金属结合剂金刚石砂轮的修整研究(Ⅰ)——用立体照片对测量磨粒的突出高度及磨粒突出高度对磨削性能的影响

金属结合剂金刚石砂轮的磨粒突出高度极大地影响砂轮的磨削性能。磨粒突出高度大小容易导致砂轮堵塞从而使磨削力增大;磨粒突出高度太大则容易导致磨粒脱落从而使砂轮磨损加快。然而,迄今为止,精确测量磨粒突出高度的方法尚未见诸报道。本文提出了一种用立体照片对测量磨粒突出高度的方法,即所谓“3D法”,并对磨削Si_3N_4时,磨粒突出高度对砂轮磨削性能的影响进行了实验研究。砂轮的修整用杯形砂轮修整器完成。主要结论如下:(1)砂轮表面修整后,磨粒突出于金属结合剂基面,并且在磨粒后方存在一三角洲状结合剂残留物。磨粒突出高度分布近似为正态分布。(2)磨削力随磨削次数单调增加。(3)通过研究磨削力、工件表面粗糙度及砂轮磨损同磨粒突出高度的关系,对最佳磨粒突出高度进行了一些讨论。     

基于钎焊涂覆的树脂结合剂金刚石砂轮及性能研究

利用钎焊方法对单晶RVD和多晶PDGF1 2种金刚石磨料表面进行涂覆,制备涂覆前后4种磨料的树脂结合剂金刚石砂轮。研究钎焊过程对金刚石磨粒表面形貌和力学性能的影响,并测试不同砂轮加工硬质合金时的磨削性能。结果表明:钎焊涂覆方法可以在金刚石磨料表面有效包覆一层钎料合金涂层,涂层与金刚石磨粒间形成TiC界面结合。与涂覆前磨粒相比,涂覆后RVD磨粒的冲击韧性(TI)值减小了6%,PDGF1磨粒的TI值增大了42%。用钎焊涂覆PDGF1磨料制作的树脂结合剂金刚石砂轮拥有更低的磨削力和更高的磨削比, 但用钎焊涂覆RVD磨料制作的树脂结合剂金刚石砂轮的结果则相反。在相同加工参数下,4种砂轮磨削硬质合金的表面形貌相似,其表面粗糙度在0.50～0.68 μm。      

W-Mo-Cr合金对金刚石砂轮磨块的摩擦化学修整

为解决粗磨粒金刚石砂轮磨块的修整问题,使用W-Mo-Cr合金材料作为修整工具对磨粒粒度尺寸为297~420μm的金刚石砂轮磨块进行修整,修整前后分别测量砂轮表面磨粒的等高性和磨粒的微观形貌,并且分别用修整前后的砂轮磨块进行WC硬质合金的磨削试验。结果表明:W-Mo-Cr合金材料对金刚石砂轮修整效率高,修整后砂轮表面磨粒的等高性提升了60%左右。利用修整后的金刚石砂轮磨削WC硬质合金,工件表面质量得到很大的改善,表面粗糙度达到R_a0.149μm。      

磨粒有序排布曲面砂轮设计及磨削性能实验研究

提出一种曲面砂轮表面磨粒有序化排布的设计方法,制备磨粒有序排布和无序排布的2种曲面砂轮.通过磨削实验,从磨削力、砂轮磨损及工件加工形状误差等3个方面对比研究.结果表明:在整个磨削过程中,磨粒有序排布的曲面砂轮的磨削力总体上小于磨粒无序排布的曲面砂轮的磨削力.磨粒有序排布曲面砂轮的磨粒磨损一致性优于无序排布曲面砂轮的.整...     

