STUDY ON A NEW TYPE OF THROWAWAY SOFT GRINDING WHEELS

In accordance with the difficult problems of belt cross vibrations and effects of belt tension on machine spindle precision in abrasive belt grinding, a new soft grinding wheel is put forward, which is provided with the advantages of belt grinding and can be installed directly on the grinding machine spindle substituting for common grinding wheels. The new soft grinding wheel does not need any ancillary facilities and dressing devices in grinding. With analyzing error of wheel and grinding experiment, the highefficiency grinding characteristics grinding hardbrittle materials has been obtained.     

免修整柔性金刚石砂轮的磨削性能研究

针对现有超大规模集成电路基板加工中存在的效率低问题,提出一种免除砂带张紧装置,消除砂带横向振动影响,达到柔性砂轮磨削效果的新型砂轮,新型砂结合了砂带磨削加工效率高,发热低的优点及砂轮磨削精度高和设备简单的条件,解决了集成电路基板高效磨削的问题,通过和树脂砂轮的对比实验表明,柔性砂轮对石英基板上仍良好的磨削性能。     

CBN砂轮动平衡及电主轴振动测量

将普通外圆磨床改造为无靠模数控凸轮轴磨床，重新设计了磨床的砂轮架部件，并以电主轴取代原来的砂轮主轴，安装CBN砂轮并进行砂轮动平衡实验，通过测量安装CBN砂轮的电主轴低转速下的振动信号，并分析实验结果，验证了采用三点式动平衡法进行CBN砂轮低转速动平衡的可行性。还验证了采用VT动平衡仪进行CBN砂轮高转速下动平衡的有效性，并根据实验结果分析了砂轮动平衡的效果、砂轮架部件的刚性和电主轴安装砂轮后的精度。     

钢轨砂带打磨与砂轮打磨综合性能对比实验研究

基于自主研发的锂电驱动钢轨砂带打磨机和砂轮打磨机,以60N型钢轨廓形作为实验对象,全面对比了新型钢轨砂带打磨技术和传统砂轮打磨技术的性能。结果表明：当打磨压力在45～75 N范围内时,砂带打磨的材料去除率约为砂轮打磨的15～30倍,而当压力增大到90 N时,砂带打磨的材料去除率高达砂轮打磨的102倍;砂带打磨的振动加速度、噪声和能耗均小于砂轮打磨;砂带打磨切屑为带状,而砂轮打磨则表现为高温熔融状,同时当打磨压力增大到105 N时,砂轮打磨后钢轨表面会出现发蓝现象,而砂带打磨不会;此外,砂带打磨的横向表面粗糙度大于砂轮打磨,最高可达8μm,但满足中国铁路钢轨养护要求的最大值10μm。综上,钢轨砂带打磨技术在材料去除率、振动、噪声、能耗和温度等方面显著优于传统砂轮打磨技术,预期将成为工程实际中解决钢轨严重病害问题的有效方法之一。     

一种新型油膜阻尼内圆磨床砂轮主轴

介绍了一种带挤压油膜阻尼器的新型内圆磨床砂轮主轴,该种砂轮主轴具有优良的抗振性能,可使精密孔的加工质量提高15%以上,在机械加工领域具有十分重要的研究价值和广阔的应用前景。     

超高速磨削SPWM电主轴系统机电耦合振动的瞬态特性研究

超高速磨削相比于普通磨削具有效率高、表面质量好,可实现难加工材料的精密加工等优点,但是随着砂轮线速度的提高,高速电主轴和高频变频哭的应用越来越广泛,高频高频哭、电主轴、砂轮及磨削载荷之间的机电耦合振动对磨削系统的稳定性和磨削质量的影响越来越显著,因此有必要进行深入的机理研究。为揭示超高速磨削SPWM砂轮电主轴系统的机电耦合振动规律,本文建立了SPWM电压源逆变器供电的砂轮主轴系统的机电耦合数学模型,利用该模型对超高速磨削SPWM砂轮电主轴系统的启动、升速及加入磨削力等瞬变过程进行了数值仿真研究。研究结果表明,该模型能有效地反映SPWM砂轮电主轴系统的机电参数之间的相互影响规律,可以作为超高速砂轮主轴系统研究机电耦合振动的防治和磨削参数的优化的基础;高次谐波电压是诱发超高速磨削机电耦合振动的主要因素;磨削力加载的冲击对横振的影响大于扭振。     

挤压液膜阻尼器在精密孔磨削中的应用

采用液膜阻尼技术研究精密孔的加工,按照达朗贝尔原理建立了液膜阻尼砂轮主轴运动微分方程,对挤压液膜阻尼器作用下的砂轮主轴中心运动轨迹进行了仿真,基于仿真结果设计了带挤压液膜阻尼器的内圆磨床砂轮主轴并进行了磨削试验。试验结果表明,设计合理的挤压液膜阻尼器对砂轮主轴具有优良的减振作用,可使砂轮主轴的振动减小30%～45%、精密孔的加工质量提高10%～20%、机床的工作效率提高15%～25%,在机械加工领域具有十分重要的研究价值和广阔的应用前景。     

切入磨削与纵向磨削的磨削力分析与比较

研究了同时包含切入磨削和纵向磨削的复杂外圆磨削过程。根据纵向磨削过程的特点,将砂轮等效成若干个小砂轮,在传统阶梯模型的基础上构建了砂轮磨损的抛物线模型。推导了基于两种模型的纵向磨削切向分力和切入磨削切向分力的比较公式,两切向分力的比值反映了切入磨削和纵向磨削转换时切向分力的变化情况,它主要与磨削系数、砂轮宽度和纵向进给速度有关。采用砂轮主轴功率信号分析磨削切向分力,通过实验验证了抛物线模型更符合实际情况的结论。研究结果为采用磨削力信号和功率信号研究复杂磨削过程的监控提供了参考依据。     

