模具制造中的平面,成形磨削的趋势

一、前言最近,随着模具精度的提高和精密零件需求量的增大,磨削技术正在迅速地为人们所重视。以往不采用磨削加工的零件,现在也都不得不采用磨削加工,为此促进了磨削技术的提高。从黑田精工公司磨削加工样品中,可以发现,精密模具零件依赖于磨削加工自不待言,依靠磨削加工的零件也在不断增加。对陶瓷这类新材料的制品的磨削方法。也正在进行大量的探索。并且,对磨床的规格也强烈要求达到高精度,应具备理想的磨削加工能力及完全自动化。     

基于轴承毛坯表面分析的磨削材料去除率模型与应用实验

目的 在轴承套圈磨削加工中,传统基于动力学模型建立的磨削材料去除率模型仅考虑了磨削工件-砂轮-机床三者的弹性变形,未考虑毛坯零件表面不规则变形对模型的影响,导致传统理论模型在实际磨削应用中的效果不佳。针对此问题,基于轴承套圈毛坯表面形状分析建立了新的磨削材料去除率模型,并进行了应用实验。方法 基于轴承套圈毛坯零件表面形状的工艺研究,针对粗磨阶段毛坯零件表面不规则形状和弹性变形对磨削加工及产品质量的影响,建立不同偏心圆数量的轴承套圈结构分析方法,并提出一种以分段函数形式的磨削材料去除率模型,该模型充分考虑了轴承套圈毛坯零件表面不规则变形和偏心圆形状对磨削材料去除的影响,可有效反映轴承套圈实际材料磨削去除过程。最后,通过大量实验对所建的分段函数形式的磨削材料去除率模型进行应用实验研究。结果 与传统磨削材料去除率模型GPSM相比,所建的以分段函数形式的磨削材料去除率模型MMRG的准确率提高了96%以上,该模型可有效在线量化分析毛坯表面不规则大小及偏心圆结构。结论 该模型对指导毛坯零件制造,保证磨削加工质量和磨削加工效率有着重要的理论指导意义。     

纳米结构陶瓷涂层精密磨削的材料去除机理及磨削加工技术

随着纳米结构陶瓷涂层的开发和应用，其后续精密加工技术已受到人们的关注。纳米结构陶瓷涂层的高硬度和高耐磨性使其成为难加工材料，采用金刚石磨料磨削加工有可能成为其最主要的加工方法。本文首先讨论了纳米结构陶瓷涂层精密磨削的非弹性变形和脆性去除的材料去除机理，然后对可用来加工纳米结构陶瓷涂层的超精密金刚石砂轮磨削、ELID磨削、延性域磨削、超高速磨削、精细磨削等磨削加工技术进行了分析，分析了它们的材料去除机理和技术特点。在此基础上，本文指出了相关的有待进一步研究的课题。     

磨削液的污染与净化处理技术

本文详细叙述了磨削液污染的原因及其危害，从而提出了净化处理与科学管理的技术措施，来保证磨削清洁加工的正常进行和零件表面质量的提高。     

基于磨削特征参数的18CrNi4A钢磨削热数值计算模型

磨削工序是零件成型的重要环节，磨削过程中的磨削热一直是人们关注的重点，产生的热量过大会导致磨削烧伤等问题，必须控制好磨削参数。基于磨削理论，提出了零件表面磨削接触宽度、磨削接触长度、磨削力等参数的表征方法，建立了一种磨削热的数值计算方法。通过磨削热数值计算模型，得到了磨削过程零件的表面温度。并通过18CrNi4A材料磨削加工试验，验证了磨削热计算模型的可信性，能够对18CrNi4A及其他高强钢材料磨削加工工艺参数的确定提供一定的理论指导。     

影响磨削加工质量的常见因素及分析

阐述了影响磨削加工的两个主要因素，即弹性变形引起的误差、磨削热的影响，并提出了相应的改进措施。     

特细长轴高效无心磨削的实践与分析

在我国，精密特细长轴零件的专业化生产是一项新尝试，本文简要介绍了专业化生产中关于研制无心磨削加工理论分析的新观点及在磨削设备上采取的措施。     

精密冲模零件的高精度磨削加工

介绍了高精度磨削加工的关键技术,把高性能、高精度磨削机床、最佳的加工工艺技术与工件材料相适应的砂轮选择技术有机地结合起来,可以提高精密冲模零件的加工精度和凸模的使用寿命。可避免使用传统光学曲线磨床加工精密零件时由于多次定位导致的零件形位精度被超差、磨削加工周期长、成本高等问题。     

