外圆磨削中螺旋纹的产生与防止

外圆磨削中常会出现螺旋纹,特别是加工高精度零件更会产生。所谓螺旋纹即在工件表面上出现一条很浅的螺旋痕迹,重则有手感,对工件表面质量、粗糙度、尺寸精度均有影响,是外圆磨削中较棘手的技术性问题。本文就此作一番论述,得当与否,欢迎指教。 1.外圆磨削中常见的螺旋纹种类外圆磨削中的螺旋纹大致可分三大类。 (1) 螺旋纹分布在整个表面这种螺旋纹常见,其特点是有规律性,条纹间续不断,痕迹距离等于工件每转的进给量,如图1所示。     

老师傅谈经验 磨削的波纹与扎刀(下)

二、螺旋纹磨削外圆时,被加工零件表面有时会出现好象螺旋线的波纹。我们称这种波纹为螺旋纹。出现螺旋纹的原因,有以下几个方面。(一)磨床几何精度误差的影响:砂轮主轴与工作台相对位置误差,砂轮主轴与工件中心线相对位置误差,是产生螺旋纹的主要原因。1.砂轮主轴中心线对工作台导轨平行误差超过一定值时,被磨削工件表面就会出现螺旋纹。图9a 表示砂轮主轴抬头,图9b 表示砂轮主轴低头,     

HZ-088CNC大型直线滚动导轨精密曲面成形数控磨床精密磨削工艺优化及应用研究

针对直线导轨精密曲面成形磨削在试验中出现的精度不可控和工件在磨削中出现的振纹超标问题,进行了对精密曲面成形数控磨床精密磨削工艺的优化与研究。详细介绍了在磨削导轨时产生振纹、烧伤的成因与解决方法,通过对磨削导轨的砂轮、磨削余量、磨削用量、冷却液和冷却方式的选择,并结合砂轮动平衡采用金刚石滚轮修整成形砂轮、修整参数改进,来提高主轴的几何精度和动刚度,确定了磨削导轨的成形工艺方案,为精密直线滚动导轨的自动磨削提供了依据。     

外圆磨床磨削工件产生螺旋纹的原因

外圆磨床磨削工件表面产生螺旋纹是外圆磨削常见的缺陷之一。我们在长期的生产、维修实践中体会到产生螺旋纹的原因,除了一般资料上介绍的以外,还有一个比较重要的原因是机床的几何精度超差。机床的强迫振动,油泵、电机的自激振动,头尾架或主轴工艺系统刚性差等也会使工件表面产生螺旋纹。 1.振动产生螺旋纹强迫振动是由机床外部的振源或机床其它部分的振动而引起的,因此它的振动频率与外界干扰力的频率有关。也可能是由于主轴组件本身不平衡所造成的,如主轴上的零件包括主轴传动件和安装的砂轮等的不平衡所产生的离心力;传动件运动不均衡如皮带接头不好、厚薄不匀和轴承精度差等都可引起强迫振动。     

砂轮平衡及其在磨削工程中的应用

在机械制造领域,磨削加工以其不可替代的优势,通常作为机械零件的最后加工工序.但是,磨削加工过程中却时常出现振动,致使磨削振纹成为提高零件表面质量的主要障碍.为此,全面梳理了回转体不平衡、砂轮不平衡、磨削振动和砂轮平衡精度等相关内容;分析了砂轮平衡主要表征参数、砂轮不平衡影响因素和砂轮平衡测试技术等;最后,基于磨削工程应...     

