蜂窝状结构半固结磨料研磨盘的制备及应用

针对传统半固结研磨盘由于盘面较软使得加工衬底面形精度难以保证的问题,提出一种蜂窝状结构的半固结磨料研磨盘的设计与制备方法。该研磨盘采用环氧树脂蜂窝结构作为支撑“骨架”,减小研磨盘的变形,以保证研磨衬底的面形精度,同时采用含有金刚石磨粒的凝胶体作为半固结研磨介质实现对衬底的研磨加工,获得了较好的衬底表面质量。基于该原理制备了一套新型研磨盘,并用于蓝宝石衬底的双面研磨加工。试验结果表明,研磨后衬底表面粗糙度较小,表面划痕和裂纹少,能够获得较好的表面质量;相应地,研磨后蓝宝石衬底的面形精度不仅没有变差,反而得到很大的改善,研磨后衬底的翘曲度、弯曲度和总厚度偏差均大幅减小。另外,研磨效率也相对较高,材料去除率可达0.3～0.4 μm/min。试验结果证明了该新型结构研磨盘不仅可以获得较好的表面质量和较高的研磨效率,同时还可提高衬底的面形精度,可用于面形精度要求较高的薄片衬底零件的精密研磨加工。     

基于行星式平面研磨机研抛过程的运动几何学分析

分析了广泛采用的行星式平面研磨抛光机的运动原理,以节点、节圆入手,将复杂的研抛运动转化为在定中心距条件下的两个绕定轴的回转运动,分析了工件相对于研磨盘、研磨盘相对于工件的轨迹曲线,以及两者的关系,以切削速度、切痕方向角、切痕方向角对时间的变化率为纽带,将研磨抛光的几何分析与提高工件表面的加工质量联系起来,得出了优化的轨迹曲线及运动参数。     

预置曲率研磨盘提高行星研磨技术去除函数稳定性

行星研磨技术由于提升磨削接触点相对速度,能够有效提高材料去除效率。但由于传统研磨盘不均匀磨损,导致研磨盘形状持续改变,从而影响了研磨过程中去除函数的稳定性和准确性,限制了该技术的应用。本文针对基于小磨头行星运动方式,通过建立构建磨损函数,预置研磨盘曲率半径,使研磨盘满足在加工单周期后各点去除量相等,从而提升去除函数稳定性。通过实验验证,研磨去除函数与模型仿真计算结果一致,验证了模型的准确性,利用优化后的研磨盘可获得高效稳定的去除函数。采用直径40 mm SiC研磨盘研磨SiC工件,实验结果表明:对比加工前后研磨盘磨损情况,面形变化小于1%,符合均匀去除要求;对比多组不同研磨阶段去除函数,体积去除率误差小于2.3%,满足光学研磨去除函数稳定性要求;在公转100 r·min~(-1),自转-100 r·min~(-1)条件下,体积去除率达到6.879 mm~3·min~(-1),比同样参数下的平转动研磨提高了40.9%的去除量。证明了行星研磨技术能够通过参数设计获得高稳定性的高效去除函数,为行星运动研磨技术应用于SiC镜片高效加工提了供可靠的理论指导。     

行星研磨机研磨盘的设计改进

为了实现研磨盘工作面各点等速磨损,提高被研磨表面的精度,试验分析了使用平面研磨盘和等距槽研磨盘的磨损及工件质量问题,从而寻求出新型研磨盘的设计方法,并经验证取得了令人满意的效果。     

不定偏心平面研磨均匀性的研究

提出了一种新的不定偏心平面研磨方式,主动驱动工件使其在绕自身回转轴自转的同时,绕垂直于研磨盘表面的轴线公转.该方式涵盖了定偏心研磨和行星轮式双面研磨.对该方式进行了运动分析,得到了工件相对于研磨盘速度的表达式.在Preston方程基础上,建立了材料去除函数和研磨均匀性函数.理论分析和仿真结果表明,通过设置选择适当的转速比组合,可使工件获得均匀研磨.讨论了转速比与偏心距对研磨均匀性的影响.     

锥齿轮传动行星式平面研磨机主传动设计及分析

为了实现较大工件的平面研磨,研磨机需要完成大回转直径的行星运动。通过分析工件与研磨盘的相对运动,确定了获得较佳研磨效果的研磨轨迹和研磨速度,然后分析了采用锥齿轮传动实现研磨工件的大回转直径平动的可行性,设计了锥齿轮传动平面研磨机的主传动系统的具体传动机构,并对锥齿轮传动的主要参数进行了设计计算。对锥齿轮传动行星运动传动比进行了计算,通过合理选择各锥齿轮齿数,实现了工件的平动。加大锥齿轮传动轴的长度,可以获得更大回转直径的平面研磨运动。     

