铸铁基金刚石球头砂轮精密修整技术

针对小直径、深凹非球光学曲面超精密磨削中使用的铸铁基金刚石球头砂轮,提出了一种基于电火花加工原理的精密在位修整方法。只要改变工具电极直径,即可对不同直径的球头砂轮进行修整。实验表明,用该方法修整出的铸铁基金刚石球头砂轮具有良好的精度和高等微刃群,可很好地满足小直径、深凹光学零件的超精密磨削加工要求。     

小直径青铜结合剂微粉砂轮的电火花精密修整实验研究

青铜结合剂微粉金刚石砂轮常用于脆硬材料的超精密磨削加工,但其修整十分困难;采用内冲式弧面铜钨电极对W10青铜结合剂微粉金刚石砂轮进行了电火花修整试验研究;搭建试验平台并设计三种不同弧度的内冲式电极,采用超景深三维显微镜、精密粗糙度仪、CCD激光位移传感器以及扫描电子显微镜,对修整后的砂轮进行了表面形貌检测、轮廓检测和磨削性能测试;检测结果表明60?弧面电极的内冲效果最好,修整砂轮表面磨粒突出明显,数量较多且密集度高,金刚石磨粒保存完好;砂轮圆跳动误差值最小,可达1.7?m、1.8?m、1.8?m;试验验证了采用60?弧面电极修整砂轮的磨削性能最好,加工的试件表面粗糙度可达Ra2.273 nm,已基本达到超精密镜面磨削的质量。     

垂直式超硬砂轮圆弧修整器设计与砂轮修整

针对圆弧形超硬砂轮修整难度大、修整精度低的问题，对树脂结合剂圆弧形金刚石砂轮进行了精密修整研究。设计制造了一种垂直式超硬砂轮圆弧修整器，通过修整试验研究了不同粒度的圆弧形砂轮在修整前后表面粗糙度、弧形精度、圆度、表面形貌的变化情况。砂轮修整前后对氮化硅陶瓷轴承套圈沟道进行了磨削，并测量了磨削后的轴承套圈沟形精度。研究结果表明：相比修整前，修整后砂轮表面粗糙度平均值由1.731 8 μm减小至0.772 4 μm，减小了55.4%；弧形精度平均值由33.604 7 μm减小至8.527 6 μm，减小了74.6%，修整后4个砂轮的弧形精度更加稳定，且随着砂轮粒度的减小，弧形精度略有减小趋势；砂轮圆度平均值由43.721 μm减小至18.002 μm，减小了58.8%，修整使大量新的磨粒露出。所设计的垂直式超硬砂轮圆弧形修整器可对圆弧砂轮进行精密修整，可改善圆弧形砂轮的弧形精度及圆度，修整后砂轮磨削的轴承套圈沟形精度得到了大幅提高。     

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.     

CBN砂轮在轴承套圈内圆磨削中的应用

CBN砂轮以其优异的性能在高效、高精度磨削中具有广阔的应用前景。文中以树脂结合剂CBN砂轮轴承圈内圆磨削为研究对象,采用金刚石滚轮修整器,研究选择合适的修整及磨削参数,使CBN砂轮的性能在轴承磨削中得到充分发挥。通过对修整前后砂轮表面形貌分析,揭示了修整参数对修锐效果的影响,并结合磨削后试件表面的精度获得了合适磨削参数,试验结果对CBN砂轮在轴承圈的大批量磨削中的广泛应用具有重要的指导意义。     

树脂基圆弧金刚石砂轮的在位精密成形修整技术

针对球面、非球面及自由曲面超精密磨削加工用树脂基圆弧形金刚石砂轮难以精密修整的问题,提出基于旋转绿碳化硅(GC)磨棒的在位精密成形修整技术。在分析GC磨棒和圆弧砂轮几何关系的基础上,确定修整过程中圆弧插补轨迹的补偿方法及GC磨棒运动轨迹的设计方案。采用KEYENCE激光测微仪采集砂轮圆弧特征点,表征圆弧砂轮的修整状况。研究不同粒度的GC磨棒、进给深度和圆弧插补速度对圆弧金刚石砂轮修整率和修整精度的影响规律。研究结果表明,该修整方法可根据加工曲率半径要求实现不同圆弧半径砂轮的精密在位修整,修整后可自动消除砂轮垂直方向的位置偏差;采用400#和800#的GC磨棒对D3和D7砂轮均有较高的修整率(0.7~6.7);与400#和1500#的GC磨棒相比,800#GC磨棒更适合粒度为D3和D7圆弧金刚石砂轮的精密修整;相比圆弧插补速度,进给深度对砂轮的圆弧半径尺寸误差和形状误差影响更大,进给深度越小,圆弧半径尺寸误差和形状误差越小;修整后两种砂轮的圆弧半径误差均可控制在5%以内,D3砂轮的形状误差可控制在3μm/4 mm以内,D7金刚石砂轮可控制在6μm/4 mm以内,修整后比修整前形状误差提高14倍左右。     

