精密和超精密磨削机理及磨削砂轮选择的研究

从磨削砂轮及其修整、磨削用量、磨床精度等主要方面总结达到精密和超精密磨削效果的必要措施。提出有关超精密磨削机理的技术发展前沿并着重介绍有关超硬材料砂轮超精密磨削的研究趋势。     

精密和超精密度削机理及磨削砂轮选择的研究

从磨削砂轮及其修整、磨削用量、磨床精度等主要方面总结达到精密和超精密磨削效果的必要措施。提出有关超精密磨削机理的技术发展前沿并着重介绍有关超硬材料砂轮超精密磨削的研究趋势。     

电镀金刚石砂轮高效精密修整及熔融石英磨削试验研究

大尺寸光学玻璃元件主要采用细磨粒金刚石砂轮进行精密/超精密磨削加工,但存在砂轮修整频繁、工件表面面形精度难以保证、加工效率低等缺点。采用大磨粒金刚石砂轮进行加工则具有磨削比大、工件面形精度高等优点,然而高效精密的修整是其实现精密磨削的关键技术。采用Cr12钢对电镀金刚石砂轮(磨粒粒径151 μm)进行粗修整,借助修整区域聚集的热量加快金刚石的磨损,可使砂轮的回转误差快速降至10 μm以内。结合在线电解修锐技术,采用杯形金刚石修整滚轮对粗修整后的电镀砂轮进行精修整,砂轮的回转误差可达6 μm以内,轴向梯度误差由6 μm降至2.5 μm。通过对修整前后的金刚石砂轮表面磨损形貌成像及其拉曼光谱曲线分析了修整的机理。对应于不同的砂轮修整阶段进行熔融石英光学玻璃磨削试验,结果表明,砂轮回转误差较大时,工件材料表面以脆性断裂去除为主;随着砂轮回转误差和轴向梯度误差的减小,工件表面材料以塑性去除为主,磨削表面粗糙度为Ra19.6 nm,亚表层损伤深度低至2 μm。可见,经过精密修整的大磨粒电镀金刚石砂轮可以实现对光学玻璃的精密磨削。     

金刚石微粉砂轮超精密磨削技术

论述了金刚石微粉砂轮超精密磨削的特点、存在的技术难题及其发展前景。对金刚石微粉砂轮超精密磨削机理进行了探讨，认为它是以微切削为主的多种作用的融合；研究了金刚石微粉砂轮修整机理及其常用的有效修整方法；提出了树脂-金属复合结合剂金刚石微粉砂轮的构想，论述其结构的形成、制作过程及其实际磨削效果；最后，探讨了进行金刚石微粉砂轮超精密磨削时的影响因素及环境条件。     

ELID磨削氧化膜控制方案的设计与研究

微处理器为处理控制单元,通过ELID精密磨削技术对金属基砂轮进行在线修整,改变砂轮氧化膜厚度,从而调整ELID磨削状态.该方案自动处理数据,判断磨削膜厚状态,改变电解电源参数,使砂轮始终保持锋利状态.此方法实现磨削过程无人控制,砂轮连续自动修整,消除传统磨削加工停机修整砂轮的弊端,提高磨削效率,减少砂轮过快损耗.     

磨削技术的新发展

随着工业技术的不断进步，磨削技术有了很大的发展。磨削技术的发展及超硬磨料的应用，使磨削加工效率和加工精度不断提高，也使磨削加工的能力和范围日益扩大。为了满足工业发展的需要，出现了高光度、高精度磨削；超精密级的磨观研磨和抛光技术；高速磨削、深切缓进结磨削、连续修整成形磨削以及强力砂带磨削等高效磨削方法。另外，为了达到难加工材料及硬脆材料零件的高精度要求，广泛采用了超硬磨料砂轮。当前，磨销技术发展的特点是广泛采用立方氮化硼（CBN）等超硬磨料砂轮、高效化、超精密以及磨削过程监控的高度自动化等。本文简…     

