固结磨料确定性研磨表面生成建模与实验分析

基于CCOS技术原理,提出高效、高可控性的固结磨料确定性研磨工艺.通过线研磨实验发现采用中心供给研磨液方式相比于传统四周供液方式有利于提高加工效率及表面质量.分析了工艺参数对加工后表面硬度的影响,通过扫描电镜观察研磨后的表面形貌,分析固结磨料研磨的材料去除机制.通过不同参数线研磨实验验证了材料去除率与工具转速、载荷、时间呈线性关系,表明固结磨料研磨工艺的材料去除过程符合CCOS的卷积迭代原理.基于晶胞理论和磨粒粒径均匀的假设,建立了固结磨料研磨垫表面形貌的仿真模型.同时,模型考虑了磨粒浓度、磨粒粒度、研磨垫形状参数的影响.在固结磨料研磨垫形貌仿真数据的基础上,基于硬脆材料去除机理以及研磨垫与工件微观接触模型,考虑工件表面的力学性能,建立了一定参数条件下研磨垫与工件的接触间隙计算模型,进而建立了单点研磨去除斑模型.通过定点研磨实验验证了不同压力、转速、时长条件下单点研磨去除斑模型的准确性.将连续的研磨轨迹进行离散,考虑研磨垫形状、磨粒的尺寸和浓度、研磨工具的转速和承受的载荷、轨迹参数建立了总去除量与单点研磨去除量的卷积运算关系,提出固结磨料确定性研磨表面生成模型.开展不同参数下面研磨实验与表面仿真.结果表明,固结磨料确定性研磨表面生成模型能很好地预测不同参数下研磨去除的深度和研磨表面的残留误差,提高固结磨料研磨工艺的可控性.     

典型光学加工中边缘效应仿真分析

为分析光学加工中边缘效应对元件最终面形精度的影响,建立了数控小磨头行星式抛光去除函数模型和射流式工具加工的去除函数模型.通过对抛光过程中磨料载体的微观状态的研究,探讨并仿真了两种抛光方式在不同区域抛光速度分布、抛光压力分布和抛光中Preston系数的变化.通过对比分析这些参数的变化对材料去除影响,表明光学加工过程中磨料载体中分子间的作用力对边缘效应产生的影响不可忽略.     

固结磨料研磨蓝宝石的表面粗糙度模型

表面粗糙度是衡量工件加工质量的重要判定指标。通过分析磨粒的形貌特征,对固结垫表面的有效磨粒进行识别,建立固结磨料研磨蓝宝石的表面粗糙度模型。开展了不同粒径和不同压力条件下的固结磨料研磨蓝宝石的实验研究,对比分析了不同粗糙度模型下实验和模拟结果。结果表明:采用图像识别方法能够精确测算固结磨料垫表面的有效磨粒数,采用图像识别技术测算的表面粗糙度数值与实验结果更为接近,利用该模型能够有效预测固结磨料研磨蓝宝石的表面粗糙度,对于设计工艺路线及优化工艺参数具有重要意义。     

工程陶瓷研磨工艺研究

通过对工程陶瓷工件的离散磨料研磨和固结磨料研磨试验,分析了研磨方式、磨料粒度、浓度及结合剂种类、研磨压力、研磨速度、研磨时间等工艺参数对成品的形状精度、表面粗糙度、研磨效率的影响,分析其研磨机理,提出了研磨工程陶瓷的合理方法。     

精密陶瓷球体研磨过程中材料去除模型的研究

为了解精密球体研磨过程中材料去除的原理,建立了一种基于三体磨损的磨损模型,用于预测材料去除率(MMRR).理论分析、仿真和实验结果表明:磨损中的精密球体材料去除率不仅与外加载荷和速率的过程参数有关,而且与球、研磨料浓度和加工机械的物理性质、几何参数有关.研究还发现:外加非线性负载时,每个球的材料去除与接触面积和磨料划痕有关,并且增加球体滑动对提高材料去除是很重要的.     

磁力研磨机理研究

磁力研磨是1种利用磁性磨料和磁场作用进行研磨加工的工艺方法.阐述了磁力研磨的特点,分析了研磨过程中材料的去除机理,研究了磁性磨料、磨粒的受力状况和磁力研磨的磨削原理.     