无心磨削长杆类工件表面质量的探讨

随着工业技术的高度的发展,对工件的表面质量提出了更高的要求,长杆类工件(如车床光杠)过去只要表面光洁度的高低,现在对磨削后表面出现的螺旋光纹也提出了限制,这是一个比较新的研究课题。所谓光纹就是在磨削以后,在工件表面上可以看到的反光不一致明暗相间的螺旋形暗色光纹。有时在加工后尚不明显,而在工件装配后,与套类零件相摩擦一定的时间,就可以明显地发现这种光纹。光纹的产生首先影响外观质量,如车床光杠存在螺旋光纹,虽然精度、光洁度达到要求,但仍影响外观质量。其次是影响工件的耐用度,即光纹表面降低了耐磨性能和耐腐蚀性能。光纹也能够影响后续工序的质量,如深井泵传动轴,在磨加工后要进行电镀,而螺旋光纹会     

20CrMnTi齿轮端面磨削裂纹原因分析

合金钢表层经渗碳、氮化等硬化的零件,在磨加工时较易发生表面磨削损伤。磨削损伤主要指磨削烧伤和磨削裂纹。磨削烧伤和磨削裂纹的存在,严重降低了零件的使用寿命,是不允许存在的缺陷。本文将重点讨论在实际生产过程中对该类缺陷的原因分析和排查,并提出相应的解决措施。     

轴承零件无心磨削工艺参数的最优化设计

轴承套圈、滚子和滚针等零件的磨削加工,除端面外,各重要表面几乎都采用无心方式。无心磨削问题,除了表面烧伤、粗糙度、砂轮耐用度等和一般的定心磨削相似外,还有圆形偏差的形成和表面波纹的再生等特殊现象。如果工艺参数选取不妥当,这些质量问题将十分严重,会导致废品率增加,并由此造成各种费用和消耗上升而生产率下降。因此,如何在保证质量的前提下,进行高生产率和低成本的无心磨削,在轴承零件加工中就显得尤为突出。     

大尺寸硅片超精密磨削平整化加工机理与技术

在中国国家自然科学基金重大项目《先进电子制造中的重要科学技术问题研究》资助下，针对大尺寸硅片化学机械抛光(CMP)和超精密磨削平整化所涉及的“超精抛光中纳米粒子行为和化学作用及平整化原理与技术”，以300mm硅片为代表，归纳报告硅片超精密磨削加工机理、磨削平整化理论、超精密磨削表面/亚表面损伤、磨削加工工艺规律，以及大尺寸硅片超精密磨削平整化加工关键技术的研究进展。 从硅片旋转磨削过程的运动学仿真、硅片磨削过程的分子动力学仿真和硅片材料的脆性 延性转变等3方面研究了硅片的超精密磨削机理。 通过建立硅片旋转磨削过程的运动学理论模型，获得硅片旋转磨削的运动轨迹参数方程、磨纹长度、磨纹数量以及磨削稳定周期等模型，分析了磨纹间距、磨纹密度与磨削表面层质量的关系。在此基础上开发硅片旋转磨削纹理的计算机预测仿真软件对硅片超精密磨削过程进行数字模拟，通过硅片磨削实验对数字仿真结果进行实验验证。     

外圆磨削和平面磨削时产生次品的某些原因及其防止方法

外圆磨削由于某些原因而产生的次品有下列几种情况: (1)精度低,例如工件不圆或有锥度; (2)表面有斑痕,即工件表面有时或偶然产生的刮痕,裂缝,凹坑、罅缝和疤纹; (3)有波纹,工件表面不规则波纹的产生多少有点周期性例如沿着工件圆周分布,平行淤砂轮轴线的震纹或螺旋线形的震纹;     

单晶硅纳米磨削亚表面损伤形成机制及其抑制研究

硅晶圆纳米磨削过程中产生的亚表面损伤限制了其使用寿命，亟需研究纳米磨削过程中单晶硅的亚表面损伤形成机制和抑制方法。文章首先建立了单晶硅纳米磨削的分子动力学仿真模型，研究其亚表面损伤形成机制。随后研究了磨削参数对磨削过程中磨削力、磨削温度以及亚表面损伤形成的影响机制。最后提出了单晶硅纳米磨削的损伤抑制策略。结果表明：单晶硅纳米磨削过程中结构相变和非晶化是其主要亚表面损伤形成机制。原始的Si-Ⅰ相在挤压和剪切作用下形成了Si-Ⅱ相、Si-Ⅲ相、Si-Ⅳ相、bct5-Si相以及非晶。磨削深度增加导致了磨削力和磨削温度升高，而磨削速度的增加导致磨削力减小，磨削温度升高。磨削力增大是导致亚表面损伤严重的主要原因，而一定程度的高温有利于抑制单晶硅的亚表面损伤。在纳米磨削单晶硅时，可通过减小磨削深度和提升磨削速度来实现亚表面损伤的抑制。     