电火花磨削复杂型面蜂窝结构技术

通过对英国罗·罗公司航空发动机扇形封严件的加工，阐述了电火花磨削复杂型面蜂窝结构技术。介绍了零件结构、电火花磨削的难点、工艺试验研究和零件加工过程。     

一种球面零件法向跟踪磨削加工运动学模型

针对当前航空航天、高铁等工业领域对难加工材料球面零件的高效精密加工的需求,简要介绍球面零件的加工原理与方法,重点讨论分析传统球面零件磨削加工的三种方法及其优缺点。提出一种新的基于砂轮法向跟踪原理的球面磨削加工方法,改善球面零件精密加工的情况,充分利用多轴联动磨床的加工优势。根据几何运动分解处理划分为类外圆磨削和类平面点磨削,并从砂轮-工件几何接触长度、砂轮磨削路径等角度进行了几何学运动分析,为该方法的深入研究提供指导。      

An experimental investigation of rotary diamond truing and dressing of vitreous bond wheels for ceramic grinding

Experiments of rotary diamond truing and dressing of vitreous bond grinding wheels were conducted to investigate the effects of feed, speed ratio, and overlap ratio on cylindrical grinding of zirconia. The applications of ceramic engine components with complex and precise form and the lack of technology for precision truing of diamond grinding wheels have driven the need to study the use of vitreous bond CBN and SiC wheels for form grinding of ceramics. Truing and grinding forces and the roundness and surface finish of ground zirconia parts were measured. By varying truing process parameters, a wide range of surface finish and roundness could be achieved. Experimental results showed that wheels trued at speed ratio below −1.0 could grind parts with fine surface finish and good roundness. The analysis of truing and grinding results showed the trend of increasing grinding force at higher specific truing energy and better surface finish at higher grinding force. The lack of speed control of the direct–drive, variable–speed truing spindle was observed and its effect on the reverse of direction of truing force at positive speed ratios was studied.     

氧化铝陶瓷ELID高效磨削技术的研究

陶瓷材料具有优异的机械性能，其应用越来越广泛。然而由于陶瓷的高硬度及其易碎性使其难于加工。在线电解修整磨削技术已经被应用于硬脆材料的超精密加工，由于可以实现砂轮的在线修整，尤其被广泛应用于细粒度砂轮的磨削中。本文在平面磨床上应用铸铁结合剂金刚石砂轮与ELID磨削技术进行高效磨削研究。实验结果表明，在同样的磨削条件下，采用ELID磨削时的磨削力约为使用树脂结合剂砂轮磨削力的2／5～3／5。实验结果说明采用ELID磨削技术加工效率可以得到极大提高。而且，在线电解修整作用可以保持砂轮的锋锐性，有利于保持硬脆材料高效磨削的连续性。     

碟轮修整单层钎焊金刚石砂轮的试验研究

单层钎焊金刚石砂轮在制作完成之初由于砂轮基体加工存在误差以及磨粒粒径大小不一等原因造成磨粒等高性不一致,这使其难以在硬脆材料的精密磨削中得到广泛的应用。采用自制的钎焊碟轮对80/100#单层钎焊金刚石砂轮进行了修整试验研究。在修整试验前后跟踪了砂轮磨粒等高性的变化,进行了SiC陶瓷的磨削试验,并观测了工件表面质量的变化情况。试验结果表明:采用此方法能够实现单层钎焊金刚石砂轮的高效精密修整。修整试验结束后砂轮磨粒等高性较好,磨削SiC陶瓷的表面质量得到明显改善,表面粗糙度Ra值达到了0.1μm以下。     

轧辊表面砂轮印缺陷的改进

轧辊磨削质量是影响热轧产品表面质量的首要因素,而轧辊表面最典型的缺陷为砂轮印缺陷,其导致热轧带钢表面产生条纹、色差等缺陷。对轧辊表面砂轮印缺陷进行了分析,其不仅与设备精度有关,而且与磨削工艺、砂轮操作等因素相关;为此,从辊型、磨削参数、设备精度方面进行优化,彻底消除了轧辊表面砂轮印缺陷,改善了热轧产品表面缺陷。     

