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。     

铝基复合材料专用ELID磨削液的开发

铝基复合材料加工过程中铝基体易软化涂抹产生积屑瘤,存在砂轮严重堵塞、刀具磨损严重、加工表面质量低和加工精度低等加工难题。在研发的已有塑性材料和硬脆材料ELID磨削液基础上,根据铝基复合材料的机械加工性能,开发适合铝基复合材料磨削特点的专用ELID磨削液,既能使金属结合结砂轮中的金属和粘附在砂轮表面的铝基磨屑电解去除达到修锐砂轮的作用,又能在被加工铝基材料表面上形成一层抗腐蚀氧化膜减少划伤,减小其残余加工应力,提高其加工质量和加工精度,实现铝基复合材料的精密磨削加工。实验结果证明:采用该磨削液磨削体积分数60%的铝基碳化硅复合材料,表面粗糙度Ra可达0.098μm,比采用普通磨削液的粗糙度减小了0.016μm。     

轴承钢专用ELID磨削液电解成膜性和防锈性研究

介绍了ELID磨削技术原理,通过静态模拟试验对通用磨削液HDMY-20和新研制的轴承钢专用ELID磨削液HDMY-30的电解成膜性进行对比分析,并探究防锈剂质量分数不同时磨削液HDMY-30的防锈效果。结果表明:磨削液HDMY-30的电解成膜性优于HDMY-20,其电解电流最大值比HDMY-20高2 A,成膜时间也缩短约2 min,完全满足轴承钢加工中砂轮的在线电解修锐及表面磨屑快速去除的要求;当防锈剂质量分数达19%时,磨削液HDMY-30在保持强电解成膜性的同时兼具良好的防锈性。     

GCr15轴承钢的ELID超精密磨削工艺参数的优化研究

为探究GCr15轴承钢超精密加工的新途径,采用ELID精密镜面磨削技术对其进行试验研究。在ELID磨削原理及精密镜面磨削机理的指导下,采用二次通用旋转组合方法对影响GCr15轴承钢表面粗糙度的各工艺参数进行ELID磨削试验设计。首先利用DPS数据处理系统对试验结果分析得到表面粗糙度二次回归数学模型及各工艺参数对表面粗糙度的单因素影响规律,然后利用lingo软件优化得到GCr15轴承钢ELID磨削最佳工艺参数为砂轮线速度26.41 m/s,电解电压90 V,电解间隙0.2 mm,占空比53.59%,并在此最佳工艺参数的基础上磨削GCr15轴承钢,获得表面粗糙度为14 nm的已加工表面。     

采用ELID磨削技术对铜和铝的精加工实验研究

为了研究铜和铝材料超精密加工的新途径,采用在线电解修整砂轮(ELID)精密磨削技术,对其进行镜面磨削实验,分析加工表面的形成机理及影响因素。实验结果表明:砂轮粒度、砂轮线速度和磨削力是影响表面加工质量的主要因素。当砂轮线速度由16m/s提高到20m/s时,表面粗糙度Ra由0.76μm下降到0.44μm;当砂轮的粒度过大(120#)或过小W(1.5)时,加工出的工件表面精度都很低;得到在砂轮线速度为20m/s和砂轮粒度为W10时,磨削效果最佳,但也不能很好地提高铜和铝的表面质量和降低表面粗糙度,得到的铜和铝表面粗糙度分别只能为0.44μm和0.75μm。     

轴承钢内圆ELID磨削机理及工艺参数优化

针对轴承钢内圆传统磨削加工方式存在的精度低、烧伤及裂纹等缺陷,本文采用ELID精密镜面磨削技术对其进行试验研究。在ELID精密镜面磨削机理及钝化膜生成速率模型的理论指导下,通过采用二次通用旋转组合方法对影响轴承钢内圆表面粗糙度的各工艺参数进行ELID磨削试验设计。利用DPS数据处理系统软件对试验结果进行分析得到表面粗糙度二次回归数学模型及各工艺参数对表面粗糙度的单因素影响规律。利用Lingo软件优化得到轴承钢内圆ELID磨削最佳工艺参数为砂轮线速度30m/s、电解电压75V、电解间隙0.2mm、占空比50%,在此最佳工艺参数下,磨削轴承钢内圆可获得表面粗糙度为13nm的已加工表面。     

