静电喷涂涂层砂轮磨削钛合金工件温度研究

针对钛合金材料难磨削加工的特点,设计了一种静电喷涂砂轮涂层系统和实验砂轮,完成了干式磨削钛合金的实验,分析了不同磨削条件对磨削温度的影响规律。研究表明:采用静电喷涂固体润滑剂涂层砂轮磨削加工钛合金,在同样的加工条件下,磨削深度为0.2 mm时,未涂层砂轮磨削温度接近900℃,涂层砂轮磨削温度不超过600℃。固体粉末静电喷涂润滑砂轮涂层可有效降低磨削温度。      

固体润滑剂涂层砂轮磨削钛合金时最佳涂层条件研究

本文以钛合金打磨为研究对象,以打磨加工中最为关心的表面粗糙度为主要评价指标,磨削温度、烧伤等为辅助评价指标,就固体润滑剂种类、粒度和涂层液浓度等影响砂轮涂层效果的诸因素进行了优化。实验证明,砂轮涂层处理存在最佳配方,经最佳配方涂层处理的砂轮,其磨削性能比普通砂轮有明显的提高;实际应用还证明,以打磨为对象研究得到的最佳配方,完全适用于平面、外圆等磨削方式中所用砂轮的涂层处理。     

钛合金高速外圆磨削的温度特征实验研究

运用可磨热电偶技术多点测试钛合金磨削表面温度,并基于对TC4钛合金高速外圆磨削温度的测试实验,分析了砂轮线速度、磨削深度及工件速度等工艺参数对工件表面磨削温度的影响机制.揭示了表面磨削温度随着砂轮线速度的提高而上升,以及随磨削深度的增加而升高,随工件速度的提高而下降的变化规律.实验结果可为进一步研究高速磨削机理及优化工艺参数提供依据,从而实现改善工件表面质量、提高加工效率的目的.     

石墨自润滑钎焊CBN砂轮磨削镍基高温合金温度的试验研究

利用石墨自润滑钎焊CBN砂轮和陶瓷CBN砂轮进行了高温合金GH4169磨削对比试验,采用夹丝半人工热电偶方法测量工件表面磨削温度,并运用扫描电镜、能谱仪对砂轮表面磨粒的微观形貌及元素分布情况进行分析。结果表明:在相同磨削条件下,多层自润滑钎焊CBN砂轮磨削GH4169高温合金的磨削温度比陶瓷结合剂CBN砂轮低100℃左右;砂轮表层的磨粒表面形成一层石墨薄膜,有助于减小摩擦,从而降低磨削温度。     

纳米微囊砂轮磨削工件表面自润滑层的形成

在磨削时磨削液难以有效渗入磨削区域起冷却润滑作用。提出利用润滑剂油酸（OA）填充碳纳米管（CNTs）制备 CNTs@OA 纳米微囊,并以其为填充剂制备树脂砂轮,磨削时随着纳米微囊的破裂,油酸可释放到磨削区形成自润滑层起润滑作用,从而提高砂轮的磨削性能。首先,制备纳米微囊并对其进行表征,分析微囊在砂轮中的存在形式,考察微囊的填充对其力学性能的影响;其次,研究砂轮磨削 GCr15 钢时纳米微囊的含量和磨削速度对磨削力、磨削温度、磨削比和表面粗糙度的影响,分析磨削过程中纳米微囊释放润滑剂油酸并产生自润滑作用的机制。结果表明,纳米微囊具有较好的热稳定性, 能够抵抗树脂砂轮的固化温度并保护其中的油酸,当微囊的填充量小于 16%时,砂轮的力学性能可以满足使用需求。与普通砂轮比,纳米微囊砂轮磨削时的磨削力可减小 40%,磨削温度降低 45%,工件表面粗糙度减少 15%,磨削比可提高 30%。磨削过程中,砂轮中的纳米微囊可将其空腔中的润滑剂油酸不断被释放到磨削界面上形成自润滑层,使砂轮具有了较好的自润滑作用,从而提高了其磨削性能。研究成果可为解决磨削过程的润滑问题提供一种可行的技术路线。     

高效钛合金磨削液的研究

本文根据磨削液的作用机理及钛合金的磨削特点,对高效钛合金磨削液具备的主要特性作了分析。通过对新研制的磨削液与两种常用磨削液的对比试验,证实新研制的磨削液具有磨削比高,砂轮损耗低,磨削力小,磨削温度低,砂轮粘附少,工件表面粗糙度低,变形小,无烧伤等优点。运用金相显微摄影及扫描电镜等手段,对磨削中砂轮表面的粘附作了定点跟踪拍摄和砂轮粘附面积图象分析,结果证明新研制的磨削液对减少砂轮粘附有显著的效果。     

