砂轮几何参数对非球面轨迹包络磨削的影响研究

针对非球面轨迹包络磨削过程中砂轮磨损而影响加工质量的问题,根据非球面轨迹包络磨削成形原理,分析了轴对称非球面、非轴对称非球面加工中盘形砂轮的几何参数对轨迹包络磨削加工过程的影响。分析结果表明:盘形砂轮圆弧截面的圆弧直径、砂轮宽度、砂轮直径等几何参数将直接影响到参与磨削的砂轮磨粒的数量。合理选择盘形砂轮的几何参数,可以有效地增加参与磨削的砂轮磨粒数量,从而减少盘形砂轮的磨损,这对于提高非球面轨迹包络磨削加工精度有着非常重要的意义。     

双球面切入磨削中的砂轮修整自动控制

在对称双球面工件的磨削加工中,采用双球面切入磨削方式既可提高磨削效率又能保证两对称球面尺寸的一致性。文章介绍了双球面切入磨削中砂轮修整的数字插补方法和相关的数控技术。     

理论球心找正装置

我厂应用展成法磨削原理在改装后的内圆磨床上加工球面工件(图1),工件的球心位移度要求在±0.03mm范围内。由展成磨削原理可知,只要杯形砂轮旋转时,砂轮端面运动轨迹与球面的截面圆重合便能磨出球面,砂轮主轴中心线与头架回转中心线的交点就是工件的理论球心,因此要满足工件球心位移度的要求,就必须使砂轮轴线准确通过工件的理论球心,为此设计了球心找正装置。     

一种实用简便的球面磨削方法

磨削内、外球面的方法很多,例如采用成型磨削,这种加工方法操作方便、生产率高,但是砂轮磨损后修整麻烦。这里介绍一种简便的加工方法,不需要特殊设备和定型砂轮,而是利用砂轮和工件的中心线斜交并回转的方法来磨削球面,并可以在普通磨床、车床、钻床上进行磨削。砂轮不需要特殊修整,只要选择合适的平形或杯形砂轮就可以了。1磨削球面的简单原理如图1所示,安装砂轮2与工件1轴线相交成α角,同时绕各自轴线旋转。当工件绕垂直轴线旋转时,它上面每一点的运动轨迹是一个水平圆周。而这些圆周通过倾斜的砂轮内孔,由于砂轮绕轴线作高速旋转,对球面产生磨削作用。当砂轮沿轴线向工件进给时,就能磨出一个符合要求的球面来。图1磨内外球面时砂轮的直径和角度2确定砂轮直径及安装角度要磨出所要求的球面,砂轮的旋转轴线和工件轴线一定要相交成一个角度,而且砂轮的直径dk要等于工件圆截面中的弦长BC。砂轮安装的斜角和砂轮的直径都直接与工件球面大小有关,所以在加工时要根据工件的尺寸来计算。磨外球面用杯形砂轮,磨内球面用平形砂轮(见图1)。假定工件的球面大于半圆,在直角三角形OBO1中BO12=OB2-OO12a2=(d/2)2-k2又,在直角三角形O1BC中BC2=...     

连续分度展成磨内齿圈的原理及砂轮的球面螺旋面方程

对球面螺旋面砂轮磨削内齿圈的工作原理进行了理论探讨,给出球面螺旋线导程和螺旋运动参数的定义及计算式,建立了砂轮的球面螺旋曲面方程.     

杯形砂轮精密磨削旋转内抛物面的数学建模

介绍了一种基于杯形砂轮的二次旋转内曲面精密磨削原理,通过数学推导得到无干涉磨削旋转内抛物面的运动条件,讨论了内抛物面的加工工艺范围及其影响因素,得出了磨削轨迹线方程和磨削过程控制参数的数学表达,最后建立了分层磨削的数学模型,证明了原理的正确性。研究方法可适用于基于该原理的其它二次旋转内曲面的磨削可行性分析。     

C650车床磨削大尺寸外球面轴承外圈的分析

分析采用普通车床磨削高精度、大尺寸外球面轴承外圈的可行性,对C650机床进行改进,采用范成法磨削轴承外球面,对磨削装置、砂轮的选择和球面加工中对称度的调整方法进行了介绍。     

用于磨削面齿轮的蜗杆砂轮修整方法研究

为了实现面齿轮磨齿加工,采用包络原理对面齿轮磨削蜗杆砂轮齿形进行设计,并对蜗杆砂轮的修整方法进行研究.建立了蜗杆砂轮齿面的包络坐标系;给出了蜗杆砂轮产形面方程;推导了蜗杆砂轮齿廓的曲面方程,利用Matlab软件对蜗杆砂轮齿廓进行了仿真,根据面齿轮磨削蜗杆砂轮的齿面生成原理,给出了修整工具的齿廓形状、齿宽限制以及修整工具...     

