CFRP砂轮与钢基体砂轮高速磨削过程中的动力学特性

为探究CFRP砂轮与钢基体砂轮在高速磨削过程中的动力学特性,在数控凸轮轴磨床上搭建振动测试试验平台,开展磨削过程的动力学特性试验,研究2种砂轮在不同线速度和不同进给速度下的振动信号变化,并测量磨削后工件的表面粗糙度。结果表明:CFRP砂轮主轴系统的各阶固有频率高于钢基体砂轮主轴系统的各阶固有频率,且磨削过程中激发的优势频率处于高频区域。随着砂轮线速度的增大,GCr15工件表面粗糙度随之发生波动,CFRP基体砂轮磨削表面的粗糙度明显变小,较钢基体砂轮磨削表面的粗糙度减小30%～35%。颤振发生前后,CFRP基体砂轮磨削的表面粗糙度由0.089 μm变为0.091 μm,粗糙度增大2.2%;钢基体砂轮磨削的表面粗糙度由0.135 μm变为0.146 μm,粗糙度增大8.2%。在线速度一定的条件下,随着砂轮进给速度的增加,CFRP砂轮和钢基体砂轮磨削的工件表面粗糙度值都有增加,分别为2.4%和2.9%,但相较于砂轮线速度对工件表面粗糙度值的影响,进给速度对工件表面粗糙度值的影响更小。      

高效率磨粒加工技术发展及关键技术

高效率磨粒加工是先进制造方法的重要组成部分,集粗精加工与一身,达到可与车、铣和刨削等切削加工方法相媲美的金属磨除率,而且能实现对难磨材料的高性能加工。阐述了高速超高速磨削、快速点磨削、高效深切磨削、缓进给磨削、高速重负荷荒磨以及砂带磨削等高效率磨粒加工技术的国内外的发展及最新研究进展。研究了高效磨削砂轮、主轴及其轴承技术、高效率磨床、磨削液供给技术、砂轮、工件安装定位及安全防护技术以及磨削状态检测及数控技术等实现高效率磨粒加工的关键技术,分析了发展高效率磨粒加工的重要性。     

高速超高速磨削工艺及其实现技术

高速超高速磨削加工是先进制造方法的重要组成部分，集粗精加工与一身，达到可与车、铣和刨削等切削加工方法相媲美的金属磨除率，而且能实现对难磨材料的高性能加工。本文主要论述了高速超高速磨削工艺技术的特点；分析了电主轴是高速超高速磨削主轴系统的理想结构，介绍了陶瓷滚动轴承、磁浮轴承、空气静压轴承和液体动静压轴承在主轴单元中的应用；超高速砂轮主要用电镀或涂层超硬磨料(CBN、金刚石)制成，介绍了超硬磨粒的特点和砂轮的修整，分析了在高速及超高速磨床上得到广泛应用的德国Hofinann公司生产的砂轮液体式自动平衡装置；介绍了高压喷射法，空气挡板辅助截断气流法，气体内冷却法，径向射流冲击强化换热法磨削液供给系统的特点；最后介绍了直线电机进给系统和声发射智能监测系统等实现高速超高速磨削的关键技术。     

高速低粗糙度磨削机理的研究

低粗糙度磨利通常采用低速磨削。近年来,广西大学磨削研究室在高速低粗糙度磨削方面进行了大量的研究工作,试验表明,高速低粗糙度磨削具有许多低速低粗糙度磨削无法比拟的优点。本文主要论述修整参数对砂轮表面地形的影响,藉助微型计算机和透射电子显微镜还对高速低粗糙度磨削机理进行了一些探讨。     