热压硫化锌的超精密磨削加工

针对用传统车削或研磨抛光方法加工大尺寸非球面热压硫化锌透镜存在的不足,采用金刚石砂轮磨削加工方法对热压硫化锌材料进行了加工实验。通过压痕、单颗粒金刚石刻划和磨削正交实验,研究了该方法在磨削加工过程中的塑性域去除机理及其亚表面损伤情况,并优化了超精密磨削加工工艺参数。压痕实验发现热压硫化锌材料在载荷作用下易于出现径向裂纹和微裂纹,其断裂韧性为2.643842MPa/m1/2,临界切削深度为1.808μm。单颗粒金刚石刻划实验结果表明,热压硫化锌材料在较小的切削深度下可以实现塑性域去除,但在机械去除过程中易出现多种形式的亚表层损伤。磨削实验结果表明,磨削深度是影响表面光洁度的主要因素,随着磨削深度的增大表面光洁度降低,最佳表面粗糙度为7.6nm。工作台进给速度是影响面形精度的主要因素,且平面磨削的面形精度PV值为0.185~0.395μm。研究结果表明,磨削加工热压硫化锌材料可以获得纳米级表面粗糙度。     

提高磨削精度和光洁度的途径

磨削精度和光洁度达不到加工的要求,这是磨削加工中最常遇到的问题之一。根据实践经验,影响磨制精度和光洁度主要是主轴或砂轮的动平衡差,机床出现共振,工作台移动时爬行等。其中振动、不平衡是主要因素。外圆磨削时由于多采用粗粒度砂办精细修整的方法进行精密磨削,如果砂轮和工件间有相对振动,则在砂轮和工件间垂直于磨削表面的方向上要     

内圆磨削时部分工艺参数对磨削振纹的影响

本文从磨削颤振理论出发,探讨了内圆磨削时有关磨削用量和磨削时间的各个工艺参数对工件表面振纹的影响。通过在M2120型内圆磨床上进行的初步磨削试验,对试件表面振纹的频率及波幅进行了综合分析;并对照根据实时记录下的振动信号所作出的傅里叶频谱,得出以下结论:1.振纹波幅随磨削时间的加长而增大,频率则随之下降;2.降低工件线速度有利于改善振纹;3.工作台纵向进给速度及砂轮修整走刀量对振纹没有影响;4.适当的光磨时间对改善表面振纹有利。此外,还就磨削振纹的评定提出了看法和建议。     

凸轮轴磨削棱面数字化测量方法的研究与探索实践（上）

凸轮表面磨削棱面是凸轮磨削加工中最常见又最难排除的质量缺陷之一,它来源于磨削系统的振动,砂轮与凸轮产生时重时轻或断续的磨削与接触,在凸轮表面留下的一道道不均匀的磨削或接触痕迹,俗称磨削棱面,专业名称叫振纹,是零件表面的一种质量缺陷。     

机床导轨磨削表面划痕问题的分析与研究

导轨是机床的重要部件之一。为提高导轨的精度、耐磨性及动态性能,导轨通常需要进行硬化处理和磨削加工。磨削加工时,高速旋转的砂轮去除工件表面材料的同时会造成砂轮砂粒脱落,而脱落的砂粒夹在砂轮和工件间会造成磨削表面出现划痕。基于此,从砂轮、磨削液以及磨削工艺参数等方面进行综合论述及分析,阐述机床导轨磨削表面划痕问题产生的原因,并提出了改进方案。     