圆弧形金刚石砂轮的数控对磨成形修整试验

针对圆弧形金刚石砂轮精密修整的操作困难和装置复杂的问题,提出一种新的数控对磨成形修整方法.在该成形修整中,金刚石砂轮被驱动沿着圆弧插补运动轨迹与GC磨石对磨,逐渐形成砂轮的圆弧形轮廓,用于超硬材料的曲面磨削.在建立砂轮圆弧形轮廓的数控修整模式的基础上,分析定位误差与修整形状偏差的关系.此外,建立修整精度和修整率的评价指标,进行正交试验,研究修整工艺参数,即砂轮转速、行走速率和进给深度,对修整精度和修整率的影响.对该数控修整模式分析表明,在该数控对磨成形修整中不同半径的砂轮圆弧形轮廓能够被修整成形,可用于不同曲率的曲面磨削.同时,当定位误差在0.1 mm以内时,最大的修整形状偏差不超过5μm/10 mm.成形修整试验结果显示,影响修整精度和修整率的主要修整工艺参数分别为砂轮转速和行走速率.增加砂轮转速可以同时改善修整精度和修整率;增加行走速率会提高修整率,但会降低修整精度.此外,采用适宜的修整工艺,目标形状误差和目标修整率可以分别达到25.1μm/8mm和7.31x10-3mm3/mm3,分别提高修整精度2～3倍和修整率约7倍.     

金属基圆弧形金刚石砂轮在位精密修整实验研究

金属基圆弧形金刚石砂轮具有耐磨性好、结合强度高、寿命长等优点,广泛的应用于非回转、非对称大尺寸光学自由曲面的精密磨削中,但是,金属基体砂轮在位精密修整困难。基于此,采用旋转GC磨棒在位精密修整法,提出了金属基圆弧形金刚石砂轮的进给补偿在位精密修整策略,并在超精密机床上搭建在位修整系统,对D46金属基圆弧形金刚石砂轮进行了修整实验,同时对修整前后的砂轮轮廓误差进行了在位测量,最后采用超景深显微镜和Zygo白光干涉仪对修整后砂轮表面的金刚石磨粒和轮廓形貌进行了观察。结果表明,D46金属基圆弧形砂轮的修整效果明显,验证了本文提出的金属基圆弧形砂轮进给补偿修整策略的正确性和可操作性,实现了金属基圆弧形金刚石砂轮的在位精密修整。     

传动机构齿轮精密制造技术中硬质合金插齿刀磨削用碟形金刚石砂轮修整试验研究

重点研究了传动机构齿轮精密制造技术中,硬质合金插齿刀磨削用碟形金刚石砂轮的内侧进给、外侧进给和交替进给修整方式,对砂轮整形精度的影响规律,进一步分析了不同进给方式修整后的碟形砂轮磨制硬质合金插齿刀时,对插齿刀齿形精度的影响,同时采用粉末冶金棒、GC杯形砂轮、D/GC杯形砂轮3种修整方法,修整碟形金刚石砂轮,与原有修整方法进行对比试验,使修整后的碟形砂轮磨制整体硬质合金插齿刀而获得的齿形精度,分别提高了2.3倍、2.6倍和5.3倍。     

激光与电火花复合修整粗粒度弧形金刚石砂轮试验研究

因受到激光高斯光束特性的影响,辐照在砂轮表面上的光斑大小和激光能量都跟随修整路径变化,难以实现高精度的弧形金刚石砂轮的修整,为此,提出采用激光粗修整和电火花精修整的复合修整方法。先用激光修整高效去除多余磨料层来得到弧形轮廓,再用一高精度弧形电极匹配该轮廓进行电火花修整,得到较高精度的弧形砂轮。在粒度为120的金刚石砂轮上试验修整半径为13 mm的弧形轮廓,最终修整出的弧形轮廓半径为13.006 mm,轮廓误差PV值为10.90 μm。最后,通过磨削氧化铝陶瓷验证了砂轮修整效果。检测磨削工件的弧形轮廓拟合半径为13.012 mm,轮廓误差PV值为11.33 μm。