陶瓷轴承外圈内圆磨削力与表面质量研究

为了探究陶瓷轴承外圈内圆(简称外圆)磨削力以及磨削力对表面质量的影响机制,通过磨削实验首先获得了不同磨削参数对外圆磨削力的影响规律,其次得出了旋转磨削力与表面粗糙度和表面去除方式的关系。结果表明,随着砂轮速度减小,进给量和工件转速增加,陶瓷外圆磨削法向与切向磨削力均增加,且法向磨削力是切向磨削力的3倍左右;当磨削力增大,磨削表面由塑性去除向脆性去除转变,表面粗糙度值增大,表面质量变差。在陶瓷轴承外圆磨削时可适当选用较高的砂轮速度、较小的进给量和工件转速以保证表面加工质量和加工效率。     

氧化锆陶瓷沟道磨削表面质量研究

在氧化锆陶瓷沟道磨削中,为提高表面质量,并提高磨削效率、降低成本,采用单因素实验切入式磨削沟道,研究工艺参数对氧化锆陶瓷沟道表面质量的影响规律及材料的去除机理,并通过扫描电子显微镜,观察磨削后的表面形貌,在单因素实验基础上进行正交实验,对工艺参数进行优化.实验结果表明,表面粗糙度值Ra、R3y 、Rz随磨削深度、砂轮线速度、工件进给速度增大而减小;优化组合参数为磨削深度20 μm、砂轮线速度40 m/s、工件进给速度7 000 mm/min.为提高磨削效率、降低成本,可以适当提高磨削深度,适当的增加磨削热量有利于降低表面粗糙度;采用切入式方法磨削沟道,磨削内圈沟道时,尽量选用半径较大的金刚石砂轮;存在适当大小的峰谷高度差,波谷可以起到储油作用,有助于轴承润滑,减少轴承磨损.     

工艺参数对cBN砂轮加工TC4钛合金磨削性能的影响

采用自制的陶瓷结合剂cBN砂轮,对TC4钛合金棒材进行了外圆磨削加工,研究了cBN砂轮的工作速度以及进刀量对砂轮磨削性能的影响。实验结果表明:当进刀量恒定时,随着砂轮转速的提高,砂轮的磨耗比上升,砂轮承受的磨削力和加工工件的表面粗糙度值Ra下降。当砂轮转速恒定时,随着砂轮进刀速率的增大,砂轮的磨耗比下降,砂轮承受的磨削力和加工工件的表面粗糙度值Ra上升。当砂轮工作速度为60m/s、进刀量为0.3mm/min时,cBN砂轮对TC4钛棒的磨耗比为1004,砂轮承受切向磨削力为207N,加工后的TC4钛棒的表面粗糙度为Ra0.28μm。     

钎焊金刚石砂轮磨削YG8硬质合金的试验研究

采用细粒度钎焊金刚石砂轮(粒度100/120)对YG8硬质合金进行磨削性能评价。结果表明:法向磨削力和切向磨削力均随着砂轮线速度的增大而减小、随着工件进给速度和磨削深度的增加而增大,其中磨削深度对磨削力的影响最大;法向磨削力与切向磨削力存在线性关系,其比值约为4.17;砂轮/工件接触面符合库伦摩擦定律,滑动摩擦系数为0.24;磨削后工件表面粗糙度随着砂轮线速度的增加而下降、随着进给速度和切深的增加而增加,其垂直方向粗糙度0.6~0.9μm,平行方向粗糙度0.05~0.2μm。     

氮化硅陶瓷球面磨削亚表面损伤研究

对磨削加工后的氮化硅陶瓷球面元件进行亚表面损伤深度研究,分析亚表面损伤产生的原因。采用圆形截面抛光法,获得不同磨削工艺参数组合下的氮化硅陶瓷球面元件磨削亚表面损伤深度值。实验研究砂轮磨粒尺寸、砂轮线速度、砂轮直径、进给速度等对元件亚表面损伤深度的影响。结果表明,在实验条件下,亚表面损伤深度随砂轮直径、砂轮线速度的增大而减小,随砂轮磨粒尺寸和进给速度的增大而增大。基于单颗磨粒法向磨削力和当量磨削厚度结合实验结果采用回归分析方法建立了亚表面损伤深度预测模型,可用于指导磨削工艺参数优化和后续光整加工阶段加工余量分配。     