球面磨削温度场数值仿真的研究

根据杯形砂轮磨削球面的特点,采用绕球面旋转加载的半圆弧热源模型对磨削过程进行有限元仿真,研究球面磨削时工件表面的温度场分布.将仿真结果与实验结果进行比较,发现有限元仿真值与实验测得量相当接近.     

杯形砂轮磨削高硬度球面砂轮磨损的研究

采用分块杯形砂轮磨削高硬度球面,磨削过程中砂轮磨损不仅影响砂轮磨削性能,而且造成工件和砂轮实际接触面积不断产生变化,影响磨削力和磨削质量。为此,基于展成法磨削原理研究砂轮块磨损后的形状变化,分析了分块砂轮的磨损形式,揭示了进给过程中砂轮块磨损形状的变化规律,推导了砂轮磨损量和砂轮工件接触面积的计算公式,分析了砂轮磨损速度的变化趋势及其影响因素,试验最后研究了砂轮磨损量的变化规律,并验证了砂轮磨损量的计算模型。     

杯形砂轮精密磨削WC—Co涂层磨削力的试验研究

为了了解杯形金刚石砂轮精密磨削WC—Co涂层磨削力的特点,对杯形金刚石砂轮精密磨削WC—Co涂层的磨削力进行试验研究,进而对磨削力的特点、磨削用量影响规律和频率特性等方面进行分析。分析结果表明,杯形金刚石砂轮精密磨削WC—Co涂层时的磨削力具有其独特性。     

GC杯型砂轮粒度与金刚石砂轮修整效率间的关系建模

在GC杯型砂轮修整金刚石砂轮修整机理以及实验的基础上,建立了GC粒度与碟形金刚石砂轮修整效率间的关系模型,通过模型的分析表明:不同粒度和浓度的金刚石砂轮应采用相应粒度的GC杯型砂轮来修整,浓度越低、粒度越小时应采用的GC颗粒越大,反之则越小。为检验模型的可靠性作了两个验证性实验,实验结果表明:该模型具有较强的实用性;100#粒度、100%浓度,200#粒度、100%浓度的树脂结合剂碟型金刚石砂轮分别采用60#和100#粒度的GC杯型砂轮修整时效率最高。最后,在模型及实验基础上分析了GC粒度与常用金刚石砂轮修整效率间的关系,并对模型的应用进行了推广。     

Investigation of internal ultrasonically assisted grinding of small holes: effect of ultrasonic vibration in truing and dressing of small CBN grinding wheel

In internal grinding of small holes, it is hard to realize high accuracy truing and dressing for the grinding wheel when a conventional truing/dressing method using single diamond dresser or rotary cup wheel is employed. Because of the cantilever support condition of the spindle shaft the stiffness of shaft is reduced. Thus the truing force leads the shaft to a significant deformation during truing/dressing. In this study, for improving the truing and dressing accuracy, a new truing/dressing method was proposed, in which the grinding wheel is ultrasonically vibrated along its axis during truing/dressing with a GC rotary cup wheel. A series of experiments were carried out to investigate the effects of the wheel ultrasonication on the truing force reduction, the truing accuracy improvement and the wheel surface condition. In addition, the grinding force and work surface roughness experimentally obtained by using the wheels trued with or without ultrasonication were compared. The experimental results indicated that applying ultrasonic vibration to the wheel decreases the normal and tangential grinding forces by more than 20% and 24%, respectively, and the surface roughness by as much as 18%.     

硅片自旋转磨削的运动几何学分析

介绍了硅片自旋转磨削的原理,通过引入节点、节圆概念建立了硅片自旋转磨削的运动学模型,通过分析砂轮与硅片之间的相对运动给出了硅片自旋转磨削的运动轨迹参数方程。在运动学的基础上推导了磨纹长度、磨纹数量以及磨削稳定周期公式。分析了磨纹间距、磨纹密度与磨削表面质量的关系。给出了选定磨削条件下的计算实例。研究结果为提高硅片加工质量及合理选择磨削工艺参数提供了理论依据。     

金刚石微粉烧结棒与杯形砂轮修整碟形金刚石砂轮的对比试验研究

以反映砂轮平面度的端面跳动变化率和径向跳动变化率作为修整效率的评价依据,以插齿刀的齿形精度和齿面精度作为修整效果的评价依据,从试验和实际加工出的插齿刀齿形两方面对金刚石微粉烧结棒和杯形砂轮修整碟形金刚石砂轮进行了对比试验研究。结果表明,杯形砂轮的修整效率高于金刚石微粉烧结棒的修整效率;杯形砂轮修整的碟形金刚石砂轮具有较高的磨削能力。     