超硬磨料砂轮的磨粒涂层

在未涂层超硬磨料（金刚石和CBN）砂轮的应用中，存在三个日益突出的问题：磨粒把持力不足、磨粒保护不充分和磨粒与结合剂发生不良化学反应（采用金属和陶瓷结合剂的砂轮只存在后两个问题）。采用超硬磨粒涂层技术则有助于解决这三个问题，从而使砂轮的磨削性能得以提高。该技术就是在磨粒与结合剂材料结合并形成砂轮之前在超硬磨粒上涂覆金属基涂层（图1）。     

陶瓷结合剂金刚石砂轮修整的研究(Ⅲ)——杯形砂轮修整器的修整机理

在前两篇文章中,笔者提出了一种以杯形砂轮为工具的金刚石砂轮修整方法。本文探讨了以该方法修整陶瓷结合剂金刚石砂轮的机理。主要结论如下:(1)杯形砂轮的修整作用主要取决于从GC砂轮上脱落下来的磨粒对金刚石磨粒和结合剂桥的冲击。(2)杯形砂轮越软,其上脱落下来的磨粒越大,修整效率越高,但金刚石砂轮表面越粗糙。(3)用烧结体多点金刚石笔修整时,从最外表面开始,金刚石砂轮表层磨粒依次被金刚石笔削去。(4)作为添加材料加入到陶瓷结合剂金刚石砂轮中的碳化硅磨粒,其顶端在磨削初期即被磨平。(5)磨削难磨材料时,最好使用无添加材料的陶瓷结合剂金刚石砂轮。     

钎焊金刚石砂轮修整实验研究

单层钎焊金刚石砂轮的圆度轮廓精度由于受磨料粒径和钎焊结合剂层高度不均匀等因素的影响而使其难以在工程陶瓷等硬脆材料精密磨削中应用.然而单层钎焊金刚石砂轮的修整是直接对金刚石磨粒进行微量的磨损,修整难度大、效率低,因此,探讨快捷且精密的整形方法就成了解决其应用问题的关键技术之一.在本文研究中,分别采用铁基金刚石烧结磨块、钎焊细粒度金刚石板和氧化铝磨块三种整形工具对钎焊金刚石砂轮进行了磨削法整形实验研究,实验结果表明利用氧化铝磨块进行磨削修整效率极低;钎焊金刚石板磨削修整虽然效率高,但是对砂轮表面金刚石磨粒造成大量破碎磨损;铁基金刚石烧结磨块在整形过程中可稳定地以磨平方式磨损砂轮表面金刚石磨粒,经精密整形后的砂轮圆度轮廓精度较高,用其磨削工程陶瓷时工件表面的犁沟和裂纹明显减少.     

细粒度金刚石砂轮椭圆超声振动修整试验研究

针对硬脆材料精密加工中细粒度金属结合剂金刚石砂轮修整精度低、修整速度慢、成本高的难题,开发了基于局部共振设计方法的新型单驱动椭圆振动超声修整装置,设计了专用试验砂轮.修整试验结果表明:与普通机械修整方式比较,椭圆超声振动修整后的砂轮表面磨粒分布均匀、静态磨粒数增加;磨粒表面平滑完整,多个棱边有完整锋利的磨刃;同时,结合剂三角洲面积减小,磨粒突出高度增大,延性修整痕迹明显.随着修整切深增加,单位面积上砂轮突出磨粒数减少,砂轮的承载率下降,磨粒锋利性降低;随着修整导程增加,各截层的磨粒数逐步减少,但是承载率增加,磨粒变得锋利;砂轮转速增加,椭圆超声振动修整的效果减弱,砂轮磨粒锋利性降低,而超声功率增大有利于改善修整效果.选择合理参数,采用椭圆振动超声复合修整技术,可以实现细粒度金刚石砂轮的低成本快速修整.     

工程陶瓷小砂轮轴向大切深缓进给磨削加工的砂轮磨损分析

小砂轮轴向大切深缓进给磨削以较大切深实现了较高的材料去除率,且使用的砂轮直径比常规磨削用砂轮小很多,我们针对这一特点开展了研究。实验通过改变砂轮转速、工件转速和磨削深度等加工参数,对轴向大切深缓进给磨削加工后的砂轮表面进行了形貌观测和磨损分析。分析表明,砂轮各部分的磨损形式与其在磨削过程中所起的作用有关:砂轮端面是磨削加工的主磨削区,磨粒和结合剂主要发生较大程度的磨损;砂轮圆周面主要对已加工表面进行修磨,因而结合剂和磨粒磨损为主要磨损形式;砂轮拐角作为过渡磨削区,承受的磨削力也比较大,而且由于磨粒与结合剂的结合力相对较小,因此易发生磨粒和结合剂的脱落。     