行星式平面研磨机

行星式平面研磨机适用于研磨各种工件的平面,光洁度可达到10,平面对孔中心的振摆量可在 0.005/100毫米以内,平面平直度,符合0级刀口尺,在阳光下,无隙缝。不仅保证了精度要求,同时提高效率7倍以上,降低了劳动强度,以机械代替了手工操作。 此研磨机的工作原理如下: 1.由电动机经过蜗轮蜗杆减速,带动中心齿轮1旋转。 2.固定内齿齿圈2与床身固定。 3.三个行星齿轮3围绕中心齿轮作旋转运动,同时与内齿圈结合,作自转运动。 4.在中心齿轮和固定内齿圈的下面是研磨盘4(普通铸铁)依靠此盘研磨工件。 5.工件放在行星齿轮中间,随同行星齿轮与下面的研磨…     

在研磨—抛光机上加工非球面的方法

非球面光学零件的加工方法有许多种,本文所提出的是在研磨——抛光机上用球面研磨盘加工球面零件毛坯而获得非球面的方法。其特点是研磨盘和零件毛坯曲率半径大小不等,而它们的旋转轴心线则保持平行,借助于凸轮和传动链使研磨盘或工件作往复运动,并使研磨盘和零件表面均匀接触,以螺旋线的运动形式磨削零件表面。实现上述加工方法的装置如图所示,球面零件1和球面研磨盘2借助凸轮3和传动链而互相接触磨削,研磨盘和工件的曲率半径大小不等,并要求上板4和研磨盘的旋转轴心线保持平行。上板4和作往复运动的连杆5固定在一     

变位自转式双平面研磨方法仿真研究及加工实验

针对传统平面研磨方法中,工件中心研磨轨迹重复率高,研磨速度径向分布不均的缺点,基于固着磨料研磨技术提出一种变位自转式双平面研磨加工方法。工件在研具的运动中获得变化的研磨力,在隔离盘内实现变位自转的研磨运动形式。从研磨原理上改变了传统研磨加工中工件的运动模式,增加了工件的自由度,实现了工件在自转的同时其回转中心与研具中心存在时变的相对运动,即工件回转中心相对于研具的运动轨迹是具有时变性的曲线。不同的研磨运动形式从根本上克服了传统方法的缺点,并依此原理研制了新型数控研磨机床。通过对变位自转研磨加工轨迹曲线的仿真分析,证明了这种研磨方法有利于改善研磨相对速度分布均匀性、研磨轨迹时变性,获得更好的研磨加工质量,加工实验证明在相同加工参数下,该研磨方法相对于行星轮式的研磨方法获得了更低的表面粗糙度。     

行星式研磨抛光机的机械部分改造设计

研磨抛光机的机械部分主要是由传动系统、磨盘、磨盘连接接头、主体支架、工件夹紧盘和供液系统组成。在LZM-6B研磨抛光机工作过程中,主体结构影响摆动,传动机构影响加载均匀性。研磨抛光液的均匀性对抛光的质量也有很大的影响。本文从抛光机的主体结构、传动机构、夹具和供应系统等方面,介绍改造行星式研磨抛光机的机械部分的设计经验。     

Surface finishing of flat pieces when submitted to lapping kinematics on abrasive disc dressed under several overlap factors

In machining of pieces that require surface finishing levels finer than grinding can offer, it is necessary to use specific finishing processes. However, these processes, which have lapping as the most classic representative, are usually difficult to setup and demand much time in setting the large number of variables. This paper discusses the investigation of an abrasive process for finishing of flat workpieces based on the combination of important grinding and lapping characteristics. Instead of loosing abrasive grains between the workpiece and the lapping plate, a resinoid grinding wheel of hot-pressed silicon carbide is fixed on the plate of a device resembling to a lapping machine. The grinding wheel is dressed with a single-point diamond for maintaining its form flat and mainly for interfering in the workpieces surface finishing by varying of the overlap factor (Ud). It was noticed that the studied process can simplify the setup and make it easier than in lapping, which is a painstaking process. The surface roughness values and flatness deviations showed to be comparable to those achieved in lapping, or even better. The best surface roughness and flatness deviation found were Ra = 0.8 nm and 0.4 μm with Ud = 3, respectively. The workpiece material was made of quenched and tempered SAE 4340 steel, reaching a hardness of 60 HRC. The process was also monitored by acoustic emission (AE), which indicates to be a promising and suitable technique to be used in this process. Compared to lapping, there is an additional advantage of a less contaminated workpiece surface with a shiny appearance.     

偏心运动双平面超精研抛圆柱面研究

对偏心运动双平面超精研抛圆柱面的加工技术进行了理论和试验研究。基于几何运动学理论建立了加工系统数学模型,应用速度矢量法求解圆柱工件各运动参数,进而实现了工件圆柱面加工轨迹的仿真,分别分析了工件中心至夹具中心距离与夹具中心至研磨盘中心距离的比值、夹具自转转速与夹具公转转速的比值对加工轨迹形态和轨迹交叉角度的影响规律。在自制试验装置上对轴承钢GCr15圆柱滚子进行了超精研磨和抛光试验,改善了一批工件圆柱面的圆度和表面粗糙度及其偏差。仿真结果和试验结果的比较分析说明,仿真结果可反映实际工件表面微观加工痕迹的相互交叉的几何特征。     

