Grinding Characteristics Of Directionally Aligned SiC Whisker Wheel-Comparison With Al2O3 Fiber Wheel

A unique SiC whisker wheel was invented,in which the whiskers were aligned normally to the grinding wheel surface.In this paper,grindabilities of the SiC whisker wheel are investigated and compared with those of other wheels of SiC grains,Al2O3 grains,as well as Al2O3 long and short fibres which were also aligned normally to the grinding wheel surface,respectively.The main research contents concern grinding characteristics of a directionally aligned SiC whisker wheel such as material-removal volume,wheel-wear rates,integrity of the ground surfaces,grinding ratios and grinding efficiency.Furthermore,grinding wheels of whiskers and fibres have a common disadvantage:they tend to load easily.The authors have proposed a simple method of loading-free grinding to overcome this propensity and investigate some related grinding characteristics under loading-free grinding conditions.     

Development of Diamond-like Carbon Fibre Wheel

Introduction Diamond likecarbon(DLC)coatingshavebeen increasinglyappliedtomechanicalcomponentsandpartsduetotheirveryattractivemechanical,chemical, physical,electricalandopticalpropertiessuchashighdegreeofhardness,extremelylowfrictionalcoefficient, highwear resistance,highthermalconductivity,highmodulus,chemicalinertnessandlowdeposition temperature[1].AsshowninFig.1,DLCismadeofcarbon andhydrogenanditsstructureisamorphousorquasi amorphous,whereasdiamondandgraphitearemadeof carbonbuttheirstru…     

金刚石滚轮修整机理

金刚石滚轮修整,是修整砂轮中的一项新技术.在我国,它的应用范围正在逐步扩大.本文分析了金刚石滚轮修整的机理,导出了砂轮表面理论粗糙度的公式,可用以指导生产实践.本文用国产金刚石滚轮,试验了修整参数、砂轮硬度和粒度对工件表面轮廓平均算术偏差的影响,提供的数据,可供用户参考.     

中速中负荷(50 m/s,100～250kgf)修磨砂轮磨损特性的初步探讨

磨削砂轮的制造者和使用者都很关心金属修磨砂轮磨损问题,本文在实验室以不同的砂轮、不同的磨削压力及钢种初步的研究了砂轮的磨损机理,从试验研究得知:棕刚玉磨料的砂轮主要是破碎磨损,应采用高韧性的锆刚玉磨料;磨料表面有微细剥蚀及金属粘附,可采用微晶刚玉或烧结刚玉来减少微细剥蚀;砂轮表层磨粒脱落由于磨粒表面与结合剂开裂或结合剂在磨削温度作用下结合强度不足而引起,可采用磨料表面处理,磨料及结合剂热膨胀系数相等及研制高强结合剂以提高高温下的结合强度,通过上述措施可以提高现有砂轮磨削比。     

基于声发射监测的砂轮磨损实验

难加工材料的高硬度和高耐磨性使得磨削加工过程中砂轮的损耗变快,目前主要依靠经验判断砂轮的修整和更换周期,很有可能导致修整不及时的情况发生.本文用声发射信号和磨削力信号共同精确监测砂轮磨损状态,通过分析不同磨损状态的砂轮磨削时对应的声发射信号的特征参数以及磨削力和磨削力比的变化情况,综合判断了实验过程中砂轮的磨损状态.结果表明:声发射信号特征参数都与砂轮磨损状态有一定相关性,且磨削力比与砂轮磨损程度的相关性最大,证明了声发射监测技术在砂轮修整中的有效性,为实际生产加工提供了理论指导.     

金刚石砂轮表面二维形貌全场测量和分析

为了实现金刚石砂轮表面二维形貌的全场测量,有效评价砂轮形貌对磨削力、磨削深度、功率消耗、磨削温度、加工精度的影响,提出基于机器视觉的测量方法;结合CCD感光元件和自动砂轮驱动回转技术实现砂轮形貌的非接触全场测量.根据测量对象尺寸和测量特征量优化选取单次采样面积,通过不重叠拼接实现全场成像;对图像进行处理,提取特征磨粒,分析金刚石砂轮表面形貌的二维关键指标.采用搭建的系统对钎焊金刚石砂轮进行测量实验研究,提取磨粒总数为1 518颗,磨粒分布密度为0.5 颗·mm^-2,磨粒平均面积为0.404 mm²,磨粒平均粒径为0.359 mm.实验结果表明:文中方法可实现对钎焊金刚石砂轮表面形貌的非接触全场测量,并提供砂轮表面磨粒数、粒径及位置等关键参数.     

