氮化硅陶瓷轴承套圈滚道的高效高质量磨削试验研究

为提高氮化硅陶瓷圆柱滚子轴承套圈滚道的表面质量及磨削效率,使用超高速万能外圆磨床对套圈滚道进行高速磨削试验,分析了工件线速度、砂轮线速度和进给速度等磨削参数对套圈滚道磨削表面质量与磨削效率的影响机制与规律。试验结果表明,套圈滚道表面粗糙度随着工件线速度及砂轮线速度的增大呈先减小后增大的趋势,随着进给速度的增大而增大;当磨削速比为200时,随着砂轮线速度的增大,套圈滚道表面粗糙度变化不大,比磨除率增大,磨削效率提高;当砂轮线速度为150 m/s、工件线速度为0.75 m/s时,进给速度的增大使比磨除率增大,但套圈滚道表面质量变差;在试验条件下,套圈滚道高速磨削后表面粗糙度值在0.065 0～0.098 5μm范围内,满足精密加工要求。为提高磨削效率,推荐磨削速比为200、砂轮线速度为120～150 m/s和进给速度为18～28μm/min。     

铝基金刚石精密磨削工艺实验研究

铝基金刚石新型复合材料是我国航天、电子封装等领域不可或缺的材料,但对其精密加工十分困难。采用ELID磨削技术对铝基金刚石进行精密磨削加工试验研究,探究不同磨削工艺参数对铝基金刚石加工表面质量的影响规律,并对各因素工艺参数进行优化。得出磨削深度9.3μm,砂轮线速度36 m/s,占空比63.7%电解电流11.5 A的最佳工艺参数组合,加工出表面粗糙度Ra=149 nm的表面。     

镁铝尖晶石的塑性域磨削

为了避免和减小镁铝尖晶石在研磨工艺中产生的亚表面损伤,研究了合理控制磨削参数,实现镁铝尖晶石塑性域磨削的方法。分析了镁铝尖晶石的脆塑转变机理,采用不同尺寸规格的金刚石砂轮磨粒和改变砂轮进给量等参数进行了大量实验,探索了镁铝尖晶石的塑性磨削条件及影响因素,实现了镁铝尖晶石的塑性域高精度磨削。采用VG401MKⅡ型超精密磨床和3000#金刚石砂轮,设定砂轮速度为20m/s,工件速度为0.3m/s,进给量为0.5~3μm/r进行了磨削实验。结果显示:当金刚石砂轮磨粒的平均尺寸小于8μm时可以实现镁铝尖晶石的塑性磨削,其表面粗糙度Ra可以达到2.291nm,透光率可提高17%。研究结果表明,砂轮的平均磨粒尺寸和砂轮进给量对镁铝尖晶石材料的表面加工质量影响很大,该结果为研究磨削高质量镁铝尖晶石表面提供了依据。     

电火花—ELID磨削复合法加工铝基金刚石试验研究

采用电火花—ELID磨削复合法对铝基金刚石进行精密磨削加工试验,探究不同工艺参数对铝基金刚石加工表面质量的影响规律,并对工艺参数进行优化。试验结果表明,采用放电电流为16A、放电电压为90V、脉冲宽度为30μs、铜极转速为400r/min电火花加工工艺参数进行粗加工,采用电解电压为70V、占空比为60%、砂轮进给量为0.8μm/次、砂轮转速为2880r/min的ELID磨削工艺参数进行精密加工,可实现铝基金刚石材料的精密加工,并获得了表面粗糙度Ra=136nm的铝基金刚石加工样件。     

基于正交实验的氧化锆陶瓷套圈内圆磨削研究

采用树脂结合剂金刚石砂轮磨削氧化锆陶瓷套圈内圆,分析了各磨削工艺参数包括砂轮的粒度、线速度(vs)、轴向振荡速(fa)和径向进给速度(fr)对氧化锆套圈内表面粗糙度的影响。利用正交实验,通过回归分析得到加工表面粗糙度的回归方程。实验结果表明,金刚石砂轮的粒度是对加工表面粗糙度影响最大的因素,随着砂轮粒度的减小,加工表面粗糙度呈明显下降的趋势,而砂轮的线速度、轴向振荡速和径向进给速度的变化对加工表面粗糙度的影响均不显著。     

