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氪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瓮材料的高质量加工。     

浅谈磨削新工艺

超精密磨削和镜面磨削是通过在砂轮工作表面精细修整出的大量等高磨粒微刃的精密切削作用和适当接触压力下的摩擦抛光作用，使工件表面获得较小的表面粗糙度值的磨削方法。     

氧化铝陶瓷缓进给磨削机理的研究

本文通过扫描电子显微镜对氧化铝陶瓷缓进给磨削后的表面进行详尽的观察，对氧化铝陶瓷的磨削机理进行研究。研究表明对氧化铝陶瓷进行缓进给磨削时，主要以脆性崩碎方式去除材料，并伴随着一定量的塑性流动，给出了氧化铝陶瓷在缓进给磨削方式下无裂纹磨削方法。同时研究了磨削参数对表面粗糙度的影响，实践证明工程陶瓷材料以缓进给方式磨削和特定的磨粒粒度下表面粗糙度Ra值是稳定的。     

磨削液对陶瓷结合剂CBN砂轮磨削性能影响

分析了磨削液对陶瓷结合剂CBN砂轮磨削性能的影响，使用3种磨削液在精密外圆磨床M1420E上进行了磨削加工实验，用加工表面微观形貌、表面粗糙度R。值、工件表面残余应力以及砂轮径向磨损量对磨削液效能进行评价。结果表明，轻质润滑油不仅能提高工件表面质量，降低表面粗糙度值，而且砂轮磨损量明显降低，乳化液和化学合成液对磨削性能的影响各有利弊，润滑油是陶瓷结合剂CBN砂轮磨削的优选磨削液。     

金刚石砂轮磨削工程陶瓷的试验研究

本文对金刚石砂轮磨削Si_3N_4陶瓷和Al_2O_3陶瓷材料时磨削力特征、磨削表面形貌以及磨削比进行了试验研究。分析了磨削用量、陶瓷材料性能以及金刚石磨料品级、磨料粒度和砂轮结合剂对砂轮磨削陶瓷时的磨削力、磨削表面粗糙度和磨削比的影响。     

电镀金刚石砂轮面磨削氧化铝陶瓷的机理研究

本文利用电子扫描电镜，观察了金刚石磨粒的微切削刃以及氧化铝陶瓷试件的磨削时的表面、已磨削表面，对电镀金刚石砂轮磨氧化铝陶瓷的机理进行了研究，指出氧化铝陶瓷已磨削表面的缺陷以及脆性袭纹为主，磨削温度对材料去除过程影响很大，有可能存在非裂纹扩展的陶瓷材料去除方式。     

超声振动修整砂轮的效果

用陶瓷结合剂CBN砂轮和金刚石砂轮磨削不锈钢作试验，分析了超声振动修整和普通修整的不同点，以及采用不同砂轮磨削不锈钢时的工件表面粗糙度变化情况。在不同的修整间距时获得的工件表面粗糙度是不同的，在较小的间距时获得的工件表面粗糙度较低，说明超声振动修整确实是一种较好的砂轮修整方法。     

高速电主轴用陶瓷轴承套圈内表面磨削试验研究

采用金刚石砂轮对热等静压氮化硅(HIPSN)陶瓷轴承套圈进行精密磨削试验,通过磨削表面粗糙度和扫描电子显微镜(SEM)照片,分析不同磨削参数对工件磨削表面质量的影响,获得陶瓷轴承套圈内表面精密磨削加工的最佳工艺参数.试验还进行了磨削过程中磨削力的测试和比磨削能的计算,分析了陶瓷材料的去除机理.     

碳化硅陶瓷高效端面磨削试验研究

碳化硅陶瓷材料多采用小磨削深度的传统磨削方法,磨削效率较低。采用金刚石砂轮对碳化硅陶瓷材料进行了端面磨削试验研究,选用低进给速度和大磨削深度,探究了不同磨削参数对磨削力和磨削表面粗糙度的影响规律,分析了磨削表面的损伤形式,进一步验证了碳化硅陶瓷磨削加工材料去除机理。试验结果表明,端面磨削方法可以进行大切深的磨削加工,砂轮预紧力对磨削力和磨削面粗糙度有一定的影响作用。     

外圆磨削砂轮形貌仿真与工件表面粗糙度预测

对磨削砂轮形貌、外圆磨削过程及工件表面形貌进行了仿真,实现了对工件表面粗糙度的预测,并对仿真模型进行了验证。采用Johnson变换和Gabor小波变换,实现了高斯域和非高斯域的转化,在随机域内对磨削砂轮形貌进行了仿真。根据外圆磨削运动过程,通过对砂轮和工件相互作用过程的分析,建立了磨粒运动轨迹方程和工件形貌方程,在考虑磨粒切削、耕犁与摩擦作用的条件下,对外圆磨削过程进行了仿真。建立了外圆磨削模型,实现了对加工工件形貌的仿真和粗糙度预测。     

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。     

用坐标磨床磨削增韧陶瓷的试验研究

采用坐标磨床磨削试件内孔，与九川普通陶瓷对比发现，ＺＴＭ材料随磨削速度和材料去除率的提高其粗糙度明显降低，电镀砂轮比树脂砂轮磨削效率高，砂轮特性对砂轮磨削效果影响较大。     