细粒度金刚石砂轮表面磨粒识别研究

准确地评价砂轮表面形貌对磨削机理研究、磨削过程优化、磨削过程的建模与仿真等具有重要意义,而准确的磨粒识别是砂轮形貌测量和评价的关键. 对超精密磨削所用细粒度金刚石砂轮磨粒粒径的分布特点和砂轮表面上磨粒的轮廓波长进行了分析. 从采样间隔和取样面积的角度对金刚石砂轮表面三维形貌测量仪器的选择进行了探讨. 应用数字滤波消除砂轮表面三维数字信息中的高频分量,然后提取金刚石磨粒的几何特征,提出了依据磨粒轮廓频率特征、磨粒间距和磨粒曲率半径识别金刚石磨粒的方法. 采用基于扫描白光干涉原理的三维表面轮廓仪?3000金刚石砂轮表面形貌进行了测量,对砂轮表面中包含的金刚石磨粒进行了识别,实验结果证明所提出的磨粒识别方法合理有效.     

SiC晶须的分散与涂覆工艺的研究

以水、乙醇、异丙醇、正丁醇为分散介质 ,聚乙二醇、尿素、BRIJ35为分散剂 ,研究了SiC晶须 (SiCw)的有效分散 ;用Al2 (SO4) 3水解成Al(OH) 3溶胶 ,尝试在SiCw表面涂覆Al2 O3,以提高SiCw ZTA烧结体的致密度     

Al2O3—C制品中SiCW的形成及其对机械性能的影响

通过实验研究了加入特殊硅，膨胀石墨对Ａｌ２Ｏ３－Ｃ质耐火材料中ＳｉＣ晶须形成的影响。测定了其常温耐压和高温抗折强度。结果表明，加入特殊硅及膨胀石墨可使ＳｉＣ晶须发育得更好，并且通过正交设计计算出了添加剂的最佳用量为：１．５％特殊硅和０．５％膨胀石墨。     

氧化铝陶瓷磨削金刚石砂轮磨损的声发射监测

阐述了声发射监测工程陶瓷磨削的研究进展,发现目前对金刚石砂轮磨损监测研究基本上是选取声发射信号均方根(即有效值)进行分析,且金刚石砂轮磨损状态的声发射监测准确率不高.为提高金刚石砂轮磨损状态的声发射监测准确率,设计了氧化铝陶瓷磨削声发射实验,并采用支持向量机建立金刚石砂轮磨损状态的分类模型.分析发现氧化铝陶瓷精密磨削中声发射信号最强频谱能量在30~40kHz频段.金刚石砂轮轻度磨损、严重磨损钝化和修锐之后的磨削声发射信号频谱有明显不同;而且磨削声发射信号小波分解系数的方差值能够很好地反映金刚石砂轮磨损状态.结果表明采用磨削声发射信号的小波分解系数方差作为支持向量机判别金刚石砂轮磨损状态的输入特征,金刚石砂轮磨损状态分类测试的准确率达100%.     

单向碳纤维增强陶瓷基复合材料磨削表面质量研究

为考察单向碳纤维增强陶瓷基复合材料(C_f/SiC)的磨削表面质量,使用树脂结合剂金刚石砂轮完成正交试验研究.通过极差分析获得砂轮线速度v_s、磨削深度a_p和进给速度v_w对表面质量影响的主次顺序.正交试验结果表明:磨削深度对磨削表面粗糙度影响最大;随着磨削深度a_p的增大,表面粗糙度显著增大;随着砂轮线速度v_s的增大,表面粗糙度不断减小;随着进给速度v_w的增大,表面粗糙度增大.最终根据试验结果及表面微观形貌对单向碳纤维增强陶瓷基复合材料的磨削机理进行深入的分析,对单向C_f/SiC磨削加工理论的机理揭示具有指导意义.     

CBN砂轮加工高速钢刀具磨削性能实验研究

随着超硬含铝高速钢及其他难加工材料在工具行业的不断应用,对刀具的磨削加工提出了更高的要求.CBN砂轮具有热稳定性好,化学惰性强,耐磨性好,磨削效率高,加工表面质量高,无烧伤和裂纹等特点,因此,运用CBN砂轮进行超硬含铝高速钢磨削加工将获得极优的表面质量和加工效率.     

