超硬砂轮精密修整中异常点修正方法研究

磨粒加工作为现代“高精、高效”零部件加工手段,相比其它加工方法具有不可替代性。其中以“高精度、复杂型面”为代表的超硬材料电镀砂轮,作为磨粒加工重点发展工具之一,相比传统磨具,具有磨削比高、磨削力小、发热少、环境友好、加工精度一致性好等优势,在现代高精密磨削中地位优势突发明显。而电镀砂轮因其本身采用人类已知的最硬材料金刚石、cBN磨料制成,其型面修整工具耐磨性与电镀砂轮相当,修整难度极大。其中工具砂轮本身的制造精度低、修整过程磨损严重,是造成超硬砂轮型面修整精度低的关键原因。针对电镀砂轮精密整形的技术难题,文章借鉴Pareto多目标优化问题解决思路,构建超硬砂轮复杂型面插补修整粒子矩阵模型,提出了利于工程应用的坐标单向逼近算法。通过坐标单向逼近算法推导出矩阵粒子实际位置与理想位置的坐标偏差矩阵,对修整路径的进行修正,得到最优修整路径。从而使工具砂轮制造精度低、修整过程磨损的难题得到有效补偿。最终通过电镀砂轮修整实验,验证了算法的正确性。     

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.     

超硬磨料砂轮圆弧修整技术综述

超硬磨料砂轮以其优异的磨削性能获得业内普遍认可。但是,由于超硬磨料具有很高的硬度及耐磨性,使其砂轮修整极其困难。对于复杂形面砂轮修整,则更是难上加难。为此,选最简单形面-圆弧砂轮修整为研究对象,梳理了超硬磨料砂轮圆弧修整相关技术,分析了工作原理、修整特点及其应用状况。结果发现：基于金刚石的机械式修整仍是当下超硬磨料砂轮圆弧修整之主流;点轮摆动修整,适于疏松型结合剂砂轮修整;成型修整、插补修整,易损伤工具轮精度,主要用于砂轮精修整、点修整;展成法修整,主要用于精修整。普通磨料磨具,以其脆硬特性以柔克刚,主要用于密实型结合剂超硬磨料砂轮圆弧修整;往复+摆动复合修整,主要用于大圆弧修整;插补修整,用于小众砂轮圆弧修整;往复+插补复合修整,多用于小圆弧修整;电火花成型修整,适于导电性金属结合剂砂轮粗修整;激光修整,寿命超长,但修整技术尚存不足。集非接触与机械式协同之复合修整是工程界期待的超硬磨料砂轮圆弧理想修整方法,尚需深入研究。     

用磨粒为ABN800的立方氮化硼砂轮磨削Inconel718

立方氮化硼(cBN)磨削技术为林林总总的工业生产带来了许多好处,包括它在汽车制造业、航空和航天工业中的运用,它可以提高生产率,降低生产成本,减少噪音.一直以来,相关研究都表明通过磨削即可得到表面完整性极好的工件是立方氮化硼(cBN)的独特机械性能尤其是热性能发挥作用的结果.然而,尽管cBN优点众多,但它却很难在实际应用领域中占优势,既使是在对工件表面完整度要求极其迫切的领域中,以及普通磨料被广泛应用的领域中,cBN的应用都颇多阻碍.在既定应用领域中决定cBN成本效益的一个关键因素是修整间隔,使修整间隔最优化可以明显地改善超硬磨料磨削过程的经济效益,通常来说,砂轮在修整过程中的消耗要多于磨削过程本身.超硬磨料砂轮的修整间隔是由其形状或成型磨砂轮的外径决定的.修整超硬磨料砂轮必须离线操作(可认为是生产停工),陶瓷结合剂cBN砂轮的修整方案对保持砂轮性能来说十分重要,文章将集中探讨采用不同修整参数会对Inconel718的磨削过程产生何种影响.     

不同酚醛树脂对超硬砂轮性能的影响

随着超硬砂轮的用途越来越多,对超硬砂轮的成型机理及效果有必要做相应的研究。超硬砂轮主要使用酚醛树脂作为黏合剂,不同的酚醛树脂具有不同的理化性能和力学性能,会影响砂轮的磨削功率、磨耗比、粗糙度等。在相同的配方、磨料、成型工艺、磨削参数条件下,不同的树脂粉有不同的磨削性能,同一个砂轮在不同的磨削参数下也会有不同的磨削性能。在实际使用中,应根据应用场景、加工参数和精度要求选用合适的树脂。文章主要研究了不同酚醛树脂对超硬砂轮在平磨时的自锐性、保持性及砂轮损耗的影响。聚合时间长,流动度大,抗折强度高,则树脂的韧性好,耐磨性和型面保持力会比较好;流动度高,抗折强度低,则树脂的润湿性好,对磨料的包裹性好,更适合于精磨,既满足光洁度要求又有一定的磨削力;聚合时间短,硬度高,则树脂的强度大,更适用于大进给磨削。     

