基于金刚石微粉烧结棒的超硬砂轮修整试验研究

对金刚石微粉烧结棒修整树脂结合剂金刚石砂轮进行了试验研究.以反映砂轮平面度的端面跳动和径向跳动作为修整效率的评价依据,通过对主轴转速、砂轮组织参数、修整棒进给速度3个方面进行对比试验,得出了以下结论:低主轴转速下修整棒对金刚石砂轮的修整效率较高,砂轮参数对修整效率的影响很小以及修整棒进给速度与修整效率呈非线性关系.     

金刚石微粉烧结棒与杯形砂轮修整碟形金刚石砂轮的对比试验研究

以反映砂轮平面度的端面跳动变化率和径向跳动变化率作为修整效率的评价依据,以插齿刀的齿形精度和齿面精度作为修整效果的评价依据,从试验和实际加工出的插齿刀齿形两方面对金刚石微粉烧结棒和杯形砂轮修整碟形金刚石砂轮进行了对比试验研究。结果表明,杯形砂轮的修整效率高于金刚石微粉烧结棒的修整效率;杯形砂轮修整的碟形金刚石砂轮具有较高的磨削能力。     

滚珠丝杠粗糙度和螺距误差影响因素的正交分析

针对表面粗糙度和螺距误差对滚珠丝杠性能的影响,通过正交试验对磨削过程中影响滚珠丝杠粗糙度和螺距误差的因素:砂轮转速、修整进给速度、丝杠转速、磨削深度进行试验探究,确定各因素对滚珠丝杠性能影响的主次顺序和最佳组合。研究发现,磨削过程中,粗糙度最小的工艺参数组合为砂轮转速1 144 r/min,修整进给速度208 mm/min,丝杠转速16 mm/min,切削深度2μm。以上参数影响滚珠丝杠表面平均粗糙度的主次顺序为:砂轮转速→修整进给速度→磨床丝杠转速→切削深度。螺距误差最小的工艺参数组合为砂轮转速1 144 r/min,修整进给速度208 mm/min,丝杠转速16 mm/min,切削深度1μm。以上参数影响滚珠丝杠螺距误差的主次顺序为丝杠转速→磨削深度→修整进给速度→砂轮转速。     

金刚石砂轮V形尖端切向磨削修整试验研究

针对超硬模具微结构磨削过程中金刚石砂轮V形尖端几何精度难以保证以及修整困难等问题,提出碳化硅修整轮切向磨削修整方法,采用不同修整参数对树脂结合剂和金属结合剂金刚石砂轮V形尖端进行修整试验,并采用修整后的金刚石砂轮进行了微结构阵列磨削试验。结果表明:在一定的修整参数下,树脂结合剂和金属结合剂金刚石砂轮的尖端圆弧半径分别达到3.5μm和2.0μm;两种砂轮尖端圆弧半径随着修整轮进给速度、修整深度的增加而增大,随着金刚石砂轮转速和修整轮粒度号的增加而减小;金属结合剂金刚石砂轮修整效率较低,修整后的尖端圆弧半径较小。微结构阵列磨削结果表明,修整后的两种金刚石砂轮能够满足微结构加工,而且发现树脂结合剂金刚石砂轮加工的微结构表面质量较好,更易于实现延性域磨削。     

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。     

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。     

单晶金刚石微型刀具刃磨试验研究

采用金刚石砂轮对单晶金刚石微型刀具进行了刃口机械刃磨试验,利用莱卡光学显微镜观察了单晶金刚石刀具刃口和表面形貌,以研究不同参数对磨削过程的影响,通过优化相关参数来获得更好的单晶金刚石微型刀具并提高刃磨效率。试验选择砂轮粒度、磨削速度以及进给速率作为刃磨参数。通过正交试验设计,比较磨削力、刃口半径和表面形貌,从而筛选出最优参数。试验得出小粒度砂轮、较高磨削速度和中等进给速度可以得到较好的刃磨结果。     

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。     

多颗粒金刚石小砂轮磨削仿真及实验

建立了多颗粒金刚石小砂轮轴向进给磨削工程陶瓷的磨粒运动轨迹模型,通过改变砂轮转速、陶瓷件转速、轴向进给速度,揭示加工参数变化和磨粒运动规律的关系。通过不同加工参数下实际的陶瓷加工实验,分析了进给速度对边缘碎裂、磨削力、金刚石磨粒耗损的影响规律,得到的实验分析结果和仿真结果一致。实验运用了合适的实验方案和测力系统,并利用边缘检测和轮廓曲线拟合的方法实时追踪检测金刚石顶尖曲率半径变化来定性分析金刚石磨粒的磨损情况。研究结果为如何利用合理的进给速度控制陶瓷材料的边缘碎裂,减少工件和砂轮磨具的损伤提供了借鉴。     