高速精密轧辊磨头液体止推轴承油膜性能的数值分析

高速精密轧辊磨头止推轴承的性能是影响轧辊磨床加工稳定性和精度的重要因素。Roynolds方程是滑动轴承油膜压力计算的基础,文中基于有限差分法,对Roynolds方程进行量纲一化处理,并借助MATLAB软件强大的符号运算、数值计算及图形可视化处理功能,进行编程计算,求解了高速精密轧辊磨头止推轴承油膜的完整二维流动Roynolds方程。求解结果表明:液体静压止推轴承具有很高的承载能力和较高的油膜刚性,保证了磨头主轴的旋转精度和运动精度。研究结果对于高速轧辊磨床的整体设计具有一定的参考价值。     

精密内圆磨床陶瓷cBN砂轮修整机理及工艺研究

本文针对精密内圆磨床的特点,采用金刚石滚轮对陶瓷cBN砂轮进行了修整工艺的实验研究。通过对修整后的砂轮形貌、磨削工件表面质量进行检测,研究了不同修整深度和轴向速度对修整质量的影响,并进一步分析了影响机理。结果表明:该修整方法修整精度好,修整效率高;当修整速比为0.8,修整进给深度为0.002～0.003mm,轴向速度为0.3m/min时能够较好的满足工件内圆精密磨削cBN砂轮的修整要求。     

单晶金刚石刀具研磨方法的探讨

本文介绍了单晶金刚石刀具的制作程序和方法。为了提高单晶金刚石刀具的研磨效率与刃口质量，本文从不同的砂轮类型、砂轮粒度、研磨方向等几个方面进行了分析，发现单晶金刚石刀具的粗磨应该采用大粒度的砂轮，并且尽量采用陶瓷结合剂砂轮。半精磨可以采用细粒度的金属结合剂砂轮或陶瓷结合剂砂轮，但是对要求刃口质量较高的刀具，精磨应该采用粒度尽可能细的金属结合剂砂轮：粗磨时要沿着金刚石的好磨方向，这样研磨效率会大大提高，而精磨时为了获得完美的刃口，应该尽量对刀刃采取逆磨，并适当的增加研磨时间。     

纳米结构金属陶瓷(n-WC/Co)涂层材料精密磨削的试验研究

本文对纳米结构金属陶瓷（n-WC/Co）涂层材料在金刚石砂轮精密磨削过程中的磨削力进行了较详细的试验研究。对常规结构金属陶瓷(n-WC/Co）和n-WC/Co涂层材料的磨削力作了对比磨削试验,分析了磨削工艺参数如砂轮磨削深度,工件进给速度,金刚石砂轮结合剂类型和磨粒尺寸以及被磨试件材料特性等对磨削力的影响,结合被磨试件表面的扫描电镜（SEM）的观察,分析了n-WC/Co涂层材料磨削的材料去除机理,研究结果表明：在相同磨削条件下,纳米结构陶瓷涂层的磨削力始终高于常规结构陶瓷涂层的磨削力;在其它磨削条件相同的情况下,用金属结合剂砂轮磨削工件所需的磨削力要比树脂结合剂砂轮,陶瓷结合剂砂轮所需的磨削力大些,磨粒尺寸小的砂轮磨削工件所需的总磨削力要比磨粒尺寸在的砂轮所需的磨削力大些,磨削力随砂轮磨削深度,工件进给速度的增加而增大;一般情况下,n-WC/Co涂层材料精密磨削过程的材料去除机理中,占主导方式的是塑性成形的材料去除方式。     

非圆截面工件表面的高速精密磨削

针对非圆工件表面的高速精密加工这一问题，设计集成一套磨床数控系统并改造一台数控实验磨床，利用数字PID原理对此系统的动、稳态性能进行控制调节。研究PMAC的时间基数控制法，结合直线电机的微量往复进给运动和电主轴单元的高速性能，来实现非圆工件的磨削加工。通过对椭圆形工件的磨削实验研究，为非圆零件的高效精密磨削提供了好的解决方案。