工程陶瓷镜面加工的研磨与抛光技术

应用高速研磨和抛光新技术进行工程陶瓷镜面加工，大量实验表明，将散粒磨料改为固结磨料研磨可提高生产率、降低加工成本并改善表面质量，此外，还探讨了高速抛光的机理。     

基于Taguchi-GA协同的磁性磨料抛光性能预测及制备工艺参数寻优

通过改变黏结法磁性磨料的制备工艺参数来设计正交试验,制备不同系列规格的磁性磨料,并对其进行形貌和成分检测.以3D打印AlSi10Mg板为加工对象,通过平面磁力研磨试验,揭示磁性磨料制备工艺参数对磁力研磨质量的影响规律.基于回归分析,建立参数与响应之间的回归模型,通过遗传算法实现参数优化. 结果表明,在SiC粒径为18~25 μm,Fe与SiC的质量比为4.7,环氧树脂与聚酰胺的质量比为2,固化温度为100 ℃的条件下,材料去除率为1.7 mg/min,表面粗糙度由原始的3.90 μm降低至0.27 μm,降低率为93.1%.     

实现长焦深的衍射光学元件设计方法

提出了一种设计长焦深小焦斑衍射光学元件的方法.该方法采用ZEMAX光学设计程序,利用能量守恒原理求解目标函数,并综合考虑焦斑大小保持不变的要求,对目标函数进行了修正,通过修正后的函数来约束输出光束在焦深范围内的轴上位置,从而完成衍射光学元件的相位优化,并求得相应的工艺参数.该元件不但可以使激光束具有长焦深和小焦斑,而且还具有可加工性.焦深范围能达到2 mm,焦深范围内光斑半径在5.32～10.48μm变化,与相同参数的传统光学元件相比,焦深增加了8倍,焦斑半径变化很小,而普通光学元件在此范围内最大焦斑半径达到102.9μm.该方法为长焦深元件的设计、加工与制造提供了可行方案.     

GT35钢结硬质合金材料镜面加工的试验研究

钢结硬质合金是一种组织结构特殊的难加工材料，难以获得超精和镜面加工表面质量。本文用三种方法对ＴＧ３５进行镜面加工试验研究，取得良好效果。传统研磨工艺宜采用高刚性研磨工具和金刚石研磨粉，以减轻对基体材料软硬组织的选择去除现象；以高刚度精密度床及专用装置的基础的ＥＬＩＤ磨削方法可获得良好的加工表面；固体磨料研磨方法以春无序研磨轨迹，在微量去除时可有效获得极低的表面粗糙度。     

Zr-4合金管砂带随形磨削实验分析

采用3种不同磨料的砂带对Zr-4合金管进行了磨削工艺试验,探究了磨粒与工件间的交互创成机理,得到了Zr-4合金材料砂带磨削过程中材料去除率和表面粗糙度的主要影响因素。借助先进的测试设备,对磨削后的砂带磨粒磨损形貌、工件表面形貌进行了观测,并对Zr-4合金表面烧伤层金相组织及显微硬度变化规律做了分析研究。试验结果表明：砂带线速度、磨削压力、接触轮硬度和磨料种类对材料去除率和表面粗糙度均有较大的影响,其中砂带线速度影响最为显著;锆刚玉和氧化铝磨粒的粘附磨损较为严重,碳化硅磨粒主要以磨耗磨损为主;工件烧伤时材料表层金相组织发生变化,使得Zr-4合金物理机械性能下降。试验及研究结果为寻求高效、高精度Zr-4合金砂带磨削加工工艺提供了试验和理论依据。     

砂轮动态磨粒的概率统计数学模型

为了揭示磨粒与工件的微观作用机理,预测磨削弧区的动态磨粒数目,采用概率统计的方法对磨削弧区的动态磨粒进行研究,建立了动态磨粒的切入深度、接触磨粒和切削磨粒的概率统计数学模型.分析磨削加工参数对接触磨粒概率和切削磨粒概率的影响,分析表明接触磨粒和切削磨粒的概率随着磨削深度和进给速度的增大而增大,随着砂轮线速度的增大而减小.动态磨粒的概率统计数学模型为深入分析磨削力、磨削热、热量分配比和温度场的数值计算与仿真奠定基础.     

