硬脆材料高效精密磨粒加工技术

分析了硬脆材料加工特点,研究了硬脆材料超高速磨粒加工、延性域磨粒加工、高效率端面磨削加工、高效率自由磨粒加工和砂带磨削等高效率加工硬脆材料材料去除机制,分析了其关键技术以及国内外研究现状,为硬脆材料的高效率加工提供合理的技术方案.     

硬脆材料磨削力建模研究现状与展望

硬脆材料由于其高硬度、高强度等良好力学性能和物理特性,在国防、机械等领域都有广泛的应用前景。硬脆材料磨削过程主要由塑性变形去除和脆性断裂去除组成,其加工机理分析相对塑性材料磨削过程较为复杂。磨削力作为磨削加工机理研究基本特征参数,与加工表面质量、砂轮耐磨性和材料脆性或者塑性去除的预测等均有紧密联系。本文对硬脆材料磨削力建模进行总结,并针对硬脆材料磨削力研究存在的问题,提出了硬脆材料磨削力研究的方向。     

超高速磨削技术特征与应用

论述了高效深切磨削、超高速外圆磨削、快速点磨削、硬脆材料和难加工材料超高速磨削等超高速磨削加工技术的技术特点和在工业中的具体应用.     

硬脆材料的激光辅助磨削加工研究进展

硬脆材料具有良好的材料力学性能,广泛应用于众多工业领域。但由于其硬度高及脆性大,导致其在磨削加工过程中容易产生脆性断裂等缺陷。激光辅助磨削加工是解决硬脆材料加工中产生缺陷的一种有效加工方法,国内外学者对此开展了大量研究。现从激光辅助加工的作用、激光辅助磨削加工方法方面对国内外的研究现状进行综述,并对硬脆材料激光辅助磨削加工技术未来的发展趋势进行了展望。     

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…     

硬脆材料磨削加工机理研究进展

金刚石砂轮磨削加工仍然是最有应用前景的硬脆材料高效加工途径,而弄清磨削加工机理对实现硬脆材料元器件的高效超精密加工具有重要意义。介绍硬脆材料微纳切削的静态压痕断裂力学模型与动态切削加工近似模型这两种经典模型,诠释了塑脆转变机制。深入分类探讨了硬脆材料的脆性去除、塑性域去除与粉末化去除这3项加工机理,材料去除是裂纹演化、挤压微破碎、相变与位错等因素导致而成。塑性域加工是改善硬脆材料加工损伤的重要措施,而力热耦合作用场、材料晶面晶向等因素都是影响塑性域去除机制的关键。     

硬脆材料微磨削表面形成机理试验研究

微磨削作为微尺度硬脆材料元器件的一种重要加工方法越来越受到重视,分析硬脆材料微磨削材料去除机理、提出其应为脆性去除与延性去除的综合作用,并就硬脆材料微磨削中材料去除过程与传统磨削方式的不同建立微磨削表面形成模型。为揭示硬脆材料微磨削过程的表面形成机理,验证所提出的微磨削未变形切屑厚度hm与微磨削表面粗糙度Ra计算模型的科学性和准确性,针对钠钙玻璃这一典型硬脆材料设计了正交微磨削试验,就试验结果进行硬脆材料微磨削表面形貌分析,讨论硬脆材料微磨削表面影响因素以及影响规律。基于试验数据结果对所建立微磨削模型的科学性进行了验证,并通过试验获得了微磨削后表面粗糙度Ra从78 nm至0.98 μm的一系列表面,为硬脆材料微磨削表面形成机理研究提供了理论参考与试验依据。     

铸铁纤维、铸铁结合剂超硬磨料砂轮在ELID超镜面磨削中的应用

本文介绍了铸铁纤维和铸铁结合剂超硬磨料砂轮在ELID超精密镜面磨削中的特点、ELID磨削技术原理及ELID技术在硬脆材料、金属材料的镜面加工前景。     

光学脆性材料的金刚石切削加工

重点对脆性材料的超精密研磨、抛光加工技术及超精密磨削加工技术和超精密切削加工技术进行了分析研究。分析表明,硬脆材料光学元件主要应进行超精密研磨、抛光及超精密磨削加工;软脆材料光学元件主要应进行金刚石切削加工。对软脆材料金刚石切削进行了试验设计,指出了光学脆性材料的金刚石切削加工过程不同于金属加工过程,通过控制切削条件可以实现脆性材料塑性域加工,提高光学脆性材料的表面加工质量。     

硬脆材料超光滑表面磨削技术的现状及发展趋势

概述了具有光滑表面的硬脆材料的应用前景，介绍了国内外在硬脆材料超光滑表面精密磨削技术上的发展现状，提出了获得硬脆材料超光滑磨削表面的主要技术措施，并从国情实际情况出发，提出了我国在超精密磨削技术方面今后应开展的研究工作。     