陶瓷结合剂金刚石砂轮组织结构对其性能的影响

研究单晶硅片磨削用陶瓷结合剂金刚石砂轮的组织结构对砂轮性能的影响,评估砂轮组织结构对砂轮磨损速率、磨床主轴电流、磨削后的单晶硅片表面粗糙度及其表面形貌的影响。试验结果显示:主轴电流随着砂轮组织中孔隙率的增加呈现下降趋势,从最高的7.0 A降低至6.3 A;砂轮的磨损速率则表现出相反的规律,气孔率最大的砂轮的磨损速率是最小的砂轮的近2倍,分别为2.525 2 μm/片和1.423 8 μm/片;砂轮组织结构对磨削后工件的表面粗糙度影响不大,工件的表面粗糙度R_a值分别为7.67、7.47和7.37 nm;但当气孔孔径过大、孔壁变薄时,会造成磨削工件表面出现深划痕,导致硅片磨削质量恶化。      

在线电解修整砂轮磨轴承钢外圆表面

圆柱面精加工在不同领域的用途越来越广泛，与此相关的高效、高水平的制造技术对当代工业有着十分重要的意义。为实现工件外表面高效磨削，本文介绍了使用金属结合荆立方氮化硼（CBN）砂轮在线电解修整（ELID）技术的磨削试验。试验中使用静压砂轮轴外圆磨床和多种不同粒度的砂轮，分析了往复式和切入式磨削方式中磨粒尺寸对表面粗糙度、波纹度、圆度和表面应力的影响，同时将ELID修整方法与其它方法进行了比较，采用4000号CIB—CBN砂轮进行了不同材料的镜面磨削，得出了ELID在小批量生产中，工件产生压应力，并且磨削成本较普通磨削低的结论。     

不同CBN砂轮高速加工PTMCs的磨削性能对比

为分析CBN砂轮高速磨削颗粒增强钛基复合材料(particulate reinforced titanium matrix composites,PTMCs)的磨削性能,采用3种CBN砂轮开展PTMCs的高速磨削试验,对比研究其磨削力、温度、表面粗糙度及表面形貌。结果表明:相对陶瓷砂轮,钎焊砂轮的法向磨削力减小16.2%～40.4%、切向力减小25.2%～44.4%,磨削温度降低了26.0%～74.3%;相对电镀砂轮,钎焊砂轮的法向磨削力减小7.1%～31.1%、切向力减小23.3%～31.1%,磨削温度降低了14.5%～58.9%;钎焊砂轮在加工中表现出了最低的磨削力和温度,获得了最低的表面粗糙度和最好的表面质量,表面粗糙度可以达到0.60～0.77 μm。因此,在高速磨削PTMCs时,钎焊砂轮更具优势。      

Si3N4陶瓷轴承套圈端面磨削实验及表面质量分析

目的 确定加工氮化硅陶瓷轴承套圈端面的最优磨削加工参数,并构建表面粗糙度的预测模型.方法 首先,使用双端面磨床对氮化硅陶瓷轴承套圈进行多组单因素实验,实验设置的2个变量分别为砂轮转速和砂轮进给速度,并对两变量分别设置4个加工参数水平,以分析砂轮进给速度和砂轮转速对加工后表面质量的影响;再利用MATLAB中的工具箱,构建表面粗糙度预测模型.结果 通过实验得到最优的加工参数(砂轮转速为1400 r/min,砂轮进给速度为200μm/min),最优的表面粗糙度达到0.0827μm,符合工程中对高精度全陶瓷轴承端面的质量要求.建立了预测模型,并对该预测模型进行了优化,优化后的预测模型较实际测量的表面粗糙度Ra绝对值最小的相对误差为–0.56％,预测值与实际测量的表面粗糙度值的最大误差为0.0113μm.结论 表面粗糙度与砂轮转速和砂轮进给速度呈负相关,从实验结果与预测模型中可以看出,随着砂轮转速和砂轮进给速度的提高,表面粗糙度呈下降趋势.磨削氮化硅陶瓷轴承套圈的端面时,适当提高砂轮转速和砂轮进给速度有助于降低表面粗糙度,提高表面质量.     