微晶玻璃超精密磨削的表面/亚表面损伤及其材料去除机理研究

针对微晶玻璃超精密磨削加工不可避免的表面/亚表面损伤问题,通过微晶玻璃磨削试验研究500#、1 500#、2 000#和5 000#金刚石砂轮磨削微晶玻璃的表面形貌、表面/亚表面损伤特征及其材料去除机理,揭示微晶玻璃脆性域磨削和塑性域磨削的表面/亚表面损伤特征,提出依次采用500#金刚石砂轮粗磨和5 000#金刚石砂轮精磨的微晶玻璃高效低损伤磨削工艺。结果表明,500#和1 500#金刚石砂轮磨削表面的材料去除方式为脆性断裂去除,2 000#金刚石砂轮磨削表面的材料去除方式同时包括脆性断裂去除和塑性流动去除,5 000#金刚石砂轮磨削表面的材料去除方式为塑性流动去除;脆性域磨削微晶玻璃的表面损伤形式为凹坑、微裂纹、深划痕,亚表面损伤形式为微裂纹;塑性域磨削微晶玻璃的表面损伤形式为微磨痕,亚表面损伤形式为靠近磨削表面的材料的塑性流动。     

碳化硅陶瓷的超声振动辅助磨削

采用普通磨削方式和超声振动辅助磨削方式对无压烧结SiC材料进行了磨削工艺实验,对不同磨削方式下磨削参数对磨削力比、表面损伤及亚表面损伤的影响进行了对比研究,并分析了超声振动磨削作用机制。实验结果显示,该实验中SiC材料去除主要以脆性去除为主,砂轮磨削力比随着磨削深度和进给速度的增加缓慢增加,随着主轴转速的增加略有减小;普通磨削时SiC工件亚表面损伤深度随着磨削深度、进给速度增加逐渐增加,而超声振动辅助磨削变化较小。与普通磨削相比,在相同的磨削参数下,超声振动辅助磨削的高频冲击使材料破碎断裂情况得到改善,且磨削力比减小近1/3,表面裂纹、SiC晶粒脱落、剥落等表面损伤较少,表面损伤层较浅,亚表面裂纹数量及深度都有较大程度降低,可以获得较为理想的表面质量。     

非线性磨削中颤振抑制的研究

在磨削加工过程中,颤振的发生通常使得工件表面出现振纹,严重降低工件的表面质量,而且加剧机床的磨损,缩短砂轮的使用寿命,因此,抑制磨削加工中的颤振具有重要意义。通过将Duffing振子考虑为砂轮的结构非线性项,建立了2自由度非线性磨削动力学模型。首先,采用数值仿真的方法,做出了磨削系统的稳态图和分岔图,研究了磨削工艺参数对磨削稳定性的影响;之后,为了抑制磨削颤振,采用主动控制策略来降低系统的振幅,仿真结果表明,主动控制策略很好地抑制了颤振,从而极大地提高了磨削工件的表面质量。     

工件旋转法磨削硅片的亚表面损伤分布

集成电路制造过程中,基于工件旋转磨削原理的超精密磨削技术是硅片平整化加工和图形硅片背面减薄的重要加工方法,但磨削加工不可避免会在硅片的表面/亚表面产生损伤,研究磨削硅片的亚表面损伤分布对于分析硅片发生弯曲或翘曲变形的原因,确定后续工艺的材料去除厚度都具有重要的指导意义.采用角度截面显微观测法研究工件旋转法磨削硅片的亚表面损伤深度沿晶向和径向的变化规律及光磨对磨削硅片的亚表面损伤分布的影响.结果表明,无光磨条件下磨削硅片的亚表面损伤深度在整个硅片表面分布不均匀,亚表面损伤深度沿周向在<110>晶向处大于<100>晶向,沿径向从中心到边缘逐渐增大;光磨条件下磨削硅片的亚表面损伤深度在整个硅片表面几乎是均匀的,且光磨后的硅片亚表面损伤深度明显小于无光磨条件下硅片亚表面损伤深度.