CBN砂轮缓进磨削钛合金的初步研究

本文从磨削力、磨削温度、金属去除量、砂轮磨损形态、工件表面形貌与磨削方式等几个面试验研究了树脂结合剂 CBN 砂轮缓进给磨削钛合金,并将其与普通碳化硅砂轮的磨削性能作了对比。实验结果表明,在缓磨中,CBN 砂轮的磨削性能确实明显优于碳化硅砂轮,而且实验结果也显示出,CBN 磨料的极高的化学稳定性,它的超硬超耐磨特性与缓磨本身的低温祷性所构成的最佳工艺组合是解决钛合金难磨问题的理想途径。     

CBN砂轮缓进磨削钛合金的初步研究

本文从磨削力、磨削温度、金属去除量、砂轮磨损形态、工件表面形貌与磨削方式等几个方面试验研究了树脂结合剂 CBN 砂轮缓进给磨削钛合金,并将其与普通碳化硅砂轮的磨削性能作了对比。实验结果表明,在缓磨中,CBN 砂轮的磨削性能确实明显优于碳化硅砂轮,而且实验结果也显示出,CBN 磨料的极高的化学稳定性,它的超硬超耐磨特性与缓磨本身的低温特性所构成的最佳工艺组合是解决钛合金难磨问题的理想途径。     

单层电镀CBN砂轮磨削区分界线位置的实验研究

针对如何确定单层电镀CBN(立方氮化硼)砂轮磨削区分界线位置,改善窄深槽侧面表明质量这一问题,应用单层电镀CBN砂轮对45#钢工件进行高速深切缓进给磨削实验。在不同砂轮线速度、窄深槽磨削深度和工件进给速度下,对单层电镀CBN砂轮磨削区分界线位置的变化规律进行研究。研究表明:单层电镀CBN砂轮磨削区分界线到砂轮顶部的距离随砂轮线速度的增大而逐渐增大,随窄深槽磨削深度的增加而逐渐减小,随工件进给速度的增大先减小后增大。     

磨削钛合金用陶瓷CBN砂轮的研制

阐述了磨削钛合金用陶瓷结合剂CBN砂轮的研制：主要有结合剂体系的选择，CBN砂轮浓度的选择，填充剂选择，还研究了磨削时砂轮线速度对磨削效果的影响。研究试验结果表明，磨削钛合金时CBN砂轮的浓度应在125％左右，浓度太高或太低都会使磨削成本增加；填充剂应选用碳化硅而不用CBN砂轮常用的氧化铝；磨削时砂轮线速度应在45m／s以上。这些结果可作为选用陶瓷CBN砂轮磨削钛合金时的参考。     

CBN砂轮与SiC砂轮加工钛合金的对比研究

分别对CBN砂轮和SiC砂轮进行了钛合金干磨削试验,研究了在相同参数下,磨削钛合金表面形貌、粗糙度和磨削力等情况。结果表明:随着磨削深度增加,SiC砂轮磨削后的钛合金表面形貌逐渐恶化,材料堆积增多,严重影响表面粗糙度;在相同实验条件下,CBN砂轮钛合金表面质量明显优于前者,主要原因是CBN砂轮加工时产生磨削力更小,对工件挤压更小,产生热量也更少。     

自润滑金属结合剂CBN砂轮干式磨削特性分析

针对钛合金难磨削加工性,提出了自润滑金属结合剂砂轮,综合液相烧结与钎焊工艺制备了自润滑金属结合剂立方氮化硼(Cubic Boron Nitride,CBN)砂轮,分析了砂轮强度和微观组织,完成了自润滑CBN砂轮与碳化硅砂轮干式磨削钛合金的性能试验。通过砂轮磨损、工件表面形貌、金相显微组织和显微硬度等特性研究表明:自润滑CBN砂轮干式磨削钛合金切削性能明显优于绿色碳化硅砂轮,在vs=15m/s,vw=2m/min,ap=0.025mm磨削条件下,自润滑金属结合剂砂轮具有较好的磨削性能。     

两种砂轮磨削Ti5Al4V钛合金的表面质量比较

分别用SiC、CBN两种砂轮对Ti5Al4V钛合金进行了干磨削试验,研究了在0.01,0.03,0.05mm三种磨削深度下钛合金的表面硬度、表面粗糙度和表面形貌。结果表明:随着磨削深度的增加,经SiC砂轮磨削后,Ti5Al4V钛合金表面形貌逐渐恶化,出现了磨削烧伤和磨削裂纹,次表层的硬度下降,出现了软化层;在相同的磨削深度下,CBN砂轮磨削的Ti5Al4V钛合金表面质量优于SiC砂轮磨削的,主要原因是CBN砂轮磨削时产生的磨削力小和磨削热较少。     