铝土矿选择性磨矿中磨矿介质的研究

研究了球形、短圆柱形和短圆柱 球形3种磨矿介质对铝土矿选择性磨矿的作用.研究结果表明:大直径球形介质对粗粒级铝土矿的冲击力较大,容易造成过粉碎,小直径球形介质的擦洗作用能提高粗粒级铝土矿的铝硅比;短圆柱介质对铝土矿磨矿具有较好的选择性,但对铝硅比的提高幅度较小,磨矿速率较低;短圆柱 球形介质具有球形介质和短圆柱介质的优点,既具有较高的磨矿速率,又能较大幅度地提高粗粒级的铝硅比,适合铝土矿选择性磨矿的要求.对于短圆柱 球形介质,介质配比对铝土矿选择性磨矿的磨矿效果有明显的影响.     

钢丝磨削试验研究

砂带磨削作为一种新工艺,在机械加工领域发挥着越来越大的作用,满足了各种加工要求。本文简单介绍了砂带磨削的概念,阐述了一个针对钢丝表面除锈的新型砂带磨削设备的工作原理及其机床的主要机构,并通过试验研究磨削压力、金属去除率、砂带磨损、磨削比、磨削深度、钢丝走速之间的关系,为砂带修磨线材生产线提供了合理的磨削工艺参数。     

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工表面形貌的创成机理

针对磨削加工存在表面缺陷层,重要零件需要在磨削后进行以去除表面缺陷层、降低粗糙度和波纹度等光整加工的实际,提出了砂轮约束磨粒喷射光整加工新工艺,将磨削与磨粒喷射精密光整加工一体化·阐述了表面光整加工的主要方法,研究了砂轮约束磨粒喷射精密光整加工材料去除机理和微观表面形貌的创成机理,在楔形区游离磨粒获得能量对工件进行抛磨、滑擦、微耕犁和微切削是材料去除机理的核心因素,磨料流体侧向挤出是均化和降低表面波纹度的主要因素·试验表明,该方法能明显去除磨削加工过度塑性变形、降低表面粗糙度和均化波纹度,对丰富精密光整加工工艺和理论具有重要意义,并对工业生产有实用价值·     

Ceramics Grinding Under the Condition of Constant Pressure

To meet the increasing demand on the quality and co st of precision components for the semiconductor industries, extensive studies on high efficiency and precision machining of ceramic materials have been conducted over the past several years. It is found that the effects of grinding pressure and rotational speed of spindle in the machining for the ceramic materials are v ery significant on the quality of the grinding process. In order to achieve stab le grinding conditions for improved performance, a n...     

A New Method for Dressing Fine Grain Diamond Wheels——the Soft-Elastic Dressing Method

IntroductionInrecentyears,ceramicshavebeenmuchmorewidelyusedinthefieldsofoptics,electronics,abrasion-resistancepartsandthermalresistanceparts.Ceramicsareveryhardandchemicallyinert,havehighthermalresistance,highabrasionresistanceandlowelectricalconductivity.Buttheyareratherdifficulttomachinebecauseoftheirhardnessandbrittleness.Grindingwithfinegraindiamondwheelsisanefficientmethodforpreciseandultra-precisemachiningofceramics.Beforegrinding,thefinegraindiamondwheelrequiresdressing.Thedressingpro…     

自由曲面六轴联动砂带磨削机床试验

提出了一种以汽轮机叶片为典型对象的自由曲面高效精密加工方法,建立了基于砂带磨削原理的自由曲面六坐标联动磨削与抛光系统,研究了该机的关键技术如双摆动磨头、自由曲面磨削数控编程软件和冷缺排屑系统,在此基础上利用该机对叶片表面进行了六轴联动砂带磨削抛光试验验证,为确定合理的汽轮机叶片抛光工艺参数提供了依据。     

接触轮式强力平面砂带磨削及其磨损试验研究

砂带磨损是影响加工精度、表面质量、加工效率和生产成本的重要因素之一。以往的研究只局限于普通砂带磨削的磨损，而强力砂带磨削磨损研究尚未见诸报导。本文对接触轮式强力平面砂带磨削的砂带磨损过程、砂带磨损形式、磨损机理及磨削参数对磨损的影响作了大量的实验研究。测定了此种磨削上的相对金属切除率、磨削法向力、磨削条件下砂带的金属去除机理和磨损机理，得出了一些重要结论。