ELID 磨削工艺控制研究

砂轮表面氧化膜的形成规律与特性对ELID超精密磨削质量有着重要的影响。研究在ELID磨削中氧化膜的形成规律,基于电化学基本原理,模拟砂轮表面氧化膜形成过程,并分析金刚石砂轮电解预修整过程中氧化膜的生长规律。在此基础上,总结出控制氧化膜生长的几个主要因素之间的关系,分析和确定氧化膜生长厚度与电压之间的关系,应用循环结构编程设计实现ELID磨削工艺控制。     

ELID磨削砂轮表面氧化膜状态的表征

在线电解修整磨削(ELID)是一种电化学加工技术,可在磨削过程中对铸铁基砂轮进行连续修整,非常适合硬脆材料的超精密镜面加工.在ELID磨削过程中,砂轮表面氧化膜的状态对ELID磨削影响重大,在磨削过程中维持良好的氧化膜状态是获良好表面质量的前提保证.本文通过粘附性实验,建立了氧化膜的状态归一化模型,利用在ELID磨削过...     

基于砂轮径向振动主动控制的ELID内圆磨削

在线电解修整(ELID)磨削过程中砂轮表面会生成一层具有一定厚度的氧化膜,其刚度远小于工件及砂轮结合剂的刚度,可以有效衰减磨削过程中的振动。将ELID技术应用到无心内圆磨削中,通过调节电解参数来改变氧化膜的状态,进而对砂轮径向振动进行控制。通过试验研究了电解参数的改变对砂轮径向振动的影响规律,并基于此规律设计了控制器,对磨削过程中的砂轮径向振动进行了主动控制磨削试验。试验结果表明,该控制器可以将磨削过程中的砂轮径向振动控制在设定值附近,维持ELID磨削的稳定。在实际的ELID内圆磨削中,可以先将砂轮径向振动控制在较高值,以实现较大的材料去除率;一段时间后再将砂轮径向振动控制在较低值,以提高工件表面质量。     

在线电解修整磨削氧化膜研究现状及展望

在线电解修整（ELID）镜面磨削加工中,电解作用会使砂轮表面生成一层具有绝缘作用的氧化膜,该氧化膜可以减缓和阻止进一步电解,避免砂轮损耗过快;同时,氧化膜可容纳、承托大量因电解而脱落的磨粒,使得砂轮的磨削类同游离磨粒的研磨、抛光作用,有利于提高磨削表面质量。氧化膜在整个磨削过程中发挥着至关重要的作用,直接影响着ELID磨削加工表面质量和磨削效率。详细阐述了ELID磨削过程中氧化膜的成膜过程及表征方法、氧化膜的物理/化学特性、氧化膜成膜影响因素等方面的研究进展,并对ELID磨削氧化膜下一步的研究重点进行了展望。     

基于砂轮电火花整形的ELID磨削实验研究

在ELID精密镜面磨削机理和氧化膜状态表征的理论指导下,通过对电火花粗整形和精整形后形成硬质层和去除硬质层的金属结合剂金刚石砂轮进行ELID电解对比实验,研究了3种砂轮ELID电解电流曲线和电解后砂轮表面氧化膜的变化,实验并分析不同砂轮电解后对GCr15轴承钢加工表面粗糙度的影响。实验结果证明:电火花整形后的砂轮,表面硬质层阻值较大,不宜直接用于ELID精密镜面磨削加工;电火花整形技术可以有效提高砂轮表面的强度和硬度,能够提高砂轮的耐磨性;为保证砂轮表面形成的硬质层最薄,电火花精整形时需选用较小的放电参数。     

ELID磨削氧化膜厚度测量方法研究

在ELID磨削原理的基础上,分析了ELID磨削过程中氧化膜的生成和作用机理以及氧化膜的生长规律;综合评述了氧化膜厚度的离线测量方式以及用ELID磨削加工过程中的电压电流值的大小间接表征氧化膜的状态的最新进展。同时提出了基于LabVIEW开发平台,利用激光位移传感器和电涡流位移传感器的组合在线直接测量氧化膜的厚度的方法。     

塑性材料专用ELID磨削金属结合剂砂轮的研制

本文在已有通用型ELID磨削用金属结合剂砂轮的基础上，根据塑性材料磨削的特点和ELID磨削过程特点以及在ELID磨削过程中砂轮电解修锐作用及生成钝化膜的效应，通过调整合金中各种成分的搭配比例，适量地增添四氧化三铁，使其有良好的电解成膜特性，优化出专用ELID磨削砂轮(BJUTL-SXI型)。     

ELID磨削预修锐与氧化膜成膜的影响因素

设计了蓝宝石ELID(在线电解修整)磨削工艺的实验装置和实验方案.基于电化学理论,建立了蓝宝石ELID磨削预修锐氧化膜形成的数学模型,定性分析了氧化膜的成膜过程,并通过磨削实验,研究了极间间隙、电压等工艺参数对预修锐时间的影响规律,揭示了氧化膜厚度和生长速率的变化规律,提出了基于厚度、粘附力和孔隙率,并考虑预修锐时间的氧化膜状态的评价表征方法,对极间间隙、脉冲频率、电压和砂轮转速等ELID电解加工参数进行了优化.实验获得最佳加工条件为极间间隙0.5 mm,脉冲频率90 kHz,电压120 V,砂轮转速1500 r/min.     