微铣金属表面微沟槽结构的粗糙度及形貌分析

为了提高和改善微沟槽表面质量,设计了高速微铣削实验,研究了微沟槽底面表面粗糙度和侧壁残留毛刺的变化规律。从理论角度引入了已加工表面的形成机理,建立了微观表面粗糙度理论模型,提出了刀具跳动对侧壁形貌变化影响的规律。利用三轴联动精密微细铣削机床加工微细直沟槽,并选取主轴转速、轴向切深、进给速度、刀具跳动量和材料组织结构为研究因素。采用多因素正交实验和极差分析法,对表面粗糙度值进行数值分析。铝合金,钢和钛合金三类微沟槽底面对应的最佳表面粗糙度值变化范围分别为1.073~1.481 μm,0.485~0.883 μm,0.235~0.267 μm;无刀具跳动钛合金微沟槽壁毛刺的最大高度为7.637 μm,而当刀具存在0.3 μm的径向综合跳动量时对应的微槽壁毛刺的最大高度为21.79 μm。铣削参数对表面粗糙度值的影响按从大到小依次为进给速度、主轴转速、轴向切深,且随着进给速度和轴向切深的增大,表面粗糙度值增大;随着主轴转速的增大,表面粗糙度值先减小后增大;在相同加工条件下,若微圆弧刀刃无磨损,微刀具的跳动量对微直沟槽侧壁表面质量有较大影响。同时,不同金属材料特性也是影响微沟槽表面质量的潜在因素。     

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。     

GC杯型砂轮粒度与金刚石砂轮修整效率间的关系建模

在GC杯型砂轮修整金刚石砂轮修整机理以及实验的基础上,建立了GC粒度与碟形金刚石砂轮修整效率间的关系模型,通过模型的分析表明:不同粒度和浓度的金刚石砂轮应采用相应粒度的GC杯型砂轮来修整,浓度越低、粒度越小时应采用的GC颗粒越大,反之则越小。为检验模型的可靠性作了两个验证性实验,实验结果表明:该模型具有较强的实用性;100#粒度、100%浓度,200#粒度、100%浓度的树脂结合剂碟型金刚石砂轮分别采用60#和100#粒度的GC杯型砂轮修整时效率最高。最后,在模型及实验基础上分析了GC粒度与常用金刚石砂轮修整效率间的关系,并对模型的应用进行了推广。     

金刚石砂轮电解修整参数对工具阴极形状的影响

在金属结合剂成形金刚石砂轮电解修整过程中,电解参数对工具阴极的形状有显著影响。通过有限元法计算出阴极曲线形状,并与砂轮廓形比较,分析了砂轮廓形、修整电压、电解液电导率、电流效率和阳极砂轮表面的电流密度等参数对工具阴极形状的影响。     

A Study of the Mirror-Like Grinding of Sintered Carbide with Optimum In-Process Electrolytic Dressing

Sintered carbide is widely used as the material for tools and die moulds, but it is difficult to grind because of its brittleness and hardness. A superabrasive diamond wheel is required for mirror-like grinding of this material. The completion of in-process dressing of a superabrasive wheel makes possible effective precision grinding of sintered carbide. This study proposes a new in-process electrolytic dressing system for this purpose. Using optimum in-process electrolytic dressing, the surface roughness is improved and the grinding force is very low. Optimum in-process electrolytic dressing has proved to be a good method for obtaining efficiency and mirror-like grinding of sintered carbide.     

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。     

电磁耦合无级变速器的调磁及效率分析

详细分析了电磁耦合无级变速系统的工作原理及其调磁原理,在此基础上,利用有限元法对其进行二维有限单元和三维有限单元的分析,研究了电磁耦合无级变速器的磁场的相关特性及调磁对气隙磁场的影响。根据调磁对气隙磁场的影响,计算得出调磁对该系统效率的影响,研究结果为电磁耦合无级变速系统的控制策略及控制系统开发提供了基础。
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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.     

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。