控蜗杆磨床的设计提供一定的理论依据。     

柱面微透镜阵列的精密磨削

柱面微透镜阵列的加工精度要求高,加工效率低,采用具有微细轮廓结构的成形砂轮进行磨削加工能够极大地提高加工效率。为了预测成形砂轮磨削工件的面形误差和表面粗糙度,建立了成形砂轮磨削仿真模型。通过滤波方法分析和模拟微细结构成形砂轮的磨粒突出高度的偏态分布特征,结合实测的砂轮的轮廓形状和跳动完成了整体的空间砂轮的重构,同时建立了砂轮表面磨粒的磨削运动学模型,模拟出工件磨削加工后的表面形貌。最后,开展磨削实验验证了仿真模型的有效性。对比仿真与实验结果可知,面形误差PV值的偏差为5.78%,Ra值的偏差为17.3%,Rz值的偏差为12.9%。该磨削仿真模型能有效预测磨削表面的面形误差和表面粗糙度。     

四圆弧齿轮成形磨削砂轮截形的设计计算

四圆弧齿轮成形磨削的关键之一就是求解成形砂轮的轴向截形。根据成形法磨削原理建立坐标系,通过四圆弧齿轮齿面方程和齿轮齿面与成形砂轮磨削表面的接触条件,运用空间坐标转换求得最终的砂轮轴向截形。最后,借助MATLAB对所求的砂轮轴截面截形进行了计算仿真,并通过加工试验对求得的砂轮截形进行了验证。     

螺旋面成形磨削误差补偿砂轮截形研究

在螺旋面成形磨削加工中,存在着由机械加工和安装工艺带来的系统误差,这些误差将直接影响成形磨削精度。提出了一种将系统误差作为恒定误差,并反馈到砂轮截形算法中,通过改变砂轮理论截形方程来消除误差的思想。研究了基于误差补偿的螺旋面成形磨削砂轮截形算法,并利用Visual C++开发出了一套通用性强,操作简便的螺旋面成形磨削砂轮修整软件系统。实验结果表明:磨齿精度达到6级以上。     

双导程ZN蜗杆修缘成形磨削研究

双导程ZN蜗杆(又称法向直廓蜗杆)修缘的精密加工需要研究一种成形磨削方法。传统的蜗杆修缘磨削方法是根据加工经验对砂轮进行手工修形,加工效率低且难以实现高精度的齿形修缘磨削。为此,以ZN蜗杆修缘齿形的成形磨削为目标,在蜗杆法平面引入齿形修缘分析,建立ZN蜗杆修缘齿形的数学模型,依据空间啮合原理计算出蜗杆磨削的成形砂轮截形,并利用数控砂轮修整装置修整砂轮。为验证蜗杆修缘的成形磨削效果,选用实际生产中的某一双导程ZN蜗杆,在自主研制的数控砂轮修整系统和工厂的蜗杆磨床上进行试验,经过对成形磨削砂轮计算、修整和蜗杆磨削,结果表明,磨削蜗杆的修缘量满足预期设计要求,蜗杆齿形精度达到6级。表明该方法可用于双导程ZN蜗杆修缘的高精度成形磨削。     

内齿轮成形磨削及砂轮修形技术的研究

针对国内硬齿面内齿轮普遍采用插(拉)齿后氮化处理而未磨齿的加工现状,研究了内齿轮成形磨削方法和砂轮修形技术。基于自主研制的数控内齿轮成形磨齿机,提出了一种使用砂轮的一个端面磨削轮齿两个齿面的加工方案。采用跳齿磨削法控制分齿精度。研制了一种成形砂轮修整装置,开发了成形砂轮修形程序。仿真结果验证了该程序的可行性。

     

ZC1蜗杆精密磨削加工

基于成形砂轮对工件进行磨削加工的原理,应用空间啮合理论对ZC1蜗杆磨削过程进行理论推导,得出了唔合线方程和砂轮轴向截形的数学模型,利用MATLAB软件计算出砂轮的轴截形并利用此截形数据在配有CNC砂轮修整器的数控螺纹磨床上对砂轮进行修型,用修型好的砂轮磨削工件从而实现对蜗杆的精密加工.     