仿鸟羽结构自润滑金刚石砂轮磨削碳化硅陶瓷实验研究

目的 减少金刚石砂轮磨削工程陶瓷材料时的砂轮磨损，改善加工表面质量。方法 以人造金刚石为磨料，青铜结合剂为黏结剂，加入一定质量分数的二硫化钼和二氧化钛纳米颗粒作为填充材料，制备出青铜结合剂自润滑金刚石砂轮。利用脉冲激光在金刚石砂轮表面烧蚀出经设计的仿鸟羽减阻几何结构，得到新型仿鸟羽结构自润滑金刚石砂轮。制备了4种不同工况砂轮，传统青铜金刚石砂轮（TGW）、纳米自润滑金刚石砂轮（NGW）、仿鸟羽结构化金刚石砂轮（FGW）、仿鸟羽结构化纳米自润滑金刚石砂轮（FNGW）以对比其磨削性能差异。开展Si C陶瓷磨削实验，研究FNGW磨削机理。从磨削力、表面质量、砂轮磨损3个方面评价FNGW磨削性能。结果 纳米颗粒的加入不会降低砂轮力学性能，砂轮表面的仿鸟羽结构激光成型烧蚀质量较高，对未烧蚀区域没有影响。与TGW相比，FGW除工件表面粗糙度值Ra与砂轮磨损有略微改善外，其他磨削性能都有明显提升。NGW磨削性能都有所提升，但提升效果不太明显。结合二者优势的FNGW，其各磨削性能都有显著提升。其中磨削力最大降低了65.1%，工件表面粗糙度值Ra最大降低了21.5%，砂轮磨损明显减少，有效提升了砂轮的使...     

微晶刚玉砂轮磨削钛合金TC17磨削力研究

针对航空发动机常用材料钛合金TC17,采用白刚玉砂轮与微晶刚玉砂轮开展磨削试验,研究微晶刚玉砂轮对工件表面质量和磨削力大小的影响规律。试验结果表明:微晶刚玉砂轮磨削后工件表面质量更好,表面粗糙度值降低0.14 μm,磨削力降低10%左右。针对微晶刚玉砂轮进行磨削参数对磨削力影响规律的单因素试验,从磨削力角度分析微晶刚玉砂轮磨削钛合金的合理工艺参数。综合磨削力与加工效率因素,确定磨削钛合金TC17的合理参数为:砂轮线速度v_s=27 m/s、磨削深度a_p=0.01 mm、工件进给速度v_w=12 m/min;对磨削力试验数据进行多元线性回归分析,建立了法向磨削力和切向磨削力的回归模型。      

陶瓷结合剂CBN砂轮高速磨削钛合金TC4-DT

针对钛合金磨削温度高、磨削表面质量难以控制等特性,采用陶瓷结合剂CBN砂轮开展了TC4-DT钛合金高速磨削实验研究,研究了磨削用量对磨削温度、磨削力和磨削表面形态影响规律及机制。结果表明:砂轮线速度和磨削深度对钛合金TC4-DT磨削力、磨削温度及表面粗糙度影响最为显著,而工作台速度对其影响不明显。砂轮线速度在60~80 m/s时,磨削温度较低,磨削表面质量良好;而砂轮线速度达100 m/s后,磨削温度急剧上升,磨削表面出现斑状涂覆物、微裂纹等热损失缺陷。选择合理高速磨削工艺可获得良好磨削表面质量并提高加工效率。     

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...     

金刚石砂轮磨削钛合金时的磨削力研究

为解决金刚石砂轮磨削钛合金时材料弹性模量低、弹性形变大等问题,从理论上对砂轮的受力状态进行分析。基于切屑分离准则和材料摩擦属性,构建钛合金磨削时的受力模型,并对单颗磨粒的受力状态进行有限元仿真。设计钛合金磨削加工试验,研究工艺参数变化对砂轮磨削力的影响规律。结果表明：砂轮磨削速度增加,磨削力逐渐降低;当进给速度和磨削深度增加时,磨削力增加。当磨削工艺参数改变时,砂轮的切向和法向磨削力的变化趋势大致相同,切向和法向磨削力的比值为0.29～0.37。且磨削力的理论值和试验值的变化趋势基本一致,二者相对误差的平均值在5%以内,验证了磨削力理论模型的正确性。     

磨料有序化排布砂轮磨削TC4温度实验研究

为了获得磨料有序化排布砂轮磨削TC4的温度变化规律,使用电镀CBN砂轮对TC4合金进行磨削实验。砂轮分别采用叶序、错位和无序3种不同的磨料排布方式。研究了工件表面平均温度与进给速度和磨削深度的关系,并对3种磨料排布方式的电镀CBN砂轮磨削工件时温度的变化形态进行对比。结果表明:在相同磨削条件下,磨料有序化排布能有效降低TC4的磨削温度,使用叶序排布磨料砂轮能获得更低的工件表面温度。     

Cooling action of grinding fluid in shallow grinding

A new method is proposed for measuring the heat transfer coefficient in the vicinity of the wheel-workpiece contact zone. The accuracy of measurement is estimated by using a finite element method and the factor for correcting the measured results is derived. The experiments are performed in a number of conditions where grinding fluid is supplied and the following measures are consequently recommended for increasing the cooling efficiency: (1) set the velocity of coolant to more than the critical value to penetrate the air flow layer formed around the wheel periphery; (2) use a nozzle with a thin throat, about 1 mm in height, and attach a scraper plate above the nozzle outlet; (3) choose a wheel of large grain size and dress roughly, or form shallow grooves on the wheel periphery; and (4) set a higher wheel speed.     