SiCp/Al复合材料ELID高效磨削表面成型机理研究

采用在线电解修整(ELID)磨削技术,对体积分数为40%的SiCp/Al复合材料进行精密磨削实验,获得表面粗糙Ra0.030μm的加工表面。对已加工表面成型机理进行研究,分析了几种典型磨削表面缺陷,总结出SiC p/Al复合材料的磨削特征和去除机理。     

硬质合金超精密镜面磨削的实验研究

采用金属结合剂超硬磨料砂轮在线电解修整 (ELID)精密镜面磨削技术 ,对几类常用的硬质合金分别进行了精密镜面磨削实验 ,获得Ra6～ 17nm的高质量表面。     

铝基金刚石精密磨削工艺实验研究

铝基金刚石新型复合材料是我国航天、电子封装等领域不可或缺的材料,但对其精密加工十分困难。采用ELID磨削技术对铝基金刚石进行精密磨削加工试验研究,探究不同磨削工艺参数对铝基金刚石加工表面质量的影响规律,并对各因素工艺参数进行优化。得出磨削深度9.3μm,砂轮线速度36 m/s,占空比63.7%电解电流11.5 A的最佳工艺参数组合,加工出表面粗糙度Ra=149 nm的表面。     

聚晶金刚石的ELID精密磨削试验研究

针对聚晶金刚石刃口加工的精度低、效率低、刃磨质量差的问题,采用同步电解修锐(ELID)精密磨削技术,对聚晶金刚石进行了精密磨削试验研究。首先,通过单因素试验探究砂轮粒度、磨削角度、磨削深度、砂轮转速以及工件移动速度对加工刃口质量的影响;然后,利用正交试验获得各因素的优组合与优水平,确定了最优工艺参数;最后,以最优试验参数对聚晶金刚石刃口进行精密磨削加工,获得刃口崩缺平均值0.042μm的加工表面。研究表明:应用ELID精密磨削加工工艺,当采用与被磨金刚石粒度相当或略小粒度的铸铁结合剂金刚石砂轮,砂轮转速为1 400 r/min、45°磨削角、磨削深度为0.1μm、进给速度为2 m/min时,磨削效果最佳。     

电火花—ELID磨削复合法加工铝基金刚石试验研究

采用电火花—ELID磨削复合法对铝基金刚石进行精密磨削加工试验,探究不同工艺参数对铝基金刚石加工表面质量的影响规律,并对工艺参数进行优化。试验结果表明,采用放电电流为16A、放电电压为90V、脉冲宽度为30μs、铜极转速为400r/min电火花加工工艺参数进行粗加工,采用电解电压为70V、占空比为60%、砂轮进给量为0.8μm/次、砂轮转速为2880r/min的ELID磨削工艺参数进行精密加工,可实现铝基金刚石材料的精密加工,并获得了表面粗糙度Ra=136nm的铝基金刚石加工样件。     

基于砂轮电火花整形的ELID磨削实验研究

在ELID精密镜面磨削机理和氧化膜状态表征的理论指导下,通过对电火花粗整形和精整形后形成硬质层和去除硬质层的金属结合剂金刚石砂轮进行ELID电解对比实验,研究了3种砂轮ELID电解电流曲线和电解后砂轮表面氧化膜的变化,实验并分析不同砂轮电解后对GCr15轴承钢加工表面粗糙度的影响。实验结果证明:电火花整形后的砂轮,表面硬质层阻值较大,不宜直接用于ELID精密镜面磨削加工;电火花整形技术可以有效提高砂轮表面的强度和硬度,能够提高砂轮的耐磨性;为保证砂轮表面形成的硬质层最薄,电火花精整形时需选用较小的放电参数。     