基于车床砂带磨削的研究和应用

在车床上应用砂带磨削技术，设计了砂带磨轮磨削装置，并使车削和磨削在同一台车床上完成加工，提高了生产率，为车床改造提供了一条新途径。     

大平面砂轮磨齿机数控分度及数控修形研究

通过对国产ＹＫ７４３２磨齿机数控分度及数控修形方案的研究，在应用国产数控系统低成本的前提下，开发了用实用新型大平面磨齿机，为国内径向剃齿刀的磨削提供了一台关键设备。     

细粒度金刚石砂轮超精密磨削硅片的表面质量

为实现硅片高质量表面的超精密磨削，研究了5000目、8000目和30 000目金刚石砂轮磨削硅片的表面质量。利用数学模型预测了硅片磨削表面的粗糙度Ra并对预测结果进行了试验验证，分析了硅片磨削表面的形貌特征；通过磨床主轴电机的电流变化对比分析了5000目、8000目和30 000目砂轮磨削过程中的磨削力变化趋势。研究结果表明：8000目砂轮磨削后的单晶硅表面粗糙度Ra小于10 nm,亚表面损伤深度小于150 nm,磨削过程中的磨削力稳定，磨削质量优于5000目砂轮，磨削过程的稳定性优于30 000目砂轮。     

工程陶瓷主轴沟道表面磨削加工的实验研究

基于实验室自主设计研发的全陶瓷电主轴,利用曲线磨床对工程陶瓷主轴沟道进行磨削加工以及运用手工研磨的方法进行研磨。研究砂轮转速、工件转速、进给量、横向进给速度等磨削工艺参数对沟道表面粗糙度的影响,以及研磨工艺参数、磨料粒度、研磨时间、主轴转速对沟道表面轮廓度的影响。揭示了磨削参数与研磨参数对氧化锆陶瓷主轴沟道表面质量的影响,为硬脆材料高效的成型磨削加工提供参考依据。     

抛光机磨头磨削方式对磨削效果影响的试验研究

为了研究不同磨头的磨削效果,建立了垂直轴磨头磨削过程模型,并通过试验验证了其正确性。综合理论分析和试验研究结果可知：垂直轴磨头磨削瓷砖时,磨削后的瓷砖表面不平整。提出了倾斜轴磨头磨削瓷砖的加工方式,通过一系列试验得出倾斜轴磨头定深磨削可以有效提高瓷砖的平整度的结论。     

普通磨床超精度磨削工艺及工艺参数选择

通过对超精度磨削机理的研究和分析，在ME1432B普通外圆万能磨床上．采用精、细修整砂轮．使砂轮上的同一颗粒等高微刃数增多的方法，达到磨削抛光作用，并对磨床导轨、砂轮主轴与轴瓦间隙进行修刮和调整，同时合理选择磨削工艺参数等方面达到超精磨削的目的。     

电镀小直径CBN环形砂轮端面磨削沟槽底面

在对小直径环形砂轮端面磨削沟槽底面过程中的磨粒切屑厚度进行解析的基础上,设计了电镀小直径ＣＢＮ环形砂轮端部结构尺寸,作为提高砂轮寿命的措施,实验分析磨削冷却液供给方式和倾斜砂轮轴磨削法的效果。     

砂带磨削的发展及关键技术

介绍了发展砂带磨削技术的意义及砂带磨削技术的发展趋势,通过比较国内外砂带磨削技术的差距,提出了促进我国砂带磨削技术发展的关键技术,包括新型砂带研制、高端精密高效砂带磨床研制、砂带磨床标准制定等方面。     

Influence of wheel speed on surface finish and chip geometry in precision contour grinding

A geometric computer model of a precision grinding operation was developed to calculate the surface features generated during contour grinding with a radiused wheel. This simulation includes the influence of the wheel (rotational speed, diameter, and nose radius), the workpiece (radius at cutting point, rotational speed), and the feedrate of the grinding wheel over the part. The model indicates that small changes in the wheel speed relative to the workpiece can have a dramatic effect on the surface finish over a specific area. Analysis of ground surfaces reveals uniform surface profiles and easily distinguished features that could only be produced by a constant wheel speed. This occurs for an air-bearing, air-turbude grinding spindle that has limited torque and is driven under open-loop control. The effects of the relative speeds are analyzed and an energy-based “phase locking” mechanism is proposed that can provide feedback to the grinding spindle from the material removal operation. By monitoring the spindle speeds during the grinding process and evaluating the resulting surface features, the phase effect has been experimentally verified.     

六轴联动叶片型面砂带磨削方法及加工仿真研究

依据砂带接触轮与叶片型面的最佳接触条件,提出了叶片型面六轴联动砂带磨削加工方法,并进行了叶片砂带磨削的刀位点计算;采用VERICUT构建了虚拟数字机床并进行了仿真加工实验,验证了叶片型面砂带磨削加工刀位点以及轨迹计算的正确性.     

可在线更换磨削轮的砂带磨削机床的研制

介绍了应用于机器人磨削加工系统中的可在线更换磨削轮的砂带磨削机床的结构原理。阐述了在线更换磨削轮的砂带磨削机床的磨削方式及其磨削力控制结构原理。     

高速精密实验磨床电主轴振动特性的实验研究

介绍了高速精密实验磨床直线电机带动电主轴进行磨削加工时伺服刚度的调节方法；分析了电主轴一砂轮接杆系统高速旋转时引起振动的原因，提出了改进的方法；并通过实验验证改进后的主轴一砂轮接杆系统振动平稳、幅值较小，能满足高速精密磨削的要求。