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.     

金刚石滚轮成形砂轮修整器的结构设计

加工轴类工件时,经常会遇到尺寸精度要求高、表面粗糙度值小的各种圆弧的难加工问题,为了解决这一问题,本文提出采用成形磨削法进行圆弧的加工,并针对圆弧加工用的成形砂轮,设计出金刚石滚轮成形砂轮修整器。     

金刚石砂轮的修整

随着工业生产的高速发展,使用硬质合金的机械零件部件、刀具和立方氮化硼刀具等越来越广,而磨削加工硬质合金、立方氮化硼的适宜磨料是金刚石砂轮,因此,金刚石砂轮的使用也越来越广泛。 金刚石砂轮和其它磨料的砂轮一样,使用一段时间以后,由于磨料失去锐角而变钝,或者磨屑嵌塞缝     

金刚石滚轮成形砂轮修整器的结构设计

针对加工轴类工件时,常会遇到尺寸精度要求高、表面粗糙度值小的各种圆弧的难加工问题,提出采用成形磨削法进行圆弧的加工,并针对圆弧加工用的成形砂轮,设计出金刚石滚轮成形砂轮修整器。     

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。     

金刚石砂轮的简易修整法

我厂大批量生产永磁铁氧体元件,产品需要进行磨削加工。由于该材料属于难磨材料既硬又脆。为了提高生产效率我们采用金刚石砂轮进行磨削加工。虽然金刚石砂轮比较耐用,但是金刚石砂轮也和普通砂轮一样,磨削表面会产生磨钝和凹凸不平现象。使生产效率下降,产品加工面粗糙度增大,磨削精度降低。如遇这种情况普通砂轮可以用焊有大颗粒金刚石的修整器,进行修整后继续使用。而金刚石砂轮因无法用上述方法个整,只好换上一只新的砂轮。旧砂轮丢弃一旁十分可惜。我们通过现场检查分析,认为金刚石砂轮上压铸的磨削层有3mm厚,粘结的金刚石颗粒固然非常坚硬,但是结合剂却能容易地被磨削掉,失去结合剂的金刚石颗粒会自动地脱落,暴露出     

圆弧金刚石砂轮的修形及修锐技术研究

针对圆弧金刚石砂轮加工非轴对称非球面的平行磨削法中砂轮的修形精度要求较高，通常使用的水平圆弧杯状砂轮修整器很难保证加工精度的问题，提出带倾角圆弧修整器的设计方法。通过对修整器接触弧长的计算，修形延后率设计和修形补偿方法的研究及实验表明：新型圆弧修整器可满足高精度非轴对称非球面加工的要求。     

圆弧金刚石砂轮三维几何形貌的在位检测和误差评价

针对非球面光学元件加工对圆弧金刚石砂轮形状误差测量的需求,提出了砂轮三维几何形貌在位检测与误差评价方法。建立了砂轮外圆面螺旋扫描轨迹测量数学模型,利用位移传感器获取了砂轮表面轮廓数据;对得到的数据匀滑滤波后沿圆周展开并进行插值处理,得到砂轮三维几何形貌。然后,根据非球面平行磨削加工特点,提出评价圆弧砂轮形状精度的指标。通过提取三维几何形貌轴截面轮廓,进行最小二乘圆弧拟合得到不同相位处的圆弧半径与圆心坐标,并由误差分离获得砂轮表面圆弧的圆度误差、圆周跳动误差及轮廓圆心轴向偏差。最后,对非球面加工圆弧金刚石砂轮进行检测,获得了砂轮的三维几何形貌以及多个关键尺寸及其误差数据:即圆弧金刚石砂轮的平均圆弧半径为55.442 3mm,半径波动极差为0.16mm,中央±8mm环带内圆弧的圆度误差约为5μm,圆周跳动误差约为2μm,截面轮廓圆心轴向位置相对偏差为0.008mm。根据检测结果,进行了大口径复杂非球面磨削实验,得到的元件面形P-V值为4.62μm,RMS值优于0.7μm,满足工程的实际需求。     

圆弧形砂轮精密修整及其声发射在线监测技术

针对球面、非球面及自由曲面超精密磨削加工用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）磨棒的端部在位精密修整方法及修整过程的声发射在线监测技术。基于圆弧形金刚石砂轮的结构特性,制订圆弧形金刚石砂轮的在位精密修整与修整过程的声发射在线监测技术方案。依据修整与在线监测方案,对D64圆弧形金刚石砂轮进行修整实验及其声发射信号采集,修整后跳动误差小于10μm,比修整前减小30μm左右,砂轮精度显著提高。利用声发射信号均方根值获取砂轮修整结束的特征预警阈值,实现了旋转GC磨棒端部在位精密修整过程的在线监测以及修整结束时间的准确判断,可以有效提高球面非球面磨削加工过程的效率。     

金刚石砂轮的激光修整技术研究

利用二氧化碳激光器进行了激光修整青铜结合剂和树脂结合剂金刚石砂轮的试验,借助光学显微镜观察了激光作用后金刚石砂轮表面的微观形貌,分析总结了激光修形金刚石砂轮的各种特征现象。研究结果表明,激光修整后的金刚石砂轮表面具有良好的修整效果。激光修整技术是一种很有前途的新技术。     

Precision Grinding of Reaction Bonded Silicon Carbide Using Coarse Grain Size Diamond Wheels

