氧化铝增韧陶瓷的高效ELID精密磨削实验研究

氧化物增韧陶瓷是一种高技术陶瓷材料,具有高强度、高韧性以及良好的耐磨、耐腐蚀性能。在一般的加工过程中,采用普通树脂砂轮对硬度较高的氧化铝增韧陶瓷材料进行磨削时,磨料的消耗比较快,磨削比较低,仅为8,10左右。通过ELID磨削对氧化铝陶瓷进行高效磨削实验,从砂轮速度、进给速度、砂轮粒度和砂轮电解活化钝化趋势等因素中,找到合适的加工工艺参数,使效率和精度达到最优。实验表明,砂轮速度和进给速度对磨削比影响较大;砂轮粒度和砂轮电解活化钝化趋势对表面质量影响较多。使用优化后的ELID磨削工艺使氧化铝陶瓷材料的加工效率提高了50％。磨削比增大到60～100。     

机车发动机用凸轮轴磨削新工艺

针对机车发动机用凸轮轴几何特征,分析了传统磨削工艺中磨削全程使用一种型号的砂轮对凸轮轮廓的凹弧段进行加工的难点和弊端,提出了大小砂轮配合磨削凸轮轴的新工艺.实施过程中为了保证大砂轮避开凸轮轮廓的凹孤段且加工过程无振动冲击,完成了凸轮凹孤段轮廓重构以及砂轮架速度优化.磨削实验结果表明,采用该新工艺能提高凸轮轴磨削的精度和效率,具有很高的可行性.     

小直径砂轮超声振动磨削SiC陶瓷的表面质量研究

用小直径砂轮超声振动磨削和普通磨削加工SiC陶瓷零件,对比研究砂轮线速度、工件进给速度、磨削深度和超声振幅对其磨削表面质量的影响。结果表明:与普通磨削相比,超声振动磨削的磨粒轨迹相互交叉叠加,工件表面形貌更均匀,表面质量更好。由于超声振动时的磨粒划痕交叉会使磨粒产生空切削,因而降低了其磨削力,使磨削过程更加稳定。超声振动磨削的表面粗糙度和磨削力随砂轮线速度和超声振幅的增加而降低,随工件进给速度和磨削深度的减小而降低。且砂轮线速度、工件进给速度较小时,超声振动磨削的效果更明显。      

树脂结合剂金刚石砂轮精密磨削单晶硅片的磨削力研究

通过对树脂结合剂金刚石砂轮磨削单晶硅片的轴向磨削力Fz的变化规律的研究,分析了单晶硅片在磨削过程中轴向磨削力与磨削工艺参数之间的关系。通过改变砂轮的轴向进给速度、砂轮线速度和砂轮粒度等工艺参数,找出了这些工艺参数对轴向磨削力Fz的影响规律,并建立了轴向磨削力的经验公式。结果表明:树脂结合剂金刚石精密磨削单晶硅片时,轴向磨削力随着砂轮的轴向进给速度vf和磨粒粒径的增大而增大,随着砂轮线速度vs的增大而减小,且这三个工艺参数中,砂轮轴向进给速度vf对轴向磨削力的影响最大。     

砂轮线速度对摆动磨削凸轮表面质量影响研究

通过摆动磨削对40Cr钢凸轮样件进行处理,分析砂轮线速度（50、60、65 m/s）对凸轮轴表面粗糙度、金相相织、硬度和残余应力等的影响规律。研究结果表明：随着砂轮线速度的增加,粗糙度呈现先增大后减小的趋势,凸轮轴表面金相组织基本不变,表面硬度呈现持续增加的趋势; y方向上的残余应力大于x方向上的残余应力,在热应力和机械应力的共同作用下,凸轮轴表面的残余应力呈现先增加后减小的趋势。综合考虑粗糙度、金相组织、硬度和残余应力,线速度为65 m/s凸轮轴样品的表面质量相较于其他砂轮线速度下更好。     

轴对称非球面磨削加工中砂轮均匀磨损研究

为实现轴对称非球面加工过程中盘形砂轮的均匀磨损,研究平行磨削加工过程中实现恒去除量磨削的办法。首先,分析平行磨削过程中磨削点绕盘形砂轮端部圆弧圆心转动的角速度、砂轮的进给速度和磨削点的线速度。然后,通过建立单位时间内盘形砂轮磨削的体积数学模型,推导平行磨削轴对称非球面过程中不同磨削位置的单位时间磨削量。最后,通过优化进给速度,保持平行磨削加工过程中的砂轮恒去除量进给,基本实现盘形砂轮的均匀磨损。结果表明:平行磨削过程中保持砂轮的恒去除量进给,盘形砂轮边缘部位的磨损明显得到改善,实现了盘形砂轮磨削过程中的较均匀磨损。      