超硬磨料碟形砂轮新型修整器设计及其稳定性实验研究

介绍了一种新型的碟形超硬磨料砂轮修整器。该修整器采用SiC和金刚石磨料杯形砂轮作为修整工具可以对刚性较差的大直径碟形超硬磨料砂轮完成修形和修锐工作,并利用变频器实现修整时的无级调速以达到最佳修整效果。通过以修整力为研究对象对修整器的系统工作稳定性进行了实验研究,得出该新形修整器的工作稳定性好,可以满足超硬磨料碟形砂轮的精密修整工艺要求。     

Application of self-inhaling internal cooling wheel in vertical surface grinding

There is less research on vertical sculptured grinding technology. Especially in high vertical surface grinding process with the cup abrasive wheel, the thermal damage is prone to happen and undermine the grinding surface integrity. This problem limits to improve the grinding efficiency and the grinding ratio greatly. Through the analysis of vertical surface grinding process and features in depth, this paper revealed the inherent mechanism of higher grinding temperature in the process of vertical sculptured grinding using the cup wheel. Based on the previous research achievements, the grinding experiments on TC4 （Ti-6A1-4V） and GH4169 are carried out utilizing the self-inhaling internal cooling wheel. The experimental results show that the self-inhaling internal cooling wheel can efficiently reduce the grinding surface temperature. Moreover, the inherent mechanism of reducing the grinding temperature using the internal cooling method is revealed. Meanwhile, under the same grinding conditions, the grinding ratio during the experiments on GH4169 using self-inhaling internal cooling method is about 3 times as high as using conventional external cooling method. And the grinding forces can be reduced by about 20%. This research revealed the inherent mechanism of higher grinding temperature in the process of vertical sculptured grinding using the cup wheel, which provides theoretical basis for the design and application of self-inhaling internal cooling wheel. At the same time, an efficient and non-invasive surface grinding method of TC4 and GH4169 is presented.     

杯形CBN砂轮端面磨削的自锐过程分析及磨削效果改善

以曲线沟槽的磨削加工为目的 ,本文对金属结合剂杯形小直径 CBN砂轮端面磨削沟槽底面时的砂轮自锐 (Self- dressing)过程进行了研究。金属结合剂杯形小直径 CBN砂轮的自锐行为表现为磨粒磨损后的破碎产生新切削刃 ,磨钝磨粒的脱落和砂轮结合剂被磨屑去除产生新磨粒 ,保持了砂轮工作面上磨粒密度的相对稳定 ,维持了砂轮的锋锐性。通过提高砂轮硬度以期减缓磨粒脱落 ,增加单个磨粒的服务期限 ,试验结果表明已加工表面粗糙度 Rz小于 3.5 μm,砂轮磨损减小了 40 % ,磨削过程稳定 ,取得了良好的磨削效果     

核主泵用流体动压密封环复杂形面超精密磨削

提出采用回转台带动密封环回转和杯形砂轮端面切入磨削来加工核主泵用流体动压密封环复杂形面新方法,其原理为选择适当的砂轮半径、砂轮俯仰角、砂轮侧偏角、砂轮与回转台中心距使磨削接触弧线是密封环波纹面上且以其内、外周边为边界的一条曲线的精确逼近,联动控制回转台转动和砂轮或回转台的同步跟随运动使磨削接触弧线一端点在波纹面外周边上进而通过磨削接触弧线扫掠运动形成高精度波纹面,在砂轮轴线与回转台轴线平行时磨削密封坝面。其实现策略是采用细粒度金刚石杯形砂轮做恒定切削深度微进给切入磨削。其优点是砂轮磨损对磨削精度没有影响,面形精度取决于回转台的回转运动和砂轮或回转台的同步跟随运动精度,能够实现核主泵用流体动压密封环复杂形面的高面形精度、低表面粗糙度加工。     

金属结合剂杯形小直径CBN砂轮端面磨削沟槽底面时砂轮的自锐效应

金属结合剂杯形小直径CBN砂轮端面磨削沟槽底面时 ,砂轮磨削力不随砂轮累积磨削行程的增加而增大 ,已加工表面粗糙度Rz 稳定在 4μm以下 ,处于持续稳定的正常磨削状态。这缘于磨削过程中CBN砂轮的自锐(Self-dressing)效应 ,即在砂轮磨削的同时砂轮结合剂被连续地去除 (CBN磨粒裸露体积增大 ) ,磨钝磨粒发生龟裂、破碎和脱落 ,不断产生新的磨粒切削刃 ,CBN磨粒切削刃密度保持动态稳定 ,砂轮维持在锋利状态。CBN砂轮自锐效应产生的机理是磨屑与冷却液形成的混合流体对砂轮结合剂产生冲击、冲刷和刻划作用产生了去除砂轮结合剂和梳理磨粒的效果