基于多层钎焊金刚石砂轮在线电解修整技术的超细晶硬质合金精密磨削研究

利用模压成型技术和真空钎焊技术制备出了磨粒把持力大、力学性能优良的多层钎焊金刚石砂轮;采用在线电解修整技术促使磨钝的磨粒及时脱落,使砂轮在磨削过程中始终保持锋利性;并开展了基于多层钎焊金刚石砂轮在线电解修整技术的超细晶硬质合金精密磨削试验。试验结果表明：在相同磨削条件下,多层钎焊砂轮在线电解修整磨削力较无修整时的磨削力下降了33.7%～57.9%;多层钎焊砂轮在线电解修整磨削技术能有效提高加工表面质量。当进给速度为30 mm/s,磨削深度为15 μm时,无电解磨削加工表面粗糙度为0.35 μm,而在线电解修整磨削表面粗糙度仅为82.1 nm;多层钎焊砂轮在线电解修整磨削残余应力仅为无电解磨削时的38.2%～49.5%。且在线电解修整磨削表面完整性较好,没有出现表面/亚表面裂纹等相关缺陷,可实现超细晶硬质合金等难加工材料的高效精密加工。     

ELID磨削砂轮表面氧化膜状态的表征

在线电解修整磨削(ELID)是一种电化学加工技术,可在磨削过程中对铸铁基砂轮进行连续修整,非常适合硬脆材料的超精密镜面加工.在ELID磨削过程中,砂轮表面氧化膜的状态对ELID磨削影响重大,在磨削过程中维持良好的氧化膜状态是获良好表面质量的前提保证.本文通过粘附性实验,建立了氧化膜的状态归一化模型,利用在ELID磨削过...     

基于信息融合的精密磨削砂轮磨损状态在线识别方法研究

高质量非球面光学元件批量制造是目前精密磨削技术力求实现的目标。为了提高非球面光学元件精密磨削的加工效率,必须在加工过程中动态识别砂轮磨损状态,在砂轮接近或达到寿命周期时对其进行修整。寻求一种经济可行的方式,实现砂轮寿命周期在线评估,利用声发射、砂轮振动、磨削力等多种类型加工过程信号,提取和选择能够全面、灵敏反应砂轮磨损状态的特征,基于Dempster-Shafer证据理论,进行多源信息融合,实现精密磨削砂轮磨损状态在线识别。     

ELID镜面磨削技术——砂轮快速修整技术的研究

介绍了ELID磨削中采用电火花整形装置对金属结合剂超硬磨料砂轮进行整形修整的技术。修整后的砂轮径向跳动量小于1μm,砂轮表面光滑,形状精度高,磨粒等高性好,适于精密镜面磨削用,具有修整时间短、成本低、砂轮损耗小的优点。     

Online dressing of profile grinding wheels

Improving the dressing accuracy and efficiency of profile grinding wheels has been increasingly demanded. The significance is addressed in the practical application of precision engineering. In this study, an online dressing system of profile grinding wheels is introduced. A special feature of the system is the application of the non-contact image measuring method used to evaluate deviation of the grinding wheel’s edge in determining the timing and amount of dressing. Diamond form rollers were selected to generate the profile grinding wheels with steep profile flanks by taking advantage of their high flexibility, short dressing times, and low wear rate. A series of grinding and dressing tests were carried out to investigate the dressing accuracy and surface quality for the profile grinding wheels with the proposed system. Through repeated experimental investigations, it was found that the dressing force is a key parameter in determining the number of passes needed in achieving high efficiency dressing. This is to assure that the length of the dressing time, and waste of the dresser and grinding wheel can be minimized. Other main dressing conditions that influence the grinding wheel and workpiece roughness include speed ratio, cross feed and roller profile radius.     

电火花修整超硬磨料砂轮技术发展现状

电火花加工技术的发展带动了电火花修整超硬磨料砂轮技术,改变了传统砂轮“硬接触”修整方法。近年来,许多学者致力于研究超硬磨料砂轮的电火花修整方法,为提高磨削效率和磨削精度做了大量有意义的研究。基于大量文献的论述与研究,回顾了近三十年来电火花修整超硬磨料砂轮技术发展过程的各种研究内容以及取得的成果,完整地阐述了电火花修整金属基超硬磨料砂轮技术的基本原理。以立方氮化硼(CBN)和金刚石磨料砂轮修整为主要应用,对不同电极、不同放电介质、不同放电参数以及现代工程理论辅助下的建模分析方法等方面做了介绍,分析了现有电火花修整技术发展中存在的问题,探讨了未来发展的方向及趋势。     