钛合金的磨削技术研究

钛合金具有比强度高、耐热性和耐蚀性好等优良性能,在航空航天领域得到越来越广泛的应用。但是,钛合金的热导率低、弹性模量小、化学活性高,易导致零件磨削表面烧伤和砂轮磨损。本文针对钛合金磨削表面烧伤问题,通过正确选择砂轮磨料、磨削用量、磨削液等参数,保证钛合金零件磨削精度要求。     

新磨料和新磨床

30多年前人造立方氮化硼(CBN)问世,它把磨削工艺向前推进了一大步,提高磨削效率,可以干磨,而且砂轮磨耗极小。在适当的使用条件和工艺参数下,其金属磨除率可以达到旧工艺的10倍,在大量生产中寿命可持续8小时。 时至今日,CBN磨削仍在继续发展。不过,使用CBN砂轮的磨床需满足较高的要求,才能充分发挥CBN的长处。用CBN砂轮作切入磨削或缓进给磨削的磨床,必须有宽阔的导轨,粗壮的滚珠丝杠,稳定的床身结构,亦即必须提高机床总体的刚性。目前市场上已有这     

缓进给强力磨削砂轮特性选择及研制

在我国,缓进给磨削工艺是七十年代后期发展起来的新兴高效磨削工艺,它加工的材料包括高温耐热合金等难磨材料,但它用的砂轮比较特殊,砂轮的选择及制造也不同于一般砂轮。现将我厂缓进给强力磨削砂轮的主要特性选择及研制介绍如下。根据缓进给磨削工艺的特点,缓进给磨削砂轮特性的选择:1)切深大,产生大量的磨削热,再加难磨材料的不利因素,极易引起工件表     

钛合金Ti6Al4V高速磨削试验研究

为实现难加工材料钛合金的高效磨削,进一步发挥高速磨削的潜力,开展了钛合金Ti6Al4V高速磨削工艺试验研究,对磨削过程的磨削力、磨削比能以及磨削温度随单颗磨粒最大切屑厚度agmax的变化特征进行了分析。研究结果表明：不同砂轮线速度vs条件下,磨削力、磨削比能及磨削温度三者随单颗磨粒最大切屑厚度agmax变化的特征曲线略有不同,具体表现为,单颗磨粒最大切屑厚度agmax一定条件下,磨削力及磨削比能随着磨削速度的提高呈减小趋势,磨削温度则呈上升趋势,同时钎焊CBN砂轮的磨削力、磨削比能低于陶瓷结合剂及电镀CBN砂轮的磨削力、磨削比能,因此,利用钎焊CBN砂轮磨料有序排布的优势,选择合理的单颗磨粒最大切屑厚度,可在提高砂轮线速度的同时提高进给速度,从而提高磨削效率,实现钛合金的高速高效磨削。     

基于热管技术的磨削弧区强化换热研究

针对高效磨削中存在的磨削弧区热问题,有学者提出借鉴热工领域高效传热的热管技术来实现强化磨削弧区换热的构想。通过对热管砂轮结构的设计以及传热过程的理论分析,确定了影响热管砂轮传热性能的主要因素为工质种类、工质注液量和砂轮转速。并在搭建的传热性能试验平台上完成了热管砂轮基体的传热性能试验,探索了这些因素对热管砂轮传热性能的影响规律,确定了热管砂轮可用于缓进给深切磨削。在热管砂轮中注入18 g蒸馏水进行了电镀CBN热管砂轮与无热管砂轮缓进给深切磨削高温合金GH4169的对比试验,通过对比两种砂轮磨削条件下磨削弧区的平均温度、工件表面质量、工件表层金相组织、显微硬度以及磨削后砂轮表面形貌等,证实了热管砂轮的确具有优良的强化换热效果,可在无热管砂轮磨削发生严重烧伤的情况下将磨削弧区的温度控制在60℃以下的较低水平。     

磨粒有序化排布外圆砂轮磨削TC4的粗糙度实验研究

为了了解有序化砂轮磨削钛合金的表面质量,将叶序理论引入到CBN电镀砂轮磨粒的设计当中来,采用紫外线感光干膜作为掩膜感光层来实现在砂轮表面磨粒的排布,利用光刻技术和复合电镀工艺技术制造出磨粒有序排布外圆砂轮,并对钛合金TC4进行磨削实验研究,获得了不同的进给速度及磨削深度对磨粒叶序排布,错位排布,无序排布砂轮磨削表面粗糙度的影响规律.实验结果表明:在相同的磨削条件下,与其它排布砂轮相比,磨粒叶序排布砂轮磨削工件表面得到的粗糙度值最小。     