高速铣削淬硬模具钢的工艺性与经济性研究

高速加工机床及其刀具技术的最新发展使得在模具和零件制造领域实现“以切代磨”成为可能 ,用超硬刀具高速切削淬硬模具钢等难加工材料已得到越来越广泛的应用。由于模具或零件的高速切削加工可免除磨削或抛光等后续工序 ,因此精加工时如何保证工件最终表面质量同时将加工成本控制在可接受范围之内是研究人员关注的重要问题。本文在调查的基础上分析了用于高速铣削淬硬模具钢的整体硬质合金涂层立铣刀的切削性能和经济性 ,并给出了部分应用实例     

微波铁氧体基片高效磨削技术研究

针对微波铁氧体基片的功能要求、材料特性和磨削工艺特点,通过大量实验分析了铁氧体基片ELID磨削与普通磨削的磨削力对比结果和形成原因,以及磨削力随工艺参数的变化规律,在此基础上,对ELID磨削效率、表面质量及磨削中出现的问题和解决途径进行了深入研究。实验结果表明,ELID磨削方法适用于微波铁氧体基片的高效磨削,保证了表面加工质量,将ELID磨削技术与平行研抛工艺结合起来,能够形成微波铁氧体基片精密高效的批量生产能力。     

Development of a new lapping method for high precision ball screw (2nd report): Design and experimental study of an automatic lapping machine with in-process torque monitoring system

This paper presents a new approach in lapping process in making appropriate condition to improve the manufacturing operations for ball screw. After grinding, high precision ball screw is lapped by highly skilled operators. These operators have the ability to control and maintain the lapping conditions by sensing the lapping torque manually. Prior to lapping process, the effective diameter must be measured to find out the effective threaded profile along the screw shaft. The section which has a large effective diameter will be primarily lapped wherein the lapping torque is high. The aim of this study is to establish a control scheme on the automatic lapping machine for high precision ball screw in both measuring and finishing process. A prototyped horizontal lapping machine with in-process torque monitoring system has been designed, built, and tested. This is to determine the relationship among lapping torque, effective diameter, and error on travel to establish the measurement system to control the finishing operations efficiently and eventually improve and eliminate the various sorts of error components in a ball screw. The experimental results showed that the new lapping method could adequately predict the effective diameter and error on travel by observing the lapping torque.     

一种新型抛光磨头的效率计算方法研究

基于新型抛光磨头的结构特点,通过理论分析法推导出外啮合副齿轮啮合效率计算公式,利用啮合功率法导出磨头内行星传动的啮合效率方程,并结合其他功率损失得出磨头对工作总效率方程。最后通过实例计算出其理论效率,并通过现场磨头对工作效率进行了验证。     

Double-curved disc ultrasonic-assisted lapping of precision-machined crowned rollers

To improve the convexity uniformity, processing efficiency, and surface quality of precision-machined crowned rollers, this paper proposes a double-curved disc ultrasonic-assisted lapping (DUAL) method. Firstly, a DUAL machine is designed according to the technical requirements of crowned roller lapping, and the working principle is presented. Then, the ultrasonic-coupled processing mechanism for crowned roller surfaces is analyzed, and the abrasive particle motion and material removal regularities under cavitation are acquired. Subsequently, an ultrasonic amplitude transformer for DUAL is developed, and the DUAL experimental platform for precision-machined crowned rollers is established. Finally, comparative processing experiments using non-ultrasonic lapping and through-feed super-finishing are performed. The experimental results indicate that the proposed DUAL method can improve processing efficiency and surface roughness, and also the batch uniformity of the convex metric.     

钢球精研液的净化处理与清洁度的控制

叙述了钢球硬磨和精研过程中产生的脱落物的具体尺寸,提供了钢球精研液净化处理的各种方法,对控制精研液的清洁度、提高钢球表面质量和精研液的利用率、降低加工成本具有参考价值。     

硬齿面齿轮精加工技术的现状与展望

硬齿面精加工在加工精度和加工效率上取得了一些进步,出现了一些新的工艺方法。本文对国内外硬齿面的滚齿、插齿、剃齿、珩齿以及磨齿的最新工艺方法及装备进行了介绍,尤其是对磨齿加工的成形法和展成法工艺现状进行了详细介绍,指出了硬齿面精加工方法的发展方向。     

大型球体球面磨削加工的数控改造

采用数控技术,实现对大型球体零件球面的数控磨削加工。阐述对MQ3150E普通磨床进行数控改造的机械传动结构与数控加工原理,以及在进行数控磨削加工时数控编程的参数转换计算。在此项数控改造中,应用斜线指令,巧妙地将数控加工两直线运动的运行控制,转换为两旋转运动的运行控制,实现了球体零件的数控磨削加工,扩展了数控技术在实际中的应用;并在实际应用中,巧妙地应用数控技术的优越性能,实现了数控磨削加工中对砂轮磨损的瞬时自动补偿。砂轮磨损瞬时自动补偿的实现,为磨削加工高精度的球体零件,奠定了坚实的基础。