高速磨削砂轮磨损对磨削表面质量的影响研究

基于陶瓷CBN砂轮对渗碳钢20Cr Mn Ti开展了高速外圆磨削试验。在外圆磨削余量和工艺参数固定的情况下对工件进行连续磨削,以工件上的磨除体积为砂轮磨损指标,考察了砂轮磨损对工件表面粗糙度、残余应力、表层金相组织和显微硬度变化的影响。实验结果表明工件表面粗糙度会随着砂轮磨损而上升,表面残余应力随着砂轮磨损逐渐呈现拉应力的趋势,磨削表面会出现回火软化变质层。该结果可为进一步研究高速磨削机理及优化工艺参数提供依据。     

用普通磨床磨削超精度低精糙度零件的简易方法

当前各种普通机械修造厂均不具备现代高精度磨床,要磨削超精度,低粗糙度的零件是很困难的,但这些机械修造厂均有Ｍ１３１Ｗ五十至七十年代生产的普通磨床。本文介绍对Ｍ１３１Ｗ等普通磨床进行必要的检修,合理的修整和精细的平衡砂轮,便能在普通磨床上磨削出超精度,低粗糙度的零件。     

大尺寸硅片自旋转磨削的试验研究

利用基于自旋转磨削原理的硅片超精密磨床,通过试验研究了砂轮粒度、砂轮转速、工件转速及砂轮进给速度等主要因素对材料去除率、砂轮主轴电机电流以及磨削后硅片表面粗糙度的影响关系。研究结果表明,增大砂轮轴向进给速度和减小工件转速,采用粗粒度砂轮有利于提高磨削硅片的材料去除率,砂轮轴向进给速度对材料去除率的影响最为显著;适当增大砂轮转速,减小砂轮轴向进给速度,采用细粒度砂轮可以减小磨削表面粗糙度;在其它条件一定的情况下,砂轮速度超过一定值会导致材料去除率减小,主轴电机电流急剧增大,表面粗糙度变差;采用比#2000粒度更细的砂轮磨削时,材料去除率减小,硅片表面粗糙度没有明显改善。     

腔内回油液体静压轴承在捷克BUA31万能外圆磨床上的应用

捷克万能外圆磨床BUA31,是一种性能较好的机床,原砂轮架主轴轴承采用动压螺旋式弹性轴承,磨削光洁度可达10,在我厂使用已二十年,目前由于轴承的磨损和多次调整,已无调整量了,轴承已损坏,使磨削光洁度仅达8。这次机床大修时,(要求提高砂轮轴的旋转精度和使用寿命,满足在该机床上进行粗,精加工。)由于此动压轴承制造极其困难,我们在广州机床研究所静压室帮助下,将原动压轴承改为径向小孔节流或腔内回油静压轴承,轴向采用止     

陶瓷结合剂CBN砂轮在凸轮轴加工中的应用

本文介绍了陶瓷结合剂立方氮化硼(CBN)砂轮的优越的磨削性能,总结了应用经验.采用郑州磨料磨具磨削研究所研制的陶瓷结合剂CBN砂轮在我厂进口的Landis数控高速磨床上进行了磨削冷激铸铁凸轮轴应用性试验.试验结果表明,加工工件粗糙度、砂轮的耐用度和寿命均达到进口CBN砂轮的水平.     

磨削过程对外圆磨床砂轮架强迫振动阻尼的影响

本文描述了在外圆切入磨削中,机床－刀具－工件系统的动力特性。在砂轮主轴中装有静压轴承和静压导轨的磨床的功能和数模型被给出。基于这个模型的仿真给出了磨削力特性的定性分析和它对磨床强迫振动的影响。仿真结果支持这样一种观点：磨削力对砂轮架中强迫振动的阻尼有显著的影响。     

CBN高效深磨砂轮主轴的建模分析与实验研究

基于对CBN端面砂轮的研究,提出一种高效率深度端面磨削的砂轮主轴系统.主轴单元的静态特征和影响因素分析了理论计算和建模仿真分析,并验证主轴结构和参数的合理性.基于模态分析理论,砂轮主轴系统的模态测试是由锤击方法,并得到了前6阶模态参数和分析结果.结果表明:该磨削主轴系统满足了高效深磨技术要求.最后,研磨应用开发测试平台应用了磨削主轴单元和一些实验来完成高效深磨的研究.对Cr12Mo1V1工件在砂轮转速为80 ～ 100 m/s时进行了端面磨削实验,其结果为:切削深度0.175～0.5 mm,表面粗糙度0.8～3.2 μm以及圆柱度5-10 μm.     