电火花修锐对金属结合剂CBN砂轮表面形貌的影响

采用电火花修锐方法对青铜结合剂锯齿形CBN砂轮在平面磨床上进行修锐实验,对修锐前后的砂轮表面形貌进行观测,修锐后砂轮的有效磨粒数、磨粒凸出高度明显增加,修锐时间以4~6h为宜;采用修锐后的砂轮对材料2T8/SK5进行了锯齿磨削加工实验,经测量,锯齿角度轮廓精度有较大提高。电火花修锐方法适合于金属基CBN砂轮的修锐。     

cBN砂轮超声振动修整表面地貌实验研究

对cBN砂轮进行了超声振动辅助机械修整试验,研究了砂轮修整后表面地貌特征及砂轮表面静态有效磨粒数。实验结果表明,超声振动辅助修整的cBN砂轮表面的磨粒突出高度随振动频率增大而增大;砂轮表面静态有效磨粒数随着修整导程和修整深度的增加而减少。选择合理的修整参数,采用超声振动修整技术能够获得较理想的cBN砂轮表面。     

单层钎焊CBN砂轮磨粒破损的研究

在A．Ghosh和A．K．Chattopadhyay的研究中，最近介绍的单层钎焊CBN砂轮由精密的钎焊技术制造而成。该技术使得钎焊CBN砂轮在多方面上都比电镀CBN砂轮有优越性。在磨粒承受低负荷和高负荷两种情况下对这种钎焊砂轮的结合力都进行了评估。有趣的是，任何情况下都没有发现磨粒脱落问题。但是，在高负荷情况下可以观察到磨粒在胎体层出现破裂，并且与胎体（钎焊合金）整体脱落。钎焊砂轮的这种早期破裂．严重影响了它的磨削性能。本文对钎焊CBN砂轮的缺点，包括磨粒可能的破裂形式进行深入分析。对钎焊砂轮与电镀砂轮中影响CBN磨粒的破裂形式进行了比较。此外，还列出了钎焊砂轮磨粒破坏形式的可能因素，也介绍了提高单层钎焊CBN砂轮性能切实可行的方法。     

基于声发射技术的砂轮磨损实验研究

砂轮磨损状态复杂多变,磨损信号干扰多,特征提取困难。文章针对砂轮磨损过程,提出一种基于声发射技术的砂轮磨损表征方法。利用小波能量分析对磨削过程声发射RMS(均方根)信号进行重构与消噪,研究声发射RMS(均方根)信号频谱矩心这一特征值与工件表面粗糙度的对应关系。得出砂轮修整初期频谱矩心低,砂轮磨损后频谱矩心显著增大,由于磨粒自锐作用,频谱矩心会呈现周期性变化规律;在同一周期内,处于低频段的砂轮磨削出的工件表面粗糙度必优于处于高频段的砂轮;在不同周期内砂轮磨削出的工件表面粗糙度不具有可比性;表明了磨粒自锐的随机性。而且随着砂轮磨损的增加,频谱矩心高频段持续时间越来越长,直至砂轮剧烈磨损。     

金属结合剂金刚石砂轮的修整研究(Ⅱ)——修整金属结合剂金刚石砂轮的机理

在上一篇文章中。笔者提出了一种新的测量磨粒突出高度的方法,并就磨粒突出高度同砂轮磨削性能的关系进行了研究。本文探讨了结合剂密实型金刚石砂轮的修整机理,着重讨论修整时磨粒周围结合剂的会除过程。证明了去除结合剂的机制是杯形砂轮上脱落下来的GC磨粒的研磨作用。主要结论如下:(1)修整时,GC磨粒从杯形砂轮上脱落并研磨结合剂,从而产生修整效果。因此,杯形砂轮修整器在对金属结合剂金刚石砂轮进行整形的同时,也对其进行修锐。(2)控制冷却液流量使GC砂轮表面附有一层游离磨粒,可以使修整比最高。(3)只要修整次数足够多,平均磨粒突出高度只取决于修整条件。(4)游离GC磨粒的尺寸越大,研磨作用越强,因此修整比越高,平均磨粉突出高度越大。     