金刚石滚轮修整及CNC砂轮修整器设计应用（上）

复杂型面工件的成形磨削对砂轮齿形精度的要求相对比较高,如高精度的蜗杆、螺杆、花键及齿轮等的磨削。采用金刚石滚轮CNC砂轮修整器修整复杂型面,其修整方式灵活,更改修整型线方便,操作简单,不需依赖人工的经验,就很容易地修整出各种复杂的型面,对提高工件的表面质量和磨削加工效率,保持砂轮廓形精度的稳定性和砂轮的利用率,是非常有效的修整装置。     

A study on wear mechanism and wear reduction strategies in grinding wheels used for ELID grinding

Metal-bonded superabrasive diamond grinding wheels have superior qualities such as high bond strength, high stability and high grindability. The major problems encountered are wheel loading and glazing, which impedes the effectiveness of the grinding wheel. Electrolytic in-process dressing (ELID) is an effective method to dress the grinding wheel during grinding. The wear mechanism of metal-bonded grinding wheels dressed using ELID is different form the conventional grinding methods because the bond strength of the wheel-working surface is reduced by electrolysis. The reduction of bond strength reduces the grit-depth-of-cut and hence the surface finish is improved. The oxide layer formed on the surface of the grinding wheel experiences macrofracture at the end of wheel life while machining hard and brittle workpieces. When the wheel wear is dominated by macrofracture, the wheel-working surface is free from loaded chips and worn diamond grits. When the oxide layer is removed from the wheel surface, the electrical conductivity of the grinding wheel increases, and that stimulates electrolytic dressing. The conditions applied to the pulse current influence the amount of layer oxidizing from the grinding wheel surface. Longer pulse ‘on’ time increases the wheel wear. Shorter pulse ‘on’ time can be selected for a courser grit size wheel since that type of wheel needs high grinding efficiency. Equal pulse ‘on’ and ‘off’ time is desired for finer grit size wheels to obtain stable and ultraprecision surface finish.     

椭圆振动修整超声磨削ＺrＯ２温度试验研究

采用椭圆超声振动辅助金刚石笔修整方法修整金属结合剂金刚石砂轮,考察声学系统参数及磨削参数对超声振动辅助磨削纳米氧化锆陶瓷过程中磨削温度的影响.试验结果表明,椭圆超声振动辅助修整的金刚石砂轮超声振动磨削中,磨削温度相对较低.相比其他修整参数,修整深度对磨削温度的影响较小.磨削参数中,磨削深度对磨削温度影响因子较大,砂轮速度影响较弱.此外,磨粒在切削过程中做超声振动,改变了切削条件及散热条件,弱化了砂轮表面地貌对磨削温度的影响,因此,不同修整方式的金刚石砂轮的磨削温度差别不大,两种修整方式下磨削温度下降的梯度大致相当.     

单层钎焊金刚石砂轮的修整实验研究

为满足单层钎焊金刚石砂轮高效精密加工的性能要求,对磨粒有序排布单层钎焊金刚石砂轮的修整进行了实验研究。采用磨粒有序排布的钎焊金刚石修整工具对钎焊砂轮进行了修整,该修整方法通过修整工具粒度的变化以及修整速比的调整来控制砂轮形貌,从而使氧化锆的磨削表面粗糙度达到了精密加工的水平。对砂轮形貌进行了观测统计,数据表明,砂轮磨粒的等高性得到明显改善且避免了磨粒端部的严重钝化。     

大口径SiC反射镜用金属基圆弧砂轮在线整形装置研制

针对空间光学系统中大口径SiC反射镜非球面磨削用金属基圆弧砂轮,提出并推导了双轴回转展成运动下脉冲放电修整圆弧的形成机理。在分析长春光学精密机械与物理研究所（长光所）4m口径SiC反射镜的非球面磨削运动的基础上,确定了有效磨削圆弧段及其半径和杯形电极的尺寸,针对长光所五轴联动数控磨床设计了金属基圆弧砂轮的在线整形装置,并通过圆弧整形实验进行了验证。结果表明,所设计的金属基圆弧砂轮在线整形装置能够很好地修整出目标圆弧,满足4m大口径SiC反射镜非球面磨削的需求。     