刚玉砂轮缓进深切磨削K444镍基高温合金研究

为评价K444高温合金的磨削加工性能,采用棕刚玉砂轮和白刚玉砂轮进行磨削试验,对比分析其磨削力、磨削比能、磨削工件的表面形貌和表面粗糙度以及砂轮磨损.结果表明:相比于白刚玉砂轮,棕刚玉砂轮的磨削力更小,磨削后工件表面粗糙度低,其表面粗糙度Ra在0.206～0.455μm,更易获得光滑的磨削表面.对表面粗糙度的敏感度分析...     

高效钛合金磨削液的研究

本文根据磨削液的作用机理及钛合金的磨削特点,对高效钛合金磨削液具备的主要特性作了分析。通过对新研制的磨削液与两种常用磨削液的对比试验,证实新研制的磨削液具有磨削比高,砂轮损耗低,磨削力小,磨削温度低,砂轮粘附少,工件表面粗糙度低,变形小,无烧伤等优点。运用金相显微摄影及扫描电镜等手段,对磨削中砂轮表面的粘附作了定点跟踪拍摄和砂轮粘附面积图象分析,结果证明新研制的磨削液对减少砂轮粘附有显著的效果。     

细纱机锭杆CBN砂轮成形磨削及修整方法研究

本研究采用CBN砂轮代替传统的棕刚玉砂轮,进行了细纱机锭杆表面成形磨削实验研究.锭杆材料选用热轧轴承钢GCr15.磨削在无锡产M11100专用磨床上进行,CBN砂轮为CBN-850磨料、粒度160#、浓度100%、硬度为J-K.砂轮主轴转速提高到2000 r/min,采用英国产泰勒索夫5对加工表面进行测量,结果表明锭杆表面粗糙度由Ra 0.8降低到Ra0.4 μm.精度由IT8提高到IT6.用酸蚀法检测锭杆表面,结果显示完全克服了磨削烧伤现象;采用金相显微镜测定表面变质层达到0.035 mm以下.由于CBN砂轮磨粒耐磨、锋利,使得砂轮修整次数大大减少,生产效率提高20倍以上.文中还阐述了采用计算机数控系统修整砂轮成形面的原理.     

应用电沉积CBN砂轮进行高精度磨削加工

以往由于无法在磨床上对电沉积 CBN 砂轮进行精修,因而加工精度很低。通常把这种很锋利的砂轮用于进行高效率的粗磨削加工。在几年前,出现了以日本 KAPP 公司为代表的高精度、高效率成形磨床,这些磨床制造厂同时开发了用电沉积 CBN 砂轮的高精度、高效率磨床。这类磨削基本上都具有高精度和高刚性的主轴和工件轴,并具有高精度分度和热变位补偿功能。在砂轮制造厂所开发的电沉积     

工程陶瓷镜面磨削新方法及其机理的研究

基于各种磨削参数对氧化铝砂轮磨削氮化硅工程陶瓷材料表面粗糙度影响的试验研究，提出了氧化铝砂轮加工工程陶瓷时的作用过程可分为氧化铝砂粒与工件表面的凸峰碰撞破碎去除，碰撞与摩擦共同作用及摩擦抛光三个阶段，并建立了各阶段的去除模型。而后通过对不同磨削参数的工件加工表面进行微观观察，证明了上述加工机理的存在，并能获得良好的表面质量，达到了镜面加工要求，实现了在普通磨床上对陶瓷材料的高质量加工。