ELID磨削工艺参数对磨削力的影响

小口径非球面玻璃透镜因具有极高的成像质量和成像分辨率而被广泛应用于中高档镜头中。在线电解修整(Electrolytic In-Process Dressing,ELID)磨削作为高效的镜面磨削方法被广泛应用于硬、脆等加工材料的镜面磨削。在精密平面磨床上安装喷嘴电解ELID磨削系统对硬质合金材料进行了喷嘴电解方式ELID磨削试验研究。实验分析了磨削力随着砂轮转速、工作台进给速度、磨削深度三个磨削工艺参数变化的规律。同时,相同的磨削参数下,比较喷嘴电解方式ELID磨削和普通磨削的磨削力研究。试验结果表明,喷嘴电解方式ELID磨削能明显降低磨削力,与普通磨削相比较,能更好的实现硬质合金材料的超精密磨削加工。     

在线电解修整磨削氧化膜研究现状及展望

在线电解修整（ELID）镜面磨削加工中,电解作用会使砂轮表面生成一层具有绝缘作用的氧化膜,该氧化膜可以减缓和阻止进一步电解,避免砂轮损耗过快;同时,氧化膜可容纳、承托大量因电解而脱落的磨粒,使得砂轮的磨削类同游离磨粒的研磨、抛光作用,有利于提高磨削表面质量。氧化膜在整个磨削过程中发挥着至关重要的作用,直接影响着ELID磨削加工表面质量和磨削效率。详细阐述了ELID磨削过程中氧化膜的成膜过程及表征方法、氧化膜的物理/化学特性、氧化膜成膜影响因素等方面的研究进展,并对ELID磨削氧化膜下一步的研究重点进行了展望。     

ELID精密镜面外圆磨削技术的应用

在线电解修整(ELID)精密镜面磨削有效地实现了许多难加工材料的平面精密加工和高效加工.本文介绍了ELID磨削技术在精密镜面外圆磨削上的应用.通过采用金属基超硬磨料砂轮在线电解修整对硬质合金、碳化硅陶瓷进行精密镜面外圆磨削,得到了表面粗糙度Ra=0.025～0.028μm的加工表面.     

ELID磨削预修锐与氧化膜成膜的影响因素

设计了蓝宝石ELID(在线电解修整)磨削工艺的实验装置和实验方案.基于电化学理论,建立了蓝宝石ELID磨削预修锐氧化膜形成的数学模型,定性分析了氧化膜的成膜过程,并通过磨削实验,研究了极间间隙、电压等工艺参数对预修锐时间的影响规律,揭示了氧化膜厚度和生长速率的变化规律,提出了基于厚度、粘附力和孔隙率,并考虑预修锐时间的氧化膜状态的评价表征方法,对极间间隙、脉冲频率、电压和砂轮转速等ELID电解加工参数进行了优化.实验获得最佳加工条件为极间间隙0.5 mm,脉冲频率90 kHz,电压120 V,砂轮转速1500 r/min.     

ELID精密镜面外圆磨削技术的应用

在线电解修整（ELID）精密镜面磨削有效地实现了许多难加工材料的平面精密加工和高效加工。本文介绍了ELID磨削技术在精密镜面外圆磨削上的应用。通过采用金属基超硬磨料砂轮在线电解修整对硬质合金,碳化硅陶瓷进行精密镜面外圆磨削,得到了表面粗糙度Ra=0.025-0.0028μm的加工表面。     

ELID磨削占空比对铁基金刚石砂轮氧化膜特性影响

在线电解砂轮修整(ELID)镜面磨削硬脆材料可以获得高质量的加工表面,在加工中铁基金刚石砂轮的氧化膜起着至关重要的作用.通过磨削BK7光学玻璃的试验研究,电解参数占空比对氧化膜生成速度、厚度及其对加工表面质量有着重要影响,在保证加工质量及降低砂轮损耗率的基础上找到了最优的占空比参数.     

ELID镜面磨削硬质合金的工艺参数实验研究

随着国防尖端技术的迅速发展,许多具有独特性能的新材料得到了日益广泛的应用,如光学玻璃、硬质合金。但采用传统磨削工艺加工这些材料很难得到良好的表面质量。在线电解砂轮修整(ELID)磨削技术是一项新的、高效的磨削方法,它有效地实现了许多难加工材料的超精密加工和高效加工。针对硬质合金的特性,用ELID磨削方法应用于硬质合金的精密加工,通过实验研究ELID磨削中工艺参数对加工表面的影响规律,找到了在一定条件下优化的工艺参数。     