氧化锆陶瓷磨削工艺优化和粗糙度控制研究

为了探究工程陶瓷超精密加工技术的工程应用,深入研究了金刚石砂轮磨削氧化锆陶瓷工件的表面粗糙度.利用正交实验相关性质,分析影响粗糙度值Ra的因素.除此之外,通过单因素实验,获得最佳磨削工艺参数,并利用Matlab计算出氧化锆陶瓷磨削表面粗糙度值的经验公式.结果显示,氧化锆陶瓷磨削表面粗糙度值Ra与磨削参数密切相关,随磨削深度、砂轮线速度、工件进给速度的提高总体上呈先减小后增大的趋势,且各磨削参数的变化对工件表面粗糙度值Ra影响主次顺序是磨削深度>砂轮线速度>工件进给速度.通过与粗糙度测量值比较,预测值最大相对误差小于5％,表明经验公式具有较好的预测效果,为实际加工提供了理论依据.     

钎焊金刚石微刃砂轮的制备及其磨削AlSiC的性能研究

钎焊金刚石砂轮具有磨粒结合强度高、出刃高、不易堵塞等优点。但细粒度钎焊金刚石砂轮的制备还存在难点。文章提出了一种钎焊金刚石微刃砂轮的制备方法:使用脉冲激光在有序排列钎焊金刚石砂轮表面加工出微刃结构,并研究了钎焊微刃砂轮加工70%SiC体积分数的AlSiC复合材料的磨削性能,对比了钎焊金刚石微刃砂轮和普通钎焊金刚石砂轮在不同磨削参数下的磨削力。研究发现,钎焊金刚石微刃砂轮的磨削力比普通钎焊金刚石砂轮的小;通过观察被加工材料的表面微观形貌,相比普通钎焊砂轮,钎焊金刚石微刃砂轮可以获得更好的AlSiC复合材料磨削表面质量。     

氮化硅陶瓷磨削温度特性与表面质量研究

为研究氮化硅陶瓷的磨削温度特性与温度特性对加工后表面质量的影响.运用ABAQUS有限元软件建立单颗金刚石磨粒磨削陶瓷模型,在仿真的基础上进行磨削陶瓷的对比实验,探究干湿磨两种情况下磨削温度场、磨削力以及表面质量三者的关系.仿真与实验得出:在干/湿磨不同情况下磨削力与磨削温度随接触时间的变化趋势一致;干/湿磨时的磨削表面下温度变化幅度有所不同;干磨后的表面粗糙度值比湿磨小、表面形貌比湿磨好.结论 为磨削力是影响磨削区温度变化的主要因素;随着磨削表面下深度的增加,湿磨下的磨削温度变化幅度大于干磨,且温度变化幅度对其加工后表面特性与裂纹的产生有所影响;在小切深缓进给时干磨条件下的表面粗糙度与微观形貌要优于湿磨条件下.     

电解-磁力复合研磨镍基高温合金实验研究

为了改善镍基高温合金GH4169制造零部件的表面质量,降低其表面粗糙度,提出了一种高效率的电解-磁力复合研磨光整加工方法。设计了电解-磁力复合研磨光整加工的试验装置,与单纯磁力加工对比,对不同加工工艺下所得合金表面的表面粗糙度、表面成分、表面残余应力进行分析。结果表明,在同等条件下,复合研磨使表面粗糙度由Ra 6.3μm降至Ra 0.8μm,完善了表面质量且加工效率提高56%;加工后表面成分无太大变化;使表面残余应力由+215 MPa转变为-186 MPa,从而获得更好的表面应力状态。     