微晶玻璃塑性域超精密磨削加工的研究

本文对微晶玻璃脆性材料的超精密磨削加工作了大量的实验研究。研究结果表明 ,对于微晶玻璃等脆性材料 ,其表面粗糙度主要与砂轮的平均磨粒尺寸、砂轮速度、进给量及磨削深度等因素有关。当采用超精密磨床并在 vs=12 0 0 m/ min、f=0～2 0 0μm/ rev、ap=0 .1～ 10μm条件下磨削时 ,只有当金刚石砂轮的平均磨粒尺寸低于 2 0μm,才能在塑性磨削模式下加工出高质量的光滑表面 ,其磨削后的表面粗糙度为 rms:8.0 2 1nm、Ra:6.2 0 0 nm。     

某航天型号轴类工件的ELID精密磨削加工工艺技术研究

为了探究SiCp/Al复合材料轴类工件精密加工的新途径,采用ELID精密超精密磨削加工技术,对其进行精密加工试验,并分析加工机理及试验影响因素。试验结果表明:砂轮转速、进给量、磨削深度和进给速度是影响表面加工质量的主要因素。当砂轮转速在1 500 r/min、磨削深度是3μm和进给量为0. 25μm时,磨削效果最佳,可以有效地提高加工效率,改善工件表面加工质量,得表面粗糙度R_a为0. 163μm、圆柱度为0. 85μm的已加工表面。     

磨削工艺参数对硬质合金刀具磨制损伤的影响

硬质合金刀具被广泛应用于航空航天、汽车、冶金等高端制造领域。硬质合金刀具的生产通常采用金刚石砂轮磨削加工,因此,砂轮的磨削工艺参数对刀具的成品质量有重要影响。本试验通过改变砂轮的线速度及进给速度加工硬质合金麻花钻,加工完成后,采用超景深显微镜、白光干涉仪和扫描电镜对钻头的磨削表面以及亚表面进行检测,分析砂轮进给速度及线速度对加工损伤的影响。结果表明：砂轮进给速度和线速度越大,锯齿量越大;当线速度与进给速度较小时,钻头的主切削刃易出现微崩刃现象;砂轮进给速度越大,钻头后刀面表面粗糙度越大;砂轮线速度越大,钻头后刀面表面粗糙度越小;钻头后刀面处的亚表面最大损伤深度随线速度的增大而减小;当线速度30m/s、进给速度160mm/min时,钻头的磨削损伤最小。     

铝基复合材料专用ELID磨削液的开发

铝基复合材料加工过程中铝基体易软化涂抹产生积屑瘤,存在砂轮严重堵塞、刀具磨损严重、加工表面质量低和加工精度低等加工难题。在研发的已有塑性材料和硬脆材料ELID磨削液基础上,根据铝基复合材料的机械加工性能,开发适合铝基复合材料磨削特点的专用ELID磨削液,既能使金属结合结砂轮中的金属和粘附在砂轮表面的铝基磨屑电解去除达到修锐砂轮的作用,又能在被加工铝基材料表面上形成一层抗腐蚀氧化膜减少划伤,减小其残余加工应力,提高其加工质量和加工精度,实现铝基复合材料的精密磨削加工。实验结果证明:采用该磨削液磨削体积分数60%的铝基碳化硅复合材料,表面粗糙度Ra可达0.098μm,比采用普通磨削液的粗糙度减小了0.016μm。     

ALON高陡度薄壁保形非球面的超精密磨削工艺

为了实现新型红外陶瓷ALON高陡度薄壁保形非球面的超精密磨削加工,首先根据ALON的材料属性和高陡度薄壁保形非球面的结构特性,进行了其超精密磨削加工工艺性分析,并基于有限元计算方法,完成了面向ALON高陡度薄壁保形非球面的精密夹具的设计以及关键参数的优化。然后完成了ALON的超精密磨削工艺实验,工艺实验结果表明减小工件转速和砂轮粒度都会降低ALON的平均表面粗糙度Ra值,但砂轮粒度对磨削后ALON的表面粗糙度影响更显著。最后实现了ALON高陡度薄壁保形非球面的超精密磨削加工,磨削后的ALON高陡度薄壁保形非球面的面形精度PV值为2μm,表面粗糙度Ra值可达8.6nm。