轴承钢专用ELID磨削液的开发

针对轴承生产加工时磨屑不易排除导致砂轮黏附率大造成工件烧伤的难题,采用在线电解修整(ELID)磨削技术,在磨削过程中电解磨削液能够通过对砂轮表面阳极溶解的电解作用实现在线电解修锐及磨屑电解去除,从而达到良好的磨削状态,以对轴承钢进行精密、超精密磨削加工。结合已有ELID磨削液的开发经验,研制出更适合轴承钢磨削特点的专用磨削液。试验证明:采用HDMY-30磨削液磨削轴承钢,表面粗糙度Ra可达0.011μm,比采用原有磨削液磨削轴承钢的Ra降低了0.005μm。     

基于ELID磨削技术的轴承滚道切入式磨削加工工艺研究

针对高精度轴承滚道传统加工存在加工精度低、效率低、一致性难以保证等问题,采用ELID磨削技术对轴承内圈外滚道进行切入式磨削加工工艺试验研究。在ELID精密镜面磨削机理和单颗磨粒切入切出磨削模型的指导下,首先通过单因素试验法探究砂轮线速度、电解电流、电解间隙对轴承滚道表面粗糙度的影响规律,在此基础上利用正交试验法得到最优加工工艺参数组合:砂轮线速度46 m/s、电解电流6 A、电解间隙0. 2 mm,最后在最优加工工艺参数的指导下对轴承内圈外滚道进行ELID切入式磨削加工,获得表面粗糙度R_a为12 nm的表面质量。     

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...     

氮化硅陶瓷镶块低粗糙度磨削的研究

提出氧化铝砂轮磨削陶瓷表面的加工过程是砂轮磨粒与工件表面凸峰的碰撞－碰撞与摩擦共同作用－摩擦抛光。对砂轮速度，工件转速、砂轮横向进给量、光磨次数，陶瓷材料硬度以及切削液等因素对表明粗糙度的影响进行了分析，表明氧化铝砂轮通过挤压和磨削抛光作用使陶瓷工件表面的粗糙度得到显著改善，实现了在普通磨床上对陶瓷材料的高质量加工。     

双端面磨削砂轮直线修整中最佳修整参数的研究

根据双端面磨削原理,分析并确定砂轮直线修整相关的设计参数。以磨削区域内上下砂轮端面形状为研究对象,建立磨削区域的几何方程并进行分析计算,得到上下砂轮端面高度在工件几何中心运动轨迹上的变化曲线。分别确定固定式修整及插补式修整的最佳修整参数,获得磨削区域中理想的砂轮端面几何形状,提高工件的加工精度和精度稳定性,降低工件表面粗糙度。     

光学自由曲面反射镜模芯的镜面成型磨削

采用精密修锐修整的圆弧形粗金刚石砂轮在CNC精密磨床上进行了数控成型磨削加工,实现了高效镜面磨削。分析金刚石砂轮圆弧形轮廓的成型修整原理,建立了圆弧形修整的数控模式。通过建立曲面数控成型磨削的行走轨迹算法,实现了自由曲面的圆弧包络成型磨削加工。分析了磨削工艺参数和砂轮出刃形貌参数与超光滑表面形成的作用机制,进行了镜面磨削试验并检测表面微观形貌和粗糙度,分析实现镜面磨削的脆/塑性磨削转换机理。理论分析表明,降低砂轮行走速度,提高砂轮转速以及改善出刃形貌可以获得纳米级粗糙度的超光滑磨削表面。试验结果显示,先将砂轮修锐修整再控制砂轮行走速度小至15 mm/min时,表面粗糙度小于10 nm以下,且微观加工表面没有发生脆性破坏,形成镜面。加工高速钢自由曲面时,面形误差(PV值)可以达到10 μm以下,表面粗糙度R_a可以达到约16 nm。实验结果表明:利用数控技术和粗金刚石砂轮可以实现自由曲面模芯的高效镜面磨削加工,保证了高精度的光学自由曲面反射镜注塑模芯。     

Experimental study of time-dependent performance in superalloy high-speed grinding with cBN wheels

The time-dependent performance of grinding is expressed as the change of process output measures as a function of time during grinding. Although the wheel capability will be restored by dressing, the time-dependent performance of grinding during one dressing skip is the determinant on the grinding quality variation in terms of surface integrity and workpiece geometric accuracy. Therefore, understanding of grinding time-dependent performance in relation with the wheel–workpiece microscopic interaction is critical for wheel and process development to achieve stable grinding processes. In this article, the grinding of superalloy with cubic boron nitride (cBN) grinding wheels is performed. The time-dependent performance is recorded to represent the characteristic features, and the microscopic wheel topography is measured under scanning electron microscope (SEM) throughout the grinding process, so as to reveal the root cause for the time-dependent performance and its impact on the workpiece quality variation. The experiment results indicate that during the grinding process, there exist three characteristic stages, namely, initial wheel wear stage, severe wheel wear stage, and wheel resharpening stage. Moreover, the change trend of spindle power consumption, workpiece quality on surface hardness and roughness, wheel wear condition, and G ratio are consistent with the wheel topography evolution reflected by SEM photos, which can be used to present the three grinding stages. The wear and replacement of the efficient grain cutting edges result in the time-dependent performance during superalloy high-speed grinding with cBN wheels.     