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。     

HIPSN陶瓷高效精密磨削工艺优化试验研究

目的针对HIPSN(热等静压氮化硅)陶瓷精密加工效率低、成本高、难度大的问题,对HIPSN陶瓷高效精密磨削加工工艺进行优化。方法利用高精度成形磨床对HIPSN陶瓷进行试验,分析砂轮线速度、磨削深度、工件进给速度等工艺参数对磨削后表面质量的影响规律。结果磨削深度由0.005 mm增加到0.050 mm,表面粗糙度值由0.2773μm减小到0.2198μm,并趋于稳定;工件进给速度由1000 mm/min增加到15 000 mm/min,表面粗糙度值由0.2454μm减小到0.2256μm,之后增大到0.2560μm,并趋于稳定;砂轮线速度由20 m/s增加到50 m/s,表面粗糙度值由0.2593μm减小到0.2296μm。随着工件进给速度的增大,表面波纹度平均间距Sw由0 mm直线增加到5.90 mm;随着砂轮线速度的提高,平均间距Sw由2.33 mm直线减小到0.68 mm。优化工艺参数组合:砂轮线速度50 m/s,磨削深度0.030 mm,工件进给速度3000 mm/min。结论表面粗糙度值与磨削深度和砂轮线速度呈负相关,随着工件进给速度的增大,表面粗糙度值先减小后增大,之后趋于稳定。减小工件进给速度、提高砂轮线速度有助于改善表面波纹度。     

高体积分数SiCp/Al复合材料平面磨削实验研究

本文使用SiC砂轮和金刚石砂轮对颗粒尺寸大、体积分数高的SiCp/Al复合材料进行了平面磨削实验,研究了磨削深度和工件进给速度对磨削力的影响,并利用扫描电镜对已加工表面形貌进行了研究.结果表明:使用SiC砂轮加工时,磨削力随磨削深度的增加而增大;工件进给速度较低时,磨削力随工件进给速度增加而减小,当工件进给速度超过12...     

凸轮型面摆动磨削残余应力有限元建模及分析

为分析摆动磨削工艺参数对表面残余应力的影响规律,基于热-力顺序耦合理论,建立基于温度场的凸轮残余应力有限元仿真模型,研究摆动频率、摆动幅度、砂轮线速度、磨削深度、工件转速、砂轮宽度、砂轮直径等工艺参数对凸轮型面残余应力的影响规律。结果表明：残余应力随工件转速、磨削深度、砂轮线速度的增加而增加,随砂轮宽度的增加先增加然后趋于平缓,随砂轮直径的增加而减少,随摆动频率与摆动幅度的增加而缓慢增加。     

数控凸轮轴磨床保持磨除率恒定的变速磨削研究

计算在数控凸轮轴磨床上加工凸轮时的磨削弧长及凸轮轮廓上任意一点处的极径和曲率半径,推导出保持磨除率基本恒定时凸轮轴转速变化的计算公式。在凸轮轴磨削过程中,保持恒定的磨除率,有利于提高凸轮轴凸轮的表面磨削质量。     

基于灰色理论的凸轮轴摆动磨削工艺参数优化

摆动磨削作为一种精密磨削技术，在凸轮型面磨削中体现了较强的优越性。然而目前对摆动磨削技术研究不够深入，对摆动磨削方式下各磨削参数的匹配研究不够系统。为充分发挥摆动磨削的技术优势，实现摆动磨削参数和其他参数的深度融合，以40Cr钢凸轮轴为试验材料，采用灰色关联分析法探究摆动磨削加工表面粗糙度参数R_a、R_z和R_sm。基于灰色关联理论，对测得的粗糙度结果进行深入分析，将多工艺指标的优化问题转化为单一目标的灰色关联度优化问题，得出了最优工艺参数组合为磨削深度0.003 mm、工件转速2 600 mm/min、摆动频率60次/min和摆动幅度1.5 mm。经过试验验证，该工艺参数组合能够获得更理想的磨削表面质量。     

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。      

单晶金刚石研磨效率试验分析

本文介绍了单晶金刚石刀具研磨方向的选择，同时简单的介绍了单晶金刚石刀具的研磨方法。为了考察单晶金刚石的研磨效率，试验采用陶瓷结合剂金刚石砂轮对单晶金刚石刀片进行研磨。通过改变砂轮转速、砂轮摆动频率、轴向进给量，获得了一些具有对比性的试验结果。通过对试验结果的分析，得出单晶金刚石研磨的各项参数与研磨效率之间的关系，并发现陶瓷结合剂金刚石砂轮的研磨效率比金属结合剂砂轮的研磨效率高。只要采用合理的加工参数，陶瓷结合剂金刚石砂轮研磨单晶金刚石磨耗比低、加工成本低。提高单晶金刚石的研磨效率，研磨加工应该在干研磨状态下进行，并且选好研磨方向。增加砂轮转速、砂轮摆动和轴向进给量可以提高单晶金刚石的研磨效率。     

金刚石砂轮磨削轴承用ZrO2 陶瓷表面质量研究

在氧化锆陶瓷磨削中为获得较高质量表面,采用单因素试验研究磨削深度、砂轮线速度、工件进给速度对氧化锆陶瓷精密磨削表面质量的影响规律及材料去除机理,通过超景深三维显微镜以及扫描电子显微镜,观察氧化锆陶瓷试件磨削后的表面形貌,最后用正交试验法进行优选并验证。结果表明:磨削表面的粗糙度随磨削深度、工件进给速度增大而增大,随砂轮线速度增大先减小、后增大。在磨削深度5 μm、砂轮线速度40 m/s、工件进给速度1 000 mm/min的优化组合条件下,磨削3组氧化锆陶瓷的平均表面粗糙度R_a为0.388 9 、0.417 0和0.403 7 μm。