单层钎焊金刚石砂轮的修整实验研究

为满足单层钎焊金刚石砂轮高效精密加工的性能要求,对磨粒有序排布单层钎焊金刚石砂轮的修整进行了实验研究。采用磨粒有序排布的钎焊金刚石修整工具对钎焊砂轮进行了修整,该修整方法通过修整工具粒度的变化以及修整速比的调整来控制砂轮形貌,从而使氧化锆的磨削表面粗糙度达到了精密加工的水平。对砂轮形貌进行了观测统计,数据表明,砂轮磨粒的等高性得到明显改善且避免了磨粒端部的严重钝化。     

The Effect of Optimum In-Process Electrolytic Dressing in the Ultraprecision Grinding of Die Steel by a Superabrasive Wheel

In recent years, grinding techniques for precision machining of brittle materials used in dies, moulds and optical parts have been improved by using superabrasive wheels and precision grinding machines. Optimum dressing using a superabrasive wheel makes possible the effective ultraprecision grinding of die steel (STD-11). In this study, a new system and the grinding mechanism for optimum in-process electrolytic dressing are proposed. This method can carry out optimum in-process electrolytic dressing of a superabrasive wheel. Optimum in-process electrolytic dressing is a good method for obtaining efficiency and ultraprecision grinding of STD-11.     

转子磨床CNC砂轮修整器的砂轮初始修形方法研究

采用CNC砂轮修整器使复杂螺旋面工件的精密磨削成为可能,利用CNC砂轮修整器对新砂轮进行初始修形是砂轮修整的关键步骤.提出了3种砂轮的初始修形方法,对比了各自的优缺点,为CNC砂轮修整器的初始设计提供了理论基础,为用户实际加工提供了操作依据.     

基于误差补偿的刀具铲磨砂轮修形的数值模拟

在建立通用数学模型的基础上,以刀具齿形重磨精度为砂轮修形评价指标,对采用椭圆修形砂轮铲磨阿氏滚刀齿侧面的过程进行了成功的数值模拟,获得了具有工程应用价值的数值计算结果,并讨论了不同的砂轮修形误差曲线对滚刀齿形重磨精度的影响。由此可以看出,通过调整砂轮修形参数。合理控制修形误差取向以进行优化修形,能够大大提高刀具齿形重磨精度,从而为实际的砂轮修形现场操作提供理论指导。     

超硬磨料砂轮修整及点轮修整技术

与普通磨料砂轮相比,采用金刚石车削法修整超硬磨料砂轮,修整力大、工具磨损快、修整时间长、效率低、精度低及质量差,致使超硬磨料砂轮的优异性能得不到充分发挥,砂轮修整已经成为制约超硬磨料砂轮工程应用的主要瓶颈.在超硬磨料砂轮修整研究方面,科研成果众多,技术各有特点,然而工程应用有限.点轮修整是集金刚石车削修整、金刚石滚轮磨...     

磨削技术的新进展──硬脆材料光滑表面的超精磨削

阐述利用超细粒度金刚石砂轮进行硬脆材料光滑表面起精磨创的现状，提出获得硬脆材料光滑磨削表面的主要技术措施。     

垂直式超硬砂轮圆弧修整器设计与砂轮修整

针对圆弧形超硬砂轮修整难度大、修整精度低的问题,对树脂结合剂圆弧形金刚石砂轮进行了精密修整研究。设计制造了一种垂直式超硬砂轮圆弧修整器,通过修整试验研究了不同粒度的圆弧形砂轮在修整前后表面粗糙度、弧形精度、圆度、表面形貌的变化情况。砂轮修整前后对氮化硅陶瓷轴承套圈沟道进行了磨削,并测量了磨削后的轴承套圈沟形精度。研究结果表明：相比修整前,修整后砂轮表面粗糙度平均值由1.731 8 μm减小至0.772 4 μm,减小了55.4%;弧形精度平均值由33.604 7 μm减小至8.527 6 μm,减小了74.6%,修整后4个砂轮的弧形精度更加稳定,且随着砂轮粒度的减小,弧形精度略有减小趋势;砂轮圆度平均值由43.721 μm减小至18.002 μm,减小了58.8%,修整使大量新的磨粒露出。所设计的垂直式超硬砂轮圆弧形修整器可对圆弧砂轮进行精密修整,可改善圆弧形砂轮的弧形精度及圆度,修整后砂轮磨削的轴承套圈沟形精度得到了大幅提高。