多线砂轮复合自动修磨装置的设计与精度检验

多线砂轮复合自动修磨装置采用CNC数控系统,利用两个独立金刚石滚轮休整器,实现单支和多支砂轮的高精度修磨,极大地降低了人工操作带来的加工误差,提高了产品加工精度和效率。通过表面粗糙度检测数据可知,具有多线砂轮复合自动修磨装置的数控丝锥螺纹磨床完全符合加工精度要求。同时,采用多元回归方程建立基于砂轮修整参数的表面粗糙度预测模型,并设计单因素试验,得到砂轮修整参数与表面粗糙度之间的关系。由显著性分析结果得出,径向修整进给量是影响表面粗糙度的主要因素。     

高精度非球面加工双轴动平衡监控技术研究

提出一个智能型双轴动平衡监控系统, 针对高精度加工中工件和工具的振动会相互作用而影响加工效果,该系统同时对砂轮主轴和工件主轴进行平衡,集中处理工具和工件的振动数据,综合分析整个加工系统的平衡效果及工件的表面误差情况,从而达到减少工件加工误差,降低设备磨损,提高磨削加工精度的目的。实验结果表明,对振动数据的分析是正确的, 可实现高精度的非球面加工。     

冲压模具零件的成形磨削工艺分析与设计

根据冲压模具零件图纸及技术要求进行工艺分析,通过模具工艺方案设计得出平面磨床成形磨削的加工方法和砂轮修整方法以及工艺尺寸计算,拟订平面磨形磨削工艺。同时,提出工件磨削步骤及注意事项,并对成形磨削工件进行精度检验及误差分析。实践证明:成形磨削工艺分析计算准确,公差分配合理,精度检验及误差分析有效,制造精度高。     

曲面圆弧包络磨削表面粗糙度特性研究

对曲面磨削表面粗糙度成型原理进行了分析,得出曲面磨削时其表面粗糙度由磨粒划痕和砂轮两步距间的残留高度构成。探讨了其分布均匀性的原理,揭示了各参数对其均匀性的影响。通过砂轮进给速度的变速控制,可以降低约60%的表面粗糙度波动率。根据理论分析可知,在加工凹曲面时,其理论残留高度值约为凸曲面的两倍。实际加工时,采用较小的砂轮进给步距或砂轮圆弧半径可达到凸曲面的表面粗糙度效果。     

应用环形磁场控制的微粉砂轮制备及其磨削性能

在超精密磨削中,金刚石微粉砂轮的磨粒分布均匀性对提高磨削表面质量至关重要,为了使微粉磨粒规则排布,提出了一种采用环形磁场控制磨粒规则排布的砂轮制备方法,制备了多种金刚石微粉砂轮,使用磁场控制制备的微粉砂轮对硬质合金YG8进行了平面及非球面磨削试验。结果表明:应用环形磁场控制可使金刚石微粉砂轮的磨粒实现规则排布,极大改善砂轮加工性能,利用环形磁控方法制备的砂轮可获得最佳表面粗糙度Ra3 nm、最佳面形精度PV318 nm的光滑镜面。     

Modeling and simulation of grinding surface topography considering wheel vibration

Grinding is an important means of realizing precision and ultra-precision machining. Vibration caused by an unbalanced grinding wheel in grinding process has a significant impact on the quality of workpiece surface. However, the effect of wheel surface topography and/or the relative vibration between grinding wheel and workpiece are not considered in most researches. Taking the relative vibration between grinding wheel and workpiece into account, alongside the abrasive grain trajectory equation, a new analysis and simulation model for surface topography of the grinding process is established. The model for the topography of the grinding wheel surface is first studied, and subsequently, a new simulation model for surface topography of the grinding process is proposed. Case studies are performed at the end, and the influence of grinding wheel vibration amplitude, wheel grit number, as well as grinding parameters on the surface waviness and roughness is discussed. The simulation results could be used to optimize the actual grinding process to improve the ground surface quality or predict the surface topography by given grinding parameters.