非球面磨削过程中圆弧形砂轮的磨损分析

针对砂轮磨损会严重影响非球面磨削质量的问题，基于非球面磨削的运动方式，解析了非球面磨削过程中的材料去除体积和砂轮磨损体积公式，并结合砂轮磨损实验，探究非球面磨削用圆弧形金刚石砂轮的磨损规律。结果表明:圆弧形金刚石砂轮在磨削非球面过程中由于磨损会导致其径向尺寸减小，在砂轮失效前其直径变化主要存在3个阶段:即直径快速变化阶段、缓慢变化阶段和微量变化阶段。圆弧形砂轮表面的结构特性，使得砂轮圆弧顶端的结合剂对顶端区域的磨粒把持力要低于其他磨粒的，导致该区域的磨粒和结合剂被快速磨损，直至圆弧形金刚石砂轮的几何结构不再影响其结合剂对磨粒的把持力，此后其磨损过程与平面金刚石砂轮磨损类似。      

电镀金刚石砂轮

发明简介 本发明为用电化学法即电镀法制作金刚石砂轮，包括金刚石修整砂轮，磨削或切削用金刚石砂轮。砂轮制作过程如下：砂轮工作层含有金刚石磨料和填料，金刚石磨料和填料被金属结合剂粘结在基体上，金属结合剂的厚度低于金刚石磨粒高度的1／2；用机械法去掉填料；再次用金属结合剂把金刚石磨粒粘结，粘结厚度如要求所示。发明中所用填料尺寸是金刚石磨粒尺寸的1．5～5.0倍。本发明简化了电镀金刚石砂轮的制作过程，并且使金刚石浓度可以调节。     

从CBN磨削中获得最大利益

如同金刚石一样,ＣＢＮ是一种高成本的磨料。因此,它的使用者期望在使磨粒暴露出新的切削刃的过程中,尽可能减少ＣＢＮ磨粒的去除量,以便使其在砂轮使用中尽量用于磨削。 然而,传统的修形和修锐方法（被称为修整）对于陶瓷ＣＢＮ砂轮来说,结果并不令人满意。因此,磨削系统制造商不得不寻求暴露磨粒新切削刃的更有效的方法。在开发新的修整和修磨方法之前,了解ＣＢＮ砂轮修整的发展动向及修整所涉及的成本是十分必要的。 研究修整ＣＢＮ砂轮时的工作参数及其局限性促进了ＣＢＮ砂轮修整技术、机床控制技术和自适应控制方法的进步;反…     

热压烧结工艺参数对超硬磨料砂轮节块性能的影响

金属基金刚石砂轮具有把持力大和使用寿命长等特点,其传统制备方法常采用高温烧结成型,但高温烧结会对磨粒产生较大的热损伤,影响砂轮的性能和使用寿命。热压烧结比常压高温烧结的成型温度低,能有效减少金刚石磨粒的热损伤问题。本研究采用热压烧结方式来制备铜基结合剂金刚石砂轮节块,磨粒平均粒度尺寸为27 μm。设计三因素三水平正交试验,探讨热压烧结工艺参数对金刚石砂轮节块密度、硬度和抗弯强度等物理、力学性能影响。结果表明:当烧结温度为650℃、烧结压力为25 MPa、保温时间为150 s时,金刚石砂轮节块的力学性能最好,并且实现了金刚石磨料与结合剂间牢固的冶金结合。      

80m/s复线螺纹磨砂轮的试验研究

1 80m/s高强度陶瓷结合剂砂轮的研究 砂轮的强度是由结合剂强度、磨粒强度和结合剂与磨粒的结合强度三个因素决定的。三者之中,结合剂的强度是制造高速砂轮的关键。使结合剂在磨具中呈高强度的玻璃体并把磨粒相互牢固地结合起来,是研究高强度结合剂的出发点所在。     

砂轮修整

砂轮表面几何形状和表面粗糙度是决定砂轮磨削性能的重要因素。在磨削过程中,由于磨削力和磨削温度等的作用,砂轮工作表面上的磨粒会逐渐地磨钝;同时,由于磨粒不均匀磨损和脱落,使砂轮工作表面失去正确的几何形状;磨削过程中产生的细小切屑还会粘附到工作磨粒的切削刃上或堵塞到砂轮工作表面的空隙中。所有这些