电火花整形金刚石微粉砂轮的工艺试验研究

针对ELID磨削轴承钢内圆存在的金属结合剂超硬磨料砂轮整形难题,采用电火花整形技术对金刚石微粉砂轮进行工艺试验研究。在单脉冲放电能量理论指导下,进行正交试验探究脉冲电流、放电电压及占空比对砂轮表面三维粗糙度的影响及其最优参数组合。研究结果表明在脉冲电流10A,放电电压70 V,占空比20%的最佳工艺参数下进行电火花精密整形得到砂轮表面三维粗糙度的评价参数S_P、S_Q、S_(SK)及S_(KU)分别为13.05μm、4.89μm、-0.35、5.307和得到精度为4.18μm的砂轮圆度。最后将电火花精密整形后的W40粒度金刚石砂轮应用在ELID磨削轴承钢内圆中得到表面粗糙度为96 nm的加工表面。     

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。     

高硬钢的超精密磨削

采用新型高刚性Tetraform“C”磨床对高硬轴承钢M50进行超精密磨削可获得理想的表面粗糙度(Ra<10nm)。试验表明,采用粒度76μm磨粒的CBN(立方体氮化硼)砂轮,以500μm的砂轮切深就可稳定获得Ra<10nm的表面粗糙度。这个结果相对于先前欲获得纳米表面粗糙度就必须损失加工效率的理论有了一个显著的飞跃。一般认为杯形砂轮磨削包括主磨削和光整磨削,形成了镜面,磨削的最终表面粗糙度决定于磨钝的CBN磨粒的修光作用,磨削结果表明,光整磨削区工件的脱碳对磨削表面粗糙度影响很大。采用在线电解修整砂轮能够很好的解决这一问题,它能使CBN磨粒突出并且尖锐。尽管磨粒的修光作用减弱使得零件表面略显磨痕,但这一方法保证了零件表面组织的完整。     

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...     

光学玻璃超精密镜面磨削表面质量影响试验研究

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,可用于许多难加工材料的超精密加工和高效加工。采用ELID磨削方法对光学玻璃进行精密加工,通过实验研究了ELID磨削中电解电流和电压对加工表面的影响,得到了一定条件下优化的电解频率、电解电压参数。结果表明:在较高的电解频率下,加工工件的表面质量较好,但电解频率过高,表面质量会出现下降;加工工件的表面质量随着电解电压的增大有降低的趋势;在本文试验条件下,电解频率为100kHz,电解电压为60V时,加工表面质量最好。     

应用超硬大磨粒金刚石砂轮实现BK7光学玻璃的超精密磨削

首先以91μm磨粒杯形铜基金刚石砂轮作为修整器并结合砂轮在线电解修锐技术(ELID,Electrolytic in- process dressing)对151μm磨粒电镀镍基单层金刚石砂轮进行精密高效的修整。在最佳的修整参数下,同时应用测力仪对两个砂轮间磨削力进行监测,并应用共轴光学位移检测系统对砂轮表面状态进行在位监测,151μm砂轮的回转误差被减小至1～2μm范围,同时砂轮上所有金刚石磨粒被修整出平坦表面并拥有恒定的圆周包迹,此时砂轮达到最佳工作状态。然后应用被良好修整的砂轮对光学玻璃BK7进行磨削加工。磨削试验结果和亚表层完整度评价结果表明新开发的大磨粒金刚石砂轮修整技术的可行性,也验证大磨粒金刚石砂轮只要经过精密修整是可以应用于光学玻璃的延展性超精密磨削加工的,并能实现纳米级的表面粗糙度,显示出大磨粒金刚石砂轮在加工难加工材料和硬脆材料中的良好应用前景。     

不锈钢的ELID磨削实验研究

在实验的基础上,对磨削不锈钢时磨削力的变化规律进行分析,并将磨削力、工件表面粗糙度与普通磨削进行比较.结果表明,采用铸铁基金刚石砂轮进行ELID磨削时,磨削力随时间的增加量较小,而采用普通磨削方式进行磨削时,磨削力随时间的增加量较大.在线电解修整使砂轮在磨削中始终保持良好的磨削状态,有利于节省砂轮修整时间,提高加工效率.采用相同砂轮进行磨削实验,ELID磨削可获得更低的表面粗糙度值,实现了对不锈钢的精密镜面磨削.