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。     

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。     

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。     

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。     

不同体积分数SiCp/Al复合材料精密磨削试验研究

对体积分数为40%和60%的SiC_p/Al复合材料进行ELID精密磨削试验。分析了体积分数对加工材料物理化学性能的影响;运用正交试验和极差分析方法探究了磨削深度、砂轮线速度、电解电流及占空比对磨削加工表面质量和精度的影响规律,并得到优化工艺参数。采用相同优化工艺参数,对不同体积分数SiC_p/Al复合材料进行ELID精密平面磨削试验,对所得到的加工样件表面质量、形貌和机械加工性能进行分析研究。试验结果表明:SiC_p/Al复合材料ELID精密磨削加工表面质量和机械加工性能随着体积分数的增加而降低。采用ELID磨削技术可以实现对SiC_p/Al复合材料的精密加工,加工样件的表面粗糙度为95nm和106nm。     

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。     

SiC_p/Al复合材料ELID磨削及工艺参数优化

针对航天用SiC_p/Al复合材料难加工的问题以及卫星输出轴的加工要求,采用ELID磨削技术对体积分数为48%的SiC_p/Al进行试验,借助二次通用回归旋转组合法分析影响表面粗糙度的工艺参数,利用Lingo软件得到SiC_p/Al复合材料ELID磨削最佳工艺参数为:磨削深度0.88mm、砂轮线速度35m/min、电解电流11A、占空比54%,并在此最佳工艺参数下磨削航天用SiC_p/Al复合材料,并获得表面粗糙度为96nm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。     

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。     

球轴承外圈沟道ELID成形磨削工艺参数优化

为了优化球轴承外圈沟道ELID(Electrolytic In?process Dressing)成形磨削工艺参数,通过多因素正交试验研究了ELID成形磨削过程中磨削参数和电解参数对砂轮磨损和工件表面粗糙度的影响规律,综合砂轮径向磨损量和工件表面粗糙度两个指标对磨削试验进行了综合评估.结果表明,磨削参数中的径向进给速度对砂轮径向磨损量的影响最大,砂轮转速对工件表面粗糙度影响最大;电解参数中的占空比对砂轮径向磨损量的影响较大,电解电压对工件表面粗糙度影响较大;砂轮转速为18000 r/min,工件转速为100 r/min,径向进给速度为1μm/min,占空比为50％,电解电压为90 V(6.7Ω)时,综合效果最优.     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

Inconel625镍合金高效精密磨削工艺试验研究

采用ELID磨削技术对Inconel625镍合金进行高效、精密加工实验。用正交试验设计和灰色系统理论相结合的实验方法,以表面粗糙度为评价指标,对工艺参数的影响作用进行分析研究,获得了优化参数组合,加工出表面粗糙度为48 nm的样件。实验结果表明,在加工Inconel625镍合金实验中,ELID磨削技术可以有效解决Inconel625镍合金传统加工中刀刃磨钝、崩角开裂等加工难题,实现了对Inconel625镍合金的高效、精密加工。     

SUS304不锈钢ELID镜面磨削正交化实验研究

SUS304不锈钢具有高耐腐耐磨性和良好的综合性能而被广泛应用,但其高韧性和低导热性使传统的SUS304不锈钢磨削或车削工艺存在一定困难。在线电解修整ELID(Electrolytic in-process dressing)磨削技术能有效地用于SUS304不锈钢镜面磨削加工。本文主要对SUS304不锈钢进行ELID镜面磨削正交化实验研究以获得合理的工艺参数。首先利用#325砂轮进行7个影响因素2水平的正交磨削实验,获得初步的优化参数,然后利用#1200砂轮进行3个影响因素2水平的正交镜面磨削实验。通过改变削件砂轮转速、X和Y平台移动速度、进给率和ELID电源件等各种磨削条件,获得优化后的磨削工艺参数,进行了相应的磨削验证,并讨论了工艺参数对磨削特性的影响。研究了不同砂轮磨粒对表面粗糙度的影响,使用#8000金刚石砂轮对SUS304不锈钢镜面磨削,获得表面粗糙度Ra=3.6 nm。     

钢结硬质合金的ELID高效磨削实验研究

在基于大量实验的基础上,对磨削钢结硬质合金时磨削力的变化规律进行了详细分析,并将磨削力、磨削表面粗糙度与普通磨削进行了比较.结果表明,采用铸铁结合剂金刚石砂轮进行ELID磨削时磨削力几乎不随时问的变化而变化,而采用普通磨削方式进行磨削时的磨削力随时间的变化不断增大,在线电解修整使砂轮在磨削过程中始终保持良好的磨削性能,有利于节省砂轮修整时间,提高加工效率.在ELID磨削中,采用微细砂轮进行磨削可以获得很低的表面粗糙度,实现了对钢结硬质合金的超精密镜面磨削.     

金刚石复合片ELID精密磨削工艺及机理研究

针对金刚石复合片的超精密加工难题,基于正交试验法优化金刚石复合片ELID精密磨削参数组合,采用极差分析得到了各因素对加工质量的影响程度大小,并以此为基础进行了工艺实验。根据金刚石复合片磨削加工后的SEM电镜扫描图,对其表面磨削机理及加工表面典型缺陷进行了分析。研究表明,金刚石复合片的ELID精密磨削最优参数为磨削深度为0.3μm、主轴转速1500r/min、占空比40%、工件移动速度为0.25mm/s、电解电压25V、电极间隙1mm。采用优化后的参数组合进行磨削加工,获得了粗糙度为0.019μm的加工表面。     

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。