Cu-3镍铜合金砂带磨削试验研究

分析了Cu-3镍铜合金砂带磨削加工过程中,砂带粒度和磨削用量的不同对磨削加工效率、工件表面质量和砂带磨损的影响。采用氧化铝磨料砂带在不同的砂带线速度或磨削压力下对镍铜合金进行了工艺试验,对材料去除量、工件表面粗糙度和砂带磨损量进行了测量。研究表明:增加砂带线速度和磨削压力可在一定程度上提高材料去除率和磨削比;随着磨削压力的增大,工件表面粗糙度呈增大趋势;随着砂带粒度的增大,工件表面粗糙度呈减小趋势;砂带线速度为25m/s,磨削压力为43N,砂带粒度为P240时,镍铜合金综合磨削效果最好。     

磨削条件的优化及表面粗糙度的预测与控制

利用信噪比试验设计法和二次回归设计技术,对平面磨削中砂轮转速、工件速度、径向进给量及砂轮粒度等因素对表面粗糙度的影响规律进行了分析,各因素对表面粗糙度的影响由大到小依次为砂轮粒度、径向进给量、砂轮转速和工件速度。同时建立起表面粗糙度的回归预测模型,并以F检验法对其进行检验,回归预测模型的显著性水平为0.01,回归效果良好。     

异形滚柱的在线电解修型成型磨削工艺试验研究

介绍了一种用于汽车和摩托车上先进超越离合器异形滚柱的在线电解成型(ELID)磨削加工工艺试验及相关设备与装置,主要包括成型磨削的工艺实施方案,在平面磨床上实现成型磨削的工装设计及在线电解砂轮修型的装置设计与布局等问题。理论上分析了ELID成型磨削在加工中能按照理想的成型曲线自动修正砂轮母线的形状,从而达到很高的形状精度和较低的表面粗糙度。总结了影响加工质量和效率的因素和规律;同原来的成型拉削相比,采用成型磨削具有效率、质量与稳定性、工具成本和管理等方面的诸多优势。     

工程陶瓷主轴沟道表面磨削加工的实验研究

基于实验室自主设计研发的全陶瓷电主轴,利用曲线磨床对工程陶瓷主轴沟道进行磨削加工以及运用手工研磨的方法进行研磨。研究砂轮转速、工件转速、进给量、横向进给速度等磨削工艺参数对沟道表面粗糙度的影响,以及研磨工艺参数、磨料粒度、研磨时间、主轴转速对沟道表面轮廓度的影响。揭示了磨削参数与研磨参数对氧化锆陶瓷主轴沟道表面质量的影响,为硬脆材料高效的成型磨削加工提供参考依据。     

超声ELID复合内圆磨削时电参数对氧化膜的影响

通过Labview对试验中电压电流的测试,用VHX-2000超景深显微镜对氧化膜进行观测,分析了超声ELID复合磨削电参数与砂轮表面氧化膜之间的关系。研究结果表明,电参数的选择决定了砂轮结合剂发生电解反应溶解去除的速度以及砂轮表面生成氧化膜的厚度,进而影响砂轮的磨削性能和工件的磨削质量。     

加压内冷却砂轮的研制及磨削性能研究

针对高温合金材料在磨削加工过程中存在磨削烧伤问题,为避免气障效应并强化冷却液在磨削弧区的换热效果,提出采用加压式内冷却断续磨削方法。利用数值模拟方法和3D打印技术对砂轮基体、加压内冷却系统和密封结构等进行设计和验证,制备了用于平面磨削的加压内冷却开槽CBN砂轮。在相同的磨削加工参数条件下,使用加压内冷却方法与外部喷射冷却方法进行镍基高温合金磨削对比试验,分析了砂轮速度、磨削深度和工件进给速度等加工参数对磨削温度、加工表面粗糙度和表面形貌的影响规律,验证了加压内冷却断续磨削方法对磨削弧区的强化换热效果。结果表明：在相同试验参数条件下磨削镍基高温合金,加压内冷却法比外部喷射冷却法的换热效率更高,得到的磨削温度更低,表面粗糙度更小,加工表面更为光滑细腻。     

点磨削工件微观形貌仿真与试验研究

点磨削属于外圆磨削技术的一种,其砂轮与工件轴线之间存在变量夹角α,加工过程中磨粒的运动轨迹发生改变。为探索α对工件表面粗糙度的影响,利用砂轮与工件之间的运动关系及坐标转化,将磨粒运动函数等效为抛物线,得出点磨削的切削路径。基于砂轮表面磨粒分布状态,沿砂轮轴向扩展有效干涉痕迹,得到工件的三维几何仿真形貌。将45钢淬火后作为工件材料,选择典型磨削参数,利用试验对模型进行验证。结果表明:仿真与实际工件微观形貌呈现相似特征,两形貌表面高度概率密度分布十分吻合,在不同磨削速度下,两结果之间平均相差7.8%。当α在0°～4°变化时,Ra的浮动范围小于0.1μm,工件表面粗糙度不会发生明显改变,几何仿真模型为实际磨削工件形貌分析提供了一种辅助和验证方法。     

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.