镶块式砂轮缓进给强力磨削

缓进给强力磨削具有加工效率高、加工质量好等特点。但因工件与砂轮的接触弧长,所以同时进行磨削的磨粒多,总的磨削力大,且每颗磨粒的实际切削距离也长,使磨粒的磨削刃易变钝、易磨耗;更为严重的是由于砂轮与工件的接触弧长,磨削热很高,且润滑冷却液难以注入磨削工作区,容易造成工作区内的冷却液沸腾,被加工表面受水蒸气遮蔽而使导热更为不良,造成工件表面温度急剧上升,产生磨削烧伤。为了解决这一关键问题,日本“机械的研究”杂志(40卷第1号)报道,把斜楔状的m个砂轮块,均匀固定在铝制的轮缘上,作成如图所示的镶块式砂轮,用它进行缓进给强力磨削。与通常使用的砂轮进行磨削对比试验,试验结果表明:镶块式砂轮用于缓进给磨削,因接触弧长,间断磨削的缺点就会得到改     

多孔复合结合剂立方氮化硼砂轮高效磨削研究

正镍基高温合金具有优良的高温强度、热稳定性及热抗疲劳性,广泛用于航空、宇航、船舶及化学工业中。作为典型难加工材料,镍基高温合金的磨削加工性差,主要表现为磨削力大、磨削温度高、砂轮磨损快,目前工业生产中仍采用传统大气孔刚玉类砂轮缓进给磨削工艺结合连续修整技术来保证加工质量。随着人们对材料加工效率要求的不断提高,新工艺方法不断涌现,其中以结合CBN超硬磨料砂轮的高效深切磨削(High-efficiency deep grinding,HEDG)最为引人注目。然而由于该工     

新型点磨削砂轮磨削参数对磨削温度影响研究

提出了一种带有粗磨区倾角θ的陶瓷结合剂CBN点磨削砂轮,这种新型砂轮具有磨除率高、加工精度好等优点。研究了磨削热产生与分配理论和红外测温原理。分别用不同θ角的砂轮在一系列磨削参数条件下磨削QT700材料的阶梯轴,用Thermovision A40M热像仪测量砂轮磨削工件时接触区的平均温度,得出了偏转角α、磨削深度ap、工件轴向进给速度vf和砂轮速度vs在磨削过程中对磨削温度的影响规律,并且比较了在同一组磨削参数下,三种不同θ角砂轮对磨削温度的影响情况。     

缓进给强力磨削工艺及磨削机理的试验与研究

本文阐述了缓进给磨削的特点。这是一种新型的平面磨削加工工艺,缓进给磨削时,砂轮的切削深度大,金属切除率高,比普通磨削高100～1000倍。它可有效地用于型面或平面磨削,并能在一次或几次行程内磨完全深,无须进行诸如铣、刨等粗加工工序。本文还论述了缓进给磨削23000千瓦燃气轮机叶片根槽的机床、砂轮、金刚石滚轮、冷却液的应用以及工艺和磨削机理等。缓进给磨削中关键的问题之一是大面积烧伤和裂纹的产生。因而,本文还叙述了缓进给磨削的切屑形成机理。试验结果表明,当出现烧伤时,工件上的温度由通常的100～130℃会突然上升到1000℃以上。正确选择砂轮、进给速度及冷却液的供应,可以控制工件表面光洁度、形状和公差。     

多孔复合结合剂立方氮化硼砂轮制备与磨削性能

针对高温合金高效磨削用砂轮气孔率不高、砂轮耐磨性差等问题,基于空心球造孔与高温钎焊技术,提出多孔复合结合剂立方氮化硼(Cubic Boron Nitride,简称CBN)砂轮制备方法。从砂轮结构设计、砂轮节块制备工艺、砂轮粘接与修整等方面加以阐述,最后对该砂轮高效磨削高温合金磨削性能进行评价。在磨削速度为80m/s、磨削深度为0.2 mm的工艺条件下,多孔CBN砂轮最大材料去除率可达50 mm3/mm·s,这表明该新型多孔CBN砂轮在镍基高温合金高效深切磨削中具有应用潜力。     

钛合金磨削中的磨削力研究

本文研究了树脂结合剂CBN砂轮磨削钛合金时的磨削力状况,分析了尺寸效应对磨削力的影响,并对磨削力方程进行了修正。用修正了的模型分析磨削力的组成、金属磨除参数△_w、砂轮与钛合金接触时的摩擦系数、以及逆磨与顺磨时的磨削力差异,探讨了钛合金磨削时控制磨削力的途径。     

金刚石砂轮与CBN砂轮加工铝合金Al6061的对比试验研究

分别用金刚石砂轮和CBN砂轮加工铝合金Al6061,通过正交实验,研究加工工件的表面形貌、表面粗糙度以及磨削力等情况。结果表明:随着磨削深度的不断增加,CBN砂轮磨削铝合金Al6061的加工表面粗糙度高,砂轮堵塞严重,并伴随着大量材料堆积,严重影响了加工表面质量;在相同试验条件下,金刚石砂轮加工铝合金Al6061的加工表面质量优于CBN砂轮,主要原因是金刚石砂轮加工铝合金时所产生的磨削力比CBN砂轮小。