钢轨打磨车砂轮技术标准

在介绍中国铁路总公司企业标准Q/CR 1-2014《钢轨打磨车砂轮订货技术条件》制定背景的基础上，叙述了标准的主要内容及制定原则，着重对标准中参数的来源及依据进行了说明，解析了标准中钢轨打磨砂轮磨削性能、回转性能、静平衡性能参数的选择，对标准的合理性进行了评价。      

CSS-42L钢磨削力和比磨削能的实验研究

采用白刚玉和绿碳化硅两种不同磨料的砂轮对CSS-42L钢进行了平面切入式磨削实验.选取磨削力、磨削力比和比磨削能为指标,通过单因素实验分析比较了在白刚玉砂轮和绿碳化硅砂轮平面切入式磨削条件下,CSS-42L钢的磨削加工性.实验结果表明,相同条件下,绿碳化硅砂轮磨削时的磨削力、磨削力比和比磨削能均明显高于白刚玉砂轮;绿碳化硅砂轮从初期磨损阶段进入稳定磨损阶段所用时间至少是白刚玉砂轮的2倍;两种砂轮磨削时的比磨削能均随着当量磨削厚度的增加呈幂函数降低.     

Ultra-precision grinding

Ultra-precision grinding is primarily used to generate high quality and functional parts usually made from hard and difficult to machine materials. The objective of ultra-precision grinding is to generate parts with high surface finish, high form accuracy and surface integrity for the electronic and optical industries as well as for astronomical applications. This keynote paper introduces general aspects of ultra-precision grinding techniques and point out the essential features of ultra-precision grinding. In particular, the keynote paper reviews the state-of-the-art regarding applied grinding tools, ultra-precision machine tools and grinding processes. Finally, selected examples of advanced ultra-precision grinding processes are presented.     

Experimental study on grinding force and grinding temperature of Aermet 100 steel in surface grinding

This paper investigates grinding force and grinding temperature of ultra-high strength steel Aermet 100 in conventional surface grinding using a single alumina wheel, a white alumina wheel and a cubic boron nitride wheel. First, mathematical models of grinding force and grinding temperature for three wheels were established. Then, the role of chip formation force and friction force in grinding force was investigated and thermal distribution in contact zone between workpiece and wheel was analyzed based on the mathematical model. The experimental result indicated that the minimum grinding force and the maximum grinding force ratio under the same grinding parameters can be achieved when using a CBN wheel and a single alumina wheel, respectively. When the phenomenon of large grinding force and high grinding temperature appeared, the workpiece material would adhere locally to the single alumina wheel. Grinding temperature was in a high state under the effect of two main aspects: poor thermal properties of grinding wheel and low coolant efficiency. The predicted value of grinding force and grinding temperature were compared with those experimentally obtained and the results show a reasonable agreement.     

钢轨打磨用新型复合砂轮及其磨削试验

利用钎焊技术和传统热压技术研发出一款钢轨打磨用新型复合砂轮,复合砂轮除含传统树脂砂轮的成分外还含金属结合剂金刚石插片,用其在钢轨打磨试验机上与传统树脂砂轮进行工件打磨对比试验,分析工件打磨后的打磨温度和表面粗糙度变化,并对钢轨打磨后的磨屑进行电镜、能谱分析。试验结果表明:与纯树脂砂轮相比,采用新型复合砂轮打磨工件,其打磨温度峰值下降10%左右,砂轮中插片数越多下降比例越大;工件表面粗糙度下降比例在9%以上,且随着砂轮中插片数量的增加而增大;同时,磨屑中球状磨屑比例更低,球状磨屑中O元素质量分数更小。      

钢轨打磨用钎焊金刚石砂轮研究

为解决传统树脂砂轮打磨钢轨时存在的打磨效率低、易烧伤钢轨和粉尘污染大等问题,分析利用钎焊金刚石技术的优势制备新型钢轨打磨用砂轮的可行性。结合磨粒有序排布工艺,制备具有开槽结构的新型钎焊金刚石砂轮,并对U71Mn钢轨钢进行打磨对比试验。结果表明：相较于树脂锆刚玉砂轮,新型钎焊金刚石砂轮能提高50%左右的打磨效率,并有效降低磨削温度,避免钢轨烧伤。在钢轨打磨过程中,新型钎焊砂轮排屑效果显著,基本不发生磨屑黏附现象;但砂轮开槽导致磨削振动增大,加剧金刚石磨粒破碎,并增大钢轨表面粗糙度。新型砂轮磨屑多为带状,磨屑体积大且无熔融小球。