单向碳纤维增强塑料磨削加工性能

碳纤维增强塑料因具有优异的力学性能,在航空航天等领域有重要应用。通过单向碳纤维增强塑料(CFRP)的平面磨削实验,研究了塑料增强方向对CFRP磨削加工性能的影响。研究发现,单向塑料基复合材料磨削时,由于纤维增强塑料的各向异性,磨削力与加工表面粗糙度均呈现明显的规律性。其中,在加工参数砂轮转速为1500 r/min,进给速度为5 m/min和切削深度50μm的条件下,最大和最小磨削力分别为42和10 N,而且,磨削力符合规律:法向>纵向>横向。通过对磨削加工表面显微形貌的分析,揭示了塑料基复合材料磨削微观多向材料的去除机理。研究结果不仅对拓展CFRP的应用具有重要的经济意义,同时,能够为复合材料精密加工提供一定的理论和实验支撑。     

镜面磨削工艺参数的选择与设计

镜面磨削主要取决于机床精度、切削用量和砂轮的选择与修整。文章主要研究在MG1432高精度万能外圆磨床上,通过在磨削工艺过程中改变修整砂轮时工作台速度、磨削时工作台速度、工件线速度和过余进给量四个因素探索对工件粗糙度的影响。其实验条件为：使用树脂结合剂白刚玉石墨砂轮;工件为GCr15（HRC60）;修整工具为锋利的单颗粒金刚石修正笔,最终实现镜面磨削的工艺效果。     

ELID磨削后石材的表面微观特性研究

用不同粒度金刚石砂轮及ELID技术精密磨削两种典型的天然石材，跟踪观察天然石材在ELID磨削过程中表面形貌变化、加工后的表面粗糙度以及表面光泽度，并通过扫描电子显微镜和三维表面构造分析仪分析加工后的石材表面。实验结果表明，利用超细粒度金刚石砂轮进行ELID磨削可在石材主要矿物上获得粗糙度极低的光滑表面，但无法消除石材与生俱来的裂隙、晶界等缺陷，正是这些缺陷限制了表面光泽度的进一步提高。     

磁力光整加工SLM Inconel625合金的工艺优化

激光选区熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)制备的Inconel625合金存在表面质量较差的问题，采用磁力光加工技术(Magnetic Abrasive Finishing,MAF)提高成形侧表面的表面质量。通过主轴改造后的XK7136C数控铣床作为加工平台，采用雾化快凝法制备的CBN/Fe基球形磁性磨料对SLM Inconel625合金进行磁力光整试验研究。基于响应曲面法，经磁力光整后样件的表面粗糙度值(R_a)为响应值，对主轴转速、进给速率和加工间隙进行优化。在主轴转速1200 r/min，进给速度13 mm/min，加工间隙2.2 mm的条件下研磨40 min，试验结果表明：样件的表面粗糙度值由初始的0.700μm下降至0.043μm，磁力光整加工后样件表面不规则凸起和划痕均被去除，表面质量得到极大的改善。     

电解-磁力研磨钛合金的工艺参数优化

为了改善钛合金零部件的表面质量,降低其表面粗糙度,基于电解-磁力研磨复合加工工艺,选用烧结法制备的Al_2O_3系球形磁性磨料,对钛合金样件进行表面光整加工。采用响应面法获得了工件表面粗糙度关于电解电压、主轴转速及进给速度的2阶响应曲面函数及显著影响工件表面粗糙度的关键因素。实验结果表明,优化的电解-磁力研磨参数如下:主轴转速1000 r/min,电解电压15 V,进给速度2.5 mm/s。在优化的工艺参数下对钛合金样件电解-磁力研磨10 min,样件的表面粗糙度由原始的1.7μm下降到0.13μm,表面微裂纹和微观形貌得到明显改善,提高了零件的寿命。     