超高速点磨削砂轮的设计与磨损仿真

文章详细阐述了超高速点磨削中砂轮的应用状况,介绍了超高速点磨削砂轮的应用范围,通过这种新型砂轮的基体和cBN磨料层的设计,介绍了砂轮基体和磨料层的设计原则,介绍了cBN磨料层中粗磨区和精磨区中的磨料对于去除材料的磨削效率的作用,引入了这种新型砂轮中的粗磨削区倾角的概念,推导出粗磨削区倾角的大小在超高速点磨削中对于磨削参数的影响趋势,并且设计了适用于本实验的粗磨削倾角的大小,制造了适用于超高速点磨削实验的砂轮,介绍了由于粗磨削倾角的存在对磨削时切屑的流动状态及倾角对于磨削效率的影响,利用超景深显微镜观测砂轮磨料层的微观结构,分析表面的气孔率和cBN磨料的分布状态,通过磨粒的分布预测加工后的表面形貌,仿真出新型砂轮的磨损趋势,得出了有关超硬磨粒层制造和磨损的相关结论,砂轮的制造与设计直接关系超高速点磨削的广泛推广,为实现超高速点磨削的高效率和高精度的加工提供必要的设备支持,为其理论研究提供可供参考的依据。     

钛合金加工方法的多样性

钛合金是以钛(Ti)为主要成分的合金,并含铝、钒、铁和锰等元素以提高其性能。钛合金被认为是轻质、高强、耐热材料的典型代表,使得其广泛应用于工程领域,最具代表性的是航空航天领域。然而,由于强度高、导热系数低和化学活性高等特点,钛合金的机械加工难度较大,中外学者对此展开了一系列研究,提出了多种多样的钛合金切削磨削加工技术。文章简要介绍了金刚石砂带、球形固结磨料磨头、聚晶超硬材料刀具以及不同cBN砂轮(钎焊砂轮、电镀砂轮和陶瓷砂轮)等对钛合金的加工。     

精密金刚石砂轮的制造、修整及其磨削机理研究进展

精密金刚石砂轮被广泛应用于各种硬脆性材料,如石材、玻璃、陶瓷、磁性材料、半导体材料等各种晶体材料的精密加工.精密金刚石砂轮的制造及其加工各种硬脆材料的磨削机理受到广泛的关注.文章综述了精密金刚石砂轮的制造、修整和磨削机理的研究状况.     

金属结合剂烧结磨具孔隙度与磨具性能之间关系的探讨

金属结合剂超硬材料磨具以其长的使用寿命和更适合于加工硬脆非金属材料而著称,但其较低的自锐性和不易修整的特点使其在应用上受到了一定的限制。在分析了烧结型超硬磨具磨削中出现问题的原因之后,通过实验对磨具性能与热压温度的关系、不同孔隙度对磨具力学性能的影响以及磨料种类的不同在磨具中的作用进行了实验研究。结果表明,孔隙度增加会降低磨具的硬度与强度,表面镀覆超硬cBN可以大大改善高孔隙度磨具的结合强度。     

纳米陶瓷结合剂超硬磨具的制造工艺

纳米陶瓷结合剂是一种新型的超硬磨具结合剂,采用它能显著降低磨具烧结温度,大幅度提高制品的强度、韧性和耐磨性,且气孔可控,为陶瓷结合剂的应用开拓了一个崭新的领域.文章阐述了纳米陶瓷的性能及应用.结果表明:纳米陶瓷结合剂抗折强度高于100MPa,经过烧结,纳米陶瓷结合剂与金刚石和cBN超硬磨料润湿性良好、结合力大,在烧结过程中与超硬磨料不发生反应、不腐蚀损伤超硬磨料.成功用于磨削PCD复合片的金刚石陶瓷砂轮.     

树脂金刚石砂轮内圆磨削硬质合金工件的试验研究

采用树脂结合剂金刚石砂轮,针对圆筒形硬质合金工件进行内圆磨削试验,研究不同修整工具和修整工艺对砂轮磨削性能的影响,同时对硬质合金磨削用砂轮类型和磨削参数进行了优选。试验结果表明:SiC砂轮及45#钢修整的树脂金刚石砂轮磨削效率和耐用度较高;2#锋利型砂轮在砂轮线速度17500r/min、工件转速280r/min、轴向进给速率1000mm/min和径向进刀量0.015mm的工艺条件下,试验砂轮的加工效率较高,加工工件的尺寸精度高且工件表面质量好。     

金刚石电镀砂带的特点及应用

金刚石电镀砂带具有超硬材料“硬”和涂附磨具“柔”的双重特性,其工作层表面有序排布磨削小单元之间的缝隙形成了较大的容屑空间,有利于散热,并提高了加工质量、砂带柔韧性及排屑能力,在使用过程中同时具有粉尘少、噪音小的环保优势,因此广泛应用于玻璃、石材、陶瓷、复合材料、水晶、航空航天、硅材料等硬脆材料的磨抛加工.同时,由于镍镀层对磨料有较强的把特力,使电镀砂带拓展于cBN领域成为可能,相对金刚石磨料,cBN砂带可应用于钢铁、铁合金等含铁族元素难加工材料的磨抛.随着国家高效高精加工要求的提高,以及环境保护的迫切需要,金刚石/cBN电镀砂带将有广阔的应用空间和发展前景.     