非金属硬脆材料的先进孔加工技术研究进展

现有的非金属硬脆材料的孔加工方法存在一些技术难题:如激光加工的锥度控制和堆积物处理,电火花加工时材料的导电性和电极的制备以及加工效率和质量问题。归纳了上述问题的解决办法,总结了国内外先进孔加工技术的研究现状和最新进展,并提出了新研制的高效低成本的引弧微爆轰击加工技术。     

硬脆材料旋转超声加工技术的研究现状及展望

旋转超声加工是一种复合特种加工技术,它复合了传统超声加工和普通磨削加工的材料去除方式,在提高硬脆材料去除效率、减小切削力、提高加工精度和表面完整性等方面具有显著优势。自旋转超声加工技术发明至今,国内外学者开展了大量的有关旋转超声加工装备及工艺的研究工作,并且已在几乎所有主要的硬脆难加工材料中得到实际应用。本研究在简要概述旋转超声加工技术的基本原理和发展过程基础上,总结国内外学者在材料去除机理、工艺特性、加工新形式以及装备研发等几方面的主要研究成果,并对旋转超声加工技术的发展趋势及值得关注的问题进行展望。     

Experimental study on ultrasonic-assisted grinding of micro-structured surface on silicon carbide using small diameter grinding wheel

Journal of Mechanical Science and Technology - As an effective machining method for hard and brittle materials, ultrasonic-assisted grinding (UAG) was employed to manufacture microstructures on SiC...     

复合振动磨削用椭圆超声换能器的结构设计及ANSYS有限元分析

随着科学技术的发展,光学元件和工程陶瓷等先进材料得到广泛应用,迫切需要解决传统磨削加工硬脆性材料效率低与质量差等难题。相关研究已经证实,椭圆形超声振动辅助磨削（EUAG）方法能够实现硬脆性材料的低损伤和低应力去除。本文基于行波型超声电动机的原理,利用ANSYS有限元软件进行建模、模态分析及灵敏度分析,实现了椭圆形超声振动换能器结构参数的优化设计,并对优化模型进行了谐响应分析,得到了在相应激励下换能器椭圆振动长短轴方向的振幅值。本文利用ANSYS软件,成功优化设计了椭圆形超声振动换能器,为实现EUAG技术奠定了基础。     

横向超声振动对金刚石线锯切割硬脆材料锯切力及临界切削深度的影响

硬脆晶体材料,如SiC、Ge和Si等,由于其临界切削深度极小,常规加工方法很难实现塑性模式加工,研究横向超声振动金刚石线锯对硬脆材料锯切力和临界切削深度的影响有重要意义。在研究线锯受迫振动的基础上,分析金刚石线锯在横向超声波激励下柔性旋转点切割硬脆材料的条件;用特征函数对超声激励下金刚石线锯的振动切割状态进行表征;应用磨削理论建立了单颗金刚石磨粒切割硬脆材料的力学模型;推导出超声振动激励下金刚石线锯锯切硬脆材料临界切削深度的计算公式。以单晶SiC为对象,进行了超声振动线锯切割和普通线锯切割对比试验。结果表明相同条件下,超声振动线锯切割SiC的锯切力比普通线锯的锯切力减少22.4%~64.2%,临界切削深度增加1倍,晶片表面粗糙度有明显的改善。试验结果与理论分析具有良好的一致性。     

Mist-jetting electrical discharge dressing (MEDD) of nonmetal bond diamond grinding wheels using conductive coating

Diamond wheels are widely used in high-precision grinding of hard and brittle materials; unfortunately, they are difficult to true and dress. This paper addresses that problem in that it proposes an effective dressing technique—mist-jetting electrical discharge dressing (MEDD) of nonmetal bond diamond grinding wheels using conductive coating. A conductive phase is coated on the wheel surface to increase the conductivity of the nonmetal bond. Electrical discharge model was built to analyze feasibility and select optimized parameters of MEDD. Experiments were conducted to evaluate the dressing performance of MEDD in terms of surface morphology of the wheel surface, grinding force, and surface roughness of the workpiece. Experimental results show that abrasive grains on the wheel protrude are satisfied. The discharge parameters have an important influence on the dressing result. The grinding force and the surface roughness of the workpiece significantly reduced after dressing.     

钻削超硬脆材料的研制

介绍了新研制的一种钻削超硬脆材料的钻头,阐明了该钻头的钻削机理,给出了该钻头的设计及制作过程,实验表明,该钻头是钻削工程陶瓷、宝石等硬脆材料的理想工具。