圆锥砂轮精磨渐开线圆柱螺旋面时的安装原理

本文运用数学方法,严格证明了圆锥面包络的圆柱螺旋而成为可展曲面(即渐开线圆柱螺旋面)时圆锥面应该具备的安装条件,进而提出用圆锥面砂轮精磨渐开线圆柱螺旋面的三种工艺方式(水平式安装、倾斜式安装、垂直式安装)及安装参数的计算方法。     

新型点磨削砂轮磨削参数对表面质量的影响

提出一种带有粗磨区倾角θ的陶瓷结合剂CBN点磨削砂轮,研究了新型砂轮设计与制备的原理;这种新型砂轮具有磨除率大、加工精度好等优点.分别用不同θ角的砂轮在一系列磨削参数条件下磨削QT700材料的阶梯轴,用超景深显微系统和三维轮廓仪观测工件的表面质量,测量出表面粗糙度,得出偏转角α、磨削深度ap、工件轴向进给速度vf和砂轮速度vs等不同磨削参数对表面粗糙度的影响规律,并且比较了在同一组磨削参数下,3种不同θ角砂轮对表面粗糙度的影响情况.     

纳米ZrO2增韧Al2O3复合陶瓷的超声磨削性能

采用树脂结合剂的金刚石砂轮,对纳米氧化锆增韧氧化铝复合陶瓷(纳米ZTA陶瓷)与普通纯Al2O3陶瓷进行了超声磨削对比试验,对磨削加工表面显微形貌进行了SEM观察,探讨了该材料超声磨削加工机理及主要磨削参数对磨削力的影响。研究结果表明:对纳米ZTA陶瓷采用超声振动磨削可以获得较高的表面质量和加工效率,因而是比较理想的加工方式。     

强磁场陶瓷结合剂CBN砂轮制备及磨削性能

针对陶瓷结合剂CBN砂轮磨粒取向随机,砂轮强度低的问题,将强磁场引入砂轮制备工艺.制备过程中添加了镀镍CBN磨粒,研究发现,适当磁场强度可以实现镀镍CBN磨粒的偏转;另外,适宜的磁场强度有利于提高陶瓷CBN复合材料的强度,当磁感应强度为6 T时,陶瓷CBN复合材料的抗折强度最高,强度值达到79.5MPa.通过开展磨削试验,证实了强磁场陶瓷结合剂CBN砂轮在磨削钛合金TC4时,其磨削比能略低于普通陶瓷结合剂CBN砂轮的比能,此项研究对提高陶瓷结合剂CBN砂轮性能以及探索新的制备工艺均有现实意义.     

SiC晶须补强ZTA（Y）陶瓷基复合材料的研究

本文将高强、高模量的ＳｉＣ晶须引入以Ｙ２Ｏ３稳定的ＺｒＯ２（ｔ）相变增韧Ａｌ２Ｏ３基陶瓷材料［即ＺＴＡ（Ｙ）］中．研究了不同晶须含量对复合材料的抗弯强度和断裂韧性的影响．实验结果表明，ＳｉＣ晶须能明显提高ＺＴＡ（Ｙ）陶瓷基复合材料的强度和韧性，体积含量为２０％的ＳｉＣ晶须的复合材料性能可达：σｂｂ＝８３０ＭＰａ，Ｋｉｃ＝９．８ＭＰａｍ１／２．通过与ＳｉＣｗ／Ａｌ２Ｏ３复合材料系统的比较分析，认为ＳｉＣｗ／ＺＴＡ（Ｙ）复合材料中，由于热膨胀系数差异所产生的基体中的张应力可由诱导ＺｒＯ２（ｔ）的马氏体相变来缓解，其中存在着相变增韧和晶顺补强的双重强韧化机制     

用立方氮化硼砂轮磨削超硬高速钢

用刚玉砂轮磨削超硬高速钢,困难重重;而用立方氮化硼砂轮,则能顺利地进行磨削。与刚玉砂轮相比,立方氮化硼砂轮磨削超硬高速钢时,磨削力、磨削温度均较小,并能改善磨削条件,但表面粗糙度略高,这可从立方氮化硼磨料的优异性能予以解释。实验证实,用立方氮化硼砂轮磨削超硬高速钢是适宜的。     

砂轮平衡精度对工件表面粗糙度影响的研究

对砂轮平衡精度与磨削加工工件表面粗糙度之间关系作了研究 ,通过理论与实验 ,给出了砂轮不平衡量与工件表面粗糙度关系式。为砂轮在线液体平衡的方法减小砂轮表面粗糙值提供了理论与实践依据     

真空条件下钎焊单层金刚石砂轮的研究

单层高温钎焊超硬磨料砂轮具有电镀砂轮无法比拟的优异磨削性能。在真空条件下用Ni-Cr合金做钎料进行了钎焊单层金刚石砂轮的实验研究,实现了金刚石与钢基体间牢固的化学冶金结合。扫描电镜X射线能谱,结合X射线衍射结构分析发现,在金刚石界面上有Cr的碳化物Cr3C2和Cr7C3存在,而钢基体结合界面上则生成有(FexCry)C,这应是金刚石与钢基体之间具有较高结合强度的主要原因,通过磨削实验验证了金刚石确实有很高的把持强度。