研磨液对440c不锈钢磁力研磨效果的影响

分别以46#机械油和煤油对440c不锈钢表面进行磁力研磨。通过正交试验对研磨加工的工艺参数进行优化,从表面粗糙度、基体质量损耗、三维表面形貌等方面对比研究了上述2种研磨液对不锈钢表面光整效果的影响。结果表明,以机械油为研磨液时的光整效果更好,磁力研磨的最佳工艺条件为:主轴转速2 500 r/min,加工间隙1.8 mm,进给速率60 mm/min,磨料填充量2.0 g。在最佳工艺条件下研磨后,工件的表面粗糙度由0.381μm降至0.032μm,大量毛刺和划痕得以去除,镜面效果良好。     

IC硅片超精密背磨用树脂2000#金刚石砂轮研究

树脂金刚石砂轮应用于IC硅片的背面减薄磨削(背磨),工件磨削后能达到纳米级粗糙度、微米级损伤层厚度和微米级面型精度,因此对使用的砂轮性能要求很高。文章介绍了金刚石砂轮背磨技术的原理、特点,对硅片超精密背磨砂轮进行了实验研究。研制了专用的树脂结合剂,通过优化结合剂配方,使结合剂磨损速度与金刚石脱落速度达到匹配。研制的2000#金刚石砂轮经过硅片背磨试验证明,材料去除率达到10.236 mm3/s,表面粗糙度值Ra为5.122nm,损伤层厚度为2.5μm;与国外同类砂轮相比,材料去除率提高53%,硅片磨削后的表面粗糙度值接近。     

电火花沉积金属结合剂金刚石砂轮研究

采用电火花沉积法制备了金属结合剂金刚石砂轮。利用扫描电镜表征了沉积砂轮的显微结构和沉积层与金属基体的结合界面,考察了不同进刀量下电火花沉积的金刚石砂轮的磨削性能。结果发现,使用电火花沉积工艺可以制备出金属结合剂金刚石砂轮,沉积层与金属基体结合牢固,但沉积层中存在大量气孔;用电火花沉积工艺制备的金刚石砂轮,在进刀量为5μm/s时,其对硬质合金的磨耗比为37.2;工件表面粗糙度Ra为0.36μm,电镀砂轮加工工件的表面粗糙度Ra却为0.67μm。     

磨削T21钛合金件表面质量的研究

本文研究和探讨了磨削加工工艺参数对加工表面质量影响,并通过对比不同方案磨削TC21钛合金的平面磨及外圆磨的工艺条件,发现了磨削加工参数与磨削件表面质量之间的规律,即表面粗糙度、表面变质层、表层金相显微组织以及残余应力变化与磨削工艺条件之间的规律。通过采用不同的试验条件及试验设计方法,研究和探索了TC21钛合金高效磨削加工时,加工件的表面完整性状况,加工参数与加工件表面完整性之间的规律,并给出了解决工程应用问题的建设性方案,这对工程应用和理论研究都具有重要的价值。     

电解复合磁力研磨GH4169管内表面的光整研究

为解决GH4169合金管内表面质量问题,降低其表面粗糙度,本文采用电解复合磁力研磨光整加工方法进行了试验,研究了在电解复合磁力研磨条件下,磁粒粒径、电解液温度、电解电压对管内壁表面质量的影响,寻求了最优的工艺参数组合。结果表明,在磁粒粒径为185μm,电解液温度为35℃,电解电压为9 V的条件下,采用电解复合磁力研磨法对GH4169合金管内表面加工25 min,管内表面粗糙度Ra可由原始的1.8μm降至0.11μm。表面缺陷得到有效去除,表面质量得到了明显的改善。管内表面残余应力由+92 MPa转变为-68 MPa,获得了更好的应力状态,提高了表面抗疲劳强度。     

高速砂轮的研究现状

高速磨削是实现对难加工材料的高性能加工的一种很有效方法.研究表明增加砂轮线速度可以降低磨削力、工件的表面粗糙度和砂轮的磨损,或者可以提高生产效率.超硬磨料砂轮具有优异的性能,因而在高速磨削中有着广泛的应用.文章总结了高速砂轮设计和制造的有关研究情况,介绍了超硬磨料砂轮在高速磨削难加工材料方面的研究状况,最后还分析了高速砂轮存在的问题.