超硬磨料碟形砂轮新型修整器设计及其稳定性实验研究

介绍了一种新型的碟形超硬磨料砂轮修整器。该修整器采用SiC和金刚石磨料杯形砂轮作为修整工具可以对刚性较差的大直径碟形超硬磨料砂轮完成修形和修锐工作,并利用变频器实现修整时的无级调速以达到最佳修整效果。通过以修整力为研究对象对修整器的系统工作稳定性进行了实验研究,得出该新形修整器的工作稳定性好,可以满足超硬磨料碟形砂轮的精密修整工艺要求。     

电火花修整超硬磨料砂轮技术发展现状

电火花加工技术的发展带动了电火花修整超硬磨料砂轮技术,改变了传统砂轮“硬接触”修整方法。近年来,许多学者致力于研究超硬磨料砂轮的电火花修整方法,为提高磨削效率和磨削精度做了大量有意义的研究。基于大量文献的论述与研究,回顾了近三十年来电火花修整超硬磨料砂轮技术发展过程的各种研究内容以及取得的成果,完整地阐述了电火花修整金属基超硬磨料砂轮技术的基本原理。以立方氮化硼(CBN)和金刚石磨料砂轮修整为主要应用,对不同电极、不同放电介质、不同放电参数以及现代工程理论辅助下的建模分析方法等方面做了介绍,分析了现有电火花修整技术发展中存在的问题,探讨了未来发展的方向及趋势。     

金刚石砂轮金属结合剂的气中单脉冲电火花放电去除机理

针对金属结合剂金刚石砂轮修锐困难的问题,提出采用气中电火花接触放电修锐的方法。为有效地实现微细金刚石砂轮的修锐,建立单脉冲电火花放电去除加工的试验系统,研究金属结合剂的气中和液中电火花放电去除机理。在试验研究中,主要分析无负荷电压和放电极性对脉冲放电电流、脉冲放电间隙、脉冲放电去除量、电极磨耗比等的影响。结果表明,正极性不易发生短路现象,而且气中的脉冲放电间隙小于液中的 ,适应于微细金刚石砂轮的修锐。此外,在气中放电中存在由绝缘破坏引起的火花放电向附有电弧柱的电弧放电转变的临界无负荷电压,且电火花放电的去除量可以明显小于电弧放电的去除量,但是当无负荷电压小于某一定值时电极消耗比会快速增加。修锐的试验结果显示,利用气中单脉冲电火花放电去除加工条件可以实现金属结合剂微细金刚石砂轮的修锐,产生较好的砂轮出刃形貌,改善磨削表面质量。     

数控修整成型砂轮的近似双圆弧插补法

采用一种新的曲线处理方法———近似双圆弧插补法对磨削回转曲面沟槽的成型砂轮截面进行曲线光顺处理 ,简化了计算过程 ,解决了三轴联动数控砂轮修整器后处理数控程序的设计问题。     

多线砂轮复合自动修磨装置的设计与精度检验

多线砂轮复合自动修磨装置采用CNC数控系统,利用两个独立金刚石滚轮休整器,实现单支和多支砂轮的高精度修磨,极大地降低了人工操作带来的加工误差,提高了产品加工精度和效率。通过表面粗糙度检测数据可知,具有多线砂轮复合自动修磨装置的数控丝锥螺纹磨床完全符合加工精度要求。同时,采用多元回归方程建立基于砂轮修整参数的表面粗糙度预测模型,并设计单因素试验,得到砂轮修整参数与表面粗糙度之间的关系。由显著性分析结果得出,径向修整进给量是影响表面粗糙度的主要因素。     

全陶瓷球轴承套圈沟道精密磨削用砂轮修整试验

为提高金刚石圆弧砂轮外缘轮廓精度,减少全陶瓷球轴承套圈沟形误差,采用金刚石碟片对树脂基金刚石圆弧砂轮进行修整;对比修整前后砂轮的表面形貌及套圈沟形误差,验证砂轮的修整效果.修整后砂轮表面出现光泽,露出表面的金刚石磨粒明显增多,部分金刚石磨粒破碎,形成新切削刃或脱落,增大容屑空间;修整前沟形误差的平均值为5.823μm,...