玻璃钢零件的磨削加工

玻璃钢切削加工中,磨削是主要加工方法之一,玻璃钢切削加工性要比金属材料差,这是由于玻璃钢切削热高、纤维硬度大和非均质的组织结构等特点造成的,玻璃钢的各种特殊性都可能给切削加工带来一定的困难。 为了掌握磨削加工的特点,首先应了解磨削加工玻璃钢存在的问题。玉磨削加工存在的问题 ①玻璃钢材料质地松软、致密性差,比重轻,磨削加工时飞尘大,操作困难。 ②导热性差,切削热高,磨削加工表面严重烧伤（老化）,砂轮磨损大。 ③砂轮片上的粘附物比较坚固,清理较为困难,一般情况下砂轮片不能重复使用,需要即时修整或更换砂轮…     

内圆磨削平面和孔的组合工具

使用cBN工具对传动元件的平面和孔进行内圆磨削是一项创新。从加工设备上的轴开始，要求要明显降低单个被加工零件的成本。采用将孔和平面加工结合在一起，并且通过将氧化铝磨料改换成cBN磨料增长修整周期的方法，开发出了钢基体陶瓷结合剂cBN专用磨削工具，它分两个部分，用来对左右两边进行内圆成型磨削，用圆周面磨削孔，用端面磨削内部平面。开发这种cBN工具的一大难点是需要确保磨削接触点有足够的冷却液供给。在该方法中，痦削孔和平面时，砂轮和工件的接触面积很大，并且极难找到通往接触区的通道，     

工艺参数对电镀磨轮精度和性能的影响研究

利用自制的悬浮上砂设备,结合专门设计的工装夹具,实现砂轮批量化自动电镀工艺。探究了上砂方式、磨料添加量、搅拌转速、上砂工艺对磨料分布及直线度精度的影响,得到最佳的工艺参数为磨料添加量1500 ct、搅拌转速80 r/min、上砂次数6次、电流密度1.0 A/dm²、上砂时间60 s。采用辅助阴极改善磨料埋入率差异,保证同批次砂轮加厚均匀一致性。该工艺条件下电镀砂轮可批量化生产制作,磨料分布均匀,电镀后无需修整,可满足客户需求。     

类多晶(堆积)磨料的研究现状与应用

类多晶(堆积)磨料因具有自锐性好、耐磨性高、磨削效率高、生产工艺简单、成本低等优点在磨削加工领域应用越来越广泛。介绍了类多晶磨料发展历程及国内外研究现状,总结了类多晶磨料造粒工艺、高效去除及微破碎机理以及类多晶磨料在抛光垫、砂带及抛光液中的应用,并对类多晶磨料的应用特别是在树脂结合剂砂轮中的应用提出合理建议。     

复合电镀制CBN砂轮工艺条件的研究

研究了粒径为７５～９０μｍＣＢＮ超硬磨料与镍钴合金复合电镀制ＣＢＮ砂轮，建立了适当的工艺条件，并讨论了工艺条件对ＣＢＮ在复合镀导台体积百分含量的影响。     

金刚石微粉的主要应用

<正>金刚石微粉作为一种超硬磨料,具有无比优越的研磨能力,日益受到各工业发达国家的高度重视。金刚石微粉的研磨能力包括对工件的磨削能力和它本身的耐磨损和抗粉碎能力,取决于其显微硬度、粒度、强度、颗粒形状以及热稳定性和化学稳定性。概括起来说,金刚石微粉用作磨料有三大方面:(1)用于树脂粘结工具、金属粘结工具以及电镀工具的制造;(2)用于工业上、科学上和医学上各种精密元器件的精磨或抛光加工;(3)作为精细磨料用于模具加工、宝玉石抛光加工、宝石轴承加工制造。     

应用陶瓷cBN砂轮的微型轴承套圈内圆磨削方案

研究开发了应用陶瓷cBN砂轮的微型轴承套圈内圆磨削方案,对比分析研究了不同砂轮磨削过程中出现的电流、功率峰值数设置等问题原因并针对性进行改善。实验数据表明:与刚玉砂轮相比,采用陶瓷cBN砂轮磨削微型轴承套圈内圆,工件内径尺寸散差下降78%,工件粗糙度R_a的波动幅度下降50%。采用无序滚轮修整后砂轮的耐用度较有序滚轮修整后cBN砂轮的耐用度提高33%,砂轮的磨削效率相差30%。砂轮芯轴刚性提高后总磨削时间较优化前减少25.8%,芯轴刚性改善后砂轮的功率峰值较之前提高50%。开发出的内圆磨削方案,可提升轴承套圈内圆磨削质量的一致性,降低磨削成本。     

浅析软磁铁氧体的磨削加工

主要介绍了软磁铁氧体磨削加工,金刚石砂轮的选择及平衡、修整,磨削参数的选择、冷却液的使用、工装夹具的使用及其特殊加工方法。