在线电解修锐(ELID)磨削液的成膜特性实验研究

ELID技术是金属结合剂超硬磨料砂轮修锐的一种重要方法，ELID磨削液的选择是否合理将直接影响修锐的质量和效率。磨削液成份种类的选择以及它们之间的配比关系对砂轮表面氧化膜的生成速度、硬度、致密性、粘附性、以及绝缘性等方面都有很大的影响。本文针对青铜结合剂金刚石砂轮，对几组不同配比关系的磨削液进行了电解及成膜能力实验，通过观察电解过程电流的变化规律以及电解后阳极表面生成氧化膜的质量，较准确地对磨削液的成膜特性进行了评定，确定了磨削液配比优化方案，为青铜结合剂金刚石砂轮ELID磨削的实现奠定了理论与实验基础。     

ELID磨削钝化膜弹簧刚度计算模型研究

钝化膜在ELID磨削中具有至关重要的作用。结合磨削原理建立了ELID磨削钝化膜弹簧刚度计算模型,对计算模型进行了理论分析及仿真研究,并进行了实验验证。研究表明,ELID磨削钝化膜弹簧刚度计算模型可以很好表征ELID磨削过程中弹簧刚度的动态变化,这一特性对ELID磨削表面质量的提高起到显著作用。     

ELID磨削预修锐阶段砂轮表面氧化膜厚度测量及生长特性

针对ELID磨削砂轮表面氧化膜的厚度测量及生长特性,采用激光和涡流传感器进行氧化膜的厚度模拟测试,以验证测量系统的准确性,并在预修锐阶段对氧化膜的生长特性进行观察。研究结果表明：在前期,氧化膜沿砂轮半径向内生长的速度大于向外生长的速度,且基本呈线性生长,氧化膜生长速度最快;在后期,向内生长速度减缓,向外生长速度稍快,但氧化膜总体生长速度变慢。       

在线电解修整磨削液研究现状及其展望

在线电解修整(electrolytic in-process dressing,ELID)镜面磨削过程中,磨削液的成份及配比对砂轮表面氧化膜的生成速度、致密性、黏附性以及绝缘性等都有着很大的影响,磨削液的配比及优化成为ELID磨削过程中的关键技术之一。主要介绍了ELID磨削液的成分配比、磨削液对氧化膜的影响以及ELID磨削液改进这几个方面的研究进展,并对ELID磨削液下一步的研究重点进行了展望。     

Precision grinding of bearing steel based on active control of oxide layer state with electrolytic interval dressing

The oxide layer state directly relates to machining quality in electrolytic in-process dressing (ELID) grinding. In this paper, intermittent grinding control strategy was used to monitor and control the state of the oxide layer in interval ELID (ELID II) grinding. Some experiments were implemented based on active control of the oxide layer state. The influence of dressing current, wheel speeds, and grit size on surface roughness and waviness has been discussed in detail with ELID II grinding for bearing steel. The experimental results illustrate that the ELID II method can realize a stable grinding process based on active control of the oxide layer state. The surface roughness (Ra) and waviness (Wa) increase with increase of the dressing current. When the dressing current is constant, Ra and Wa reduce as wheel speed increases and decrease as grain size of wheel decreases. The experimental results also show that sufficient abrasive protrusion can be ensured in ELID II grinding, especially for grinding with a W2.5 super-abrasive wheel which may produce a very smooth surface quality, Ra 0.0166 μm and Wa 0.018 μm.     

超声ELID复合内圆磨削时电参数对氧化膜的影响

通过Labview对试验中电压电流的测试,用VHX-2000超景深显微镜对氧化膜进行观测,分析了超声ELID复合磨削电参数与砂轮表面氧化膜之间的关系。研究结果表明,电参数的选择决定了砂轮结合剂发生电解反应溶解去除的速度以及砂轮表面生成氧化膜的厚度,进而影响砂轮的磨削性能和工件的磨削质量。     

SUS304不锈钢ELID镜面磨削正交化实验研究

SUS304不锈钢具有高耐腐耐磨性和良好的综合性能而被广泛应用,但其高韧性和低导热性使传统的SUS304不锈钢磨削或车削工艺存在一定困难。在线电解修整ELID(Electrolytic in-process dressing)磨削技术能有效地用于SUS304不锈钢镜面磨削加工。本文主要对SUS304不锈钢进行ELID镜面磨削正交化实验研究以获得合理的工艺参数。首先利用#325砂轮进行7个影响因素2水平的正交磨削实验,获得初步的优化参数,然后利用#1200砂轮进行3个影响因素2水平的正交镜面磨削实验。通过改变削件砂轮转速、X和Y平台移动速度、进给率和ELID电源件等各种磨削条件,获得优化后的磨削工艺参数,进行了相应的磨削验证,并讨论了工艺参数对磨削特性的影响。研究了不同砂轮磨粒对表面粗糙度的影响,使用#8000金刚石砂轮对SUS304不锈钢镜面磨削,获得表面粗糙度Ra=3.6 nm。