Reaction bonded SiC(RBSiC) is attractive for optical application because of its favorable properties and low fabrication cost. However, the difficultness and cost involved in RBSiC grinding limit its application. The investigation on high efficient and low-cost machining with good grinding quality is desired. Generally, high efficient machining for RBSiC is realized by using coarse grain size grinding wheels, but serious grinding damage is inevitable. In this paper, monolayer nickel electroplated coarse grain size diamond grinding wheels with grain sizes of 46 μm, 91 μm, and 151 μm were applied to the grinding of RBSiC. An electrolytic in-process dressing(ELID) assisted conditioning technique was first developed by using cup shape copper bonded conditioning wheels with grain sizes of 15 μm and 91 μm to generate the conditioned coarse grain size wheels with minimized wheel run-out error within 2 μm, constant wheel peripheral envelop as well as top-flattened diamond grains. Then, the grinding experiments on RBSiC were carried out to investigate the grinding performance and material removal mechanism. The experimental results indicate that the developed conditioning technique is applicable and feasible to condition the coarse grain size diamond wheels under optimal conditioning parameters, and the material removal mechanism involved in RBSiC grinding is the combination of brittle fracture and ductile deformation to generate smooth ground surface. This research is significant for the high efficient and low-cost precision grinding of RBSiC with good ground surface quality.     

成型砂轮数控修整装置的研制与试验

基于渐开线插补原理,研制了一种利用金刚轮作为修整工具的成型砂轮修整装置,并在自主研制的数控成形磨齿机上成功进行了砂轮修整试验,实现了成型砂轮的在机修整。试验结果表明,该装置调整方便,砂轮修整质量高且稳定。     

气中放电辅助修整金刚石砂轮试验的灰色关联分析

针对在线修整数控光学曲线磨床上的金刚石砂轮时不得使用任何冷却液的要求，提出了一种新型的基于气中放电辅助金刚石砂轮在线修整法，它把气中火花放电修整法和金刚石笔机械修整法有机结合在一起，能实现光学曲线磨床上金刚石砂轮的高效、高精度、低成本和不使用任何冷却液的在线修整。对1A1／T2200×6×20×4MBD ,120／140M75型号的砂轮进行了在线修整正交试验，并用灰色关联分析方法考察了影响修整效率、修整后砂轮圆度及砂轮直线度、金刚石笔磨损率4个指标的各种因素的主次，并且就修整深度、电源电压、进给量和放电间隙4个试验因素对以上指标的影响程度进行了研究，结果表明该方法对气中放电辅助修整金刚石砂轮科研工作具有指导意义。     

单层钎焊金刚石砂轮的精密修整及效果评价

单层钎焊金刚石砂轮作为一种新型的磨削工具,具有磨粒固结强度高、磨粒出露大、容屑空间大等优点,比较适合高效率大切深的强力磨削,然而这种工具对高性能的脆性材料的精密磨削却比较困难.本文通过两种精密的修整工艺,使得加工表面质量大大提高.通过观察砂轮磨粒形态的变化可知,磨粒在修整过程中存在有磨损钝化、破碎、表面粘附等现象;通过对砂轮轮廓的激光测量可知,砂轮的磨粒等高性在修整过程中是明显改善的.通过修整磨粒粒径300μm的钎焊砂轮磨削氧化锆的表面粗糙度达到了Ra0.2μm.     

复合电加工修整金刚石砂轮的研究

复合电加工修整金刚石砂轮技术,其方法简单实用,不仅能够修整金属结合剂的砂轮,也能修整树脂结合剂的砂轮。详细介绍了复合修整机理及修整效果。     

金属结合剂金刚石砂轮的研究进展

介绍了用不同方式制造的金属结合剂金刚石砂轮的工艺特点及其应用 ,着重分析了单层高温钎焊金刚石砂轮的工艺优势、存在的问题及发展前景     

F-Theta自由曲面透镜的精密与镜面磨削

针对光学玻璃的F-Theta自由曲面透镜加工困难等问题,提出将金刚石砂轮的椭圆环面代替圆环面,进行F-Theta自由曲面磨削加工,研究形状误差的补偿磨削方法和光学玻璃的镜面磨削工艺。根据F-Theta透镜的自由曲面建立砂轮与工件相切的刀具轨迹法向算法。采用#46粗金刚石砂轮修整成椭圆环面,提出自由曲面磨削的法向误差补偿加工模式。最后,采用#3000超细金刚石砂轮的椭圆环面进行轴向磨削试验。试验结果表明:传统的垂直误差补偿磨削可减小面形误差45.9%及其PV值11.6%;而新提出的法向误差补偿磨削可减小面形误差47.9%及其PV值41.5%。此外,超细砂轮磨削可使得自由曲面的粗糙度达到28 nm,其镜面磨削工艺有别于较粗砂轮磨削工艺。因此,椭圆环面砂轮的法向补偿磨削是提高自由曲面加工精度的有效方法,而且,无需研磨抛光就可以实现光学玻璃的自由曲面镜面磨削。     

全陶瓷球轴承套圈沟道精密磨削用砂轮修整试验

为提高金刚石圆弧砂轮外缘轮廓精度,减少全陶瓷球轴承套圈沟形误差,采用金刚石碟片对树脂基金刚石圆弧砂轮进行修整;对比修整前后砂轮的表面形貌及套圈沟形误差,验证砂轮的修整效果。修整后砂轮表面出现光泽,露出表面的金刚石磨粒明显增多,部分金刚石磨粒破碎,形成新切削刃或脱落,增大容屑空间;修整前沟形误差的平均值为5.823μm,修整后为2.799μm,减小了51.93%;修整前沟道表面粗糙度Ra平均值为0.316μm,修整后为0.239μm,减小了24.37%。试验结果表明,采用金刚石碟片磨削修整法能有效提高圆弧砂轮外缘轮廓精度,改善砂轮表面形貌,大幅度减小全陶瓷球轴承内圈沟形误差和表面粗糙度。     

进给速度对磨削金属陶瓷刀片精度的影响

研究了进给速度对金刚石砂轮磨削金属陶瓷刀片精度的影响,通过试验得出了最佳的工作参数。