合金化改善多孔砂轮磨削性能的研究

通过对不含合金元素Co和添加3%Co的两种孔隙率高达38%的多孔金刚石砂轮进行磨削实验,测定它们在不同磨削条件下的磨削力,并观察磨削后砂轮的表面形貌,综合两砂轮的磨削力、力比Fz/Fx、比磨削能的大小、磨削一定体积材料后比磨削能的增量大小,以及磨削后两砂轮的表面形貌特征等实验结果,对两种砂轮的磨削性能进行分析评价.结果表明,在相同的磨削条件下,添加3%Co的砂轮Ⅱ的磨削力、力比Fz/Fx以及比磨削能均小于不含合金元素Co的砂轮Ⅰ,磨除同样体积的花岗石材料后两砂轮的比磨削能的增加量都不大,并且砂轮Ⅱ的比磨削能的增加量始终小于砂轮Ⅰ的比磨削能的增加量.两种砂轮磨削一定体积的花岗石后,在砂轮Ⅰ表面有较多的金刚石脱落坑,同时胎体出现较深的磨痕.     

工程陶瓷高效深磨磨削力和损伤的研究

采用树脂结合剂金刚石砂轮,对氧化铝和氧化锆等2种工程陶瓷进行高效深磨磨削加工.测量了磨削力,并对磨削表面形貌和亚表面损伤进行了观测.揭示了这2种工程陶瓷的高效深磨材料去除机理,氧化铝陶瓷主要为脆性去除,而氧化锆则是局部的横向裂纹和塑性去除.提出了磨粒的平均磨削力公式,讨论了磨粒的平均法向磨削力对陶瓷材料去除机理和磨削损伤的影响.     

超音速火焰喷涂WC-Co涂层超高速磨削试验研究

为了解决超音速火焰喷涂WC涂层硬度高难以加工的问题,进行了超音速火焰喷涂WC涂层的超高速磨削试验,测量了不同磨削条件下的磨削力、表面粗糙度,观察了不同磨削条件下工件的表面微观形貌.结果表明,随着砂轮线速度的大幅度提高,即在高速超高速磨削条件下,涂层的磨削力、表面粗糙度都能得到明显的降低;同时涂层材料的去除方式更多的以塑性去除为主.总之在超高速磨削条件下,涂层工件的表面质量和磨削加工效率和砂轮的使用寿命都有明显提高。     

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。     

难加工材料成形磨削烧伤研究

采用金相分析法，分析齿轮烧伤试件的表面温度分布状态，结合成形磨削齿条的模拟试验，研究成形磨削烧伤形成机理及影响因素，提出了避免成形磨削烧伤的工艺措施。研制出新的结构砂轮，应用结果表明，ＣＢＮ（立方氮化硼）断续内冷却缓磨工艺在难加工材料高效高精度成形磨削中具有广阔的应用前景。     

结构陶瓷的磨削温度

分析了金刚石砂轮磨削结构陶瓷时磨削热传入工件的比例，研制出一种人工热电偶表面温度传感器，并通过ＺｒＯ２，Ｓｉ３Ｎ４及Ａｌ２Ｏ３陶瓷的对比和正交磨削试验，研究了磨削及砂轮结合剂对磨削温度的影响。     

ZrO2和SiC陶瓷的表面磨削温度

采用金刚石磨粒砂轮对结构陶瓷材料进行磨削加工过程中产生的磨削热是影响被磨工件表面质量的重要因素,陶瓷材料在机械物理性能上的差异,以及磨削参数的选择,均对工件表面的表面磨削温度产生重要影响,本文对SiC和ZrO2陶瓷材料的表面磨削温度进行了测量,通过实验得到了这两种材料表面磨削温度随磨削参数的变化规律,并对影响磨削温度的因素进行了分析,。     

结构陶瓷的磨削温度

分析了金刚石砂轮磨削结构陶瓷时磨削热传入工件的比例．研制出一种人工热电偶表面温度传感器，并通过ＺｒＯ２，Ｓｉ３Ｎ４及Ａｌ２Ｏ３陶瓷的对比和正交磨削试验，研究了磨削用量及砂轮结合剂对磨削温度的影响     

陶瓷磨削中金刚石砂轮磨损形式及其生成原因

设计并进行了模拟金属结合剂金刚石砂轮磨削陶瓷的试验．在扫描电镜下，对金刚石砂轮块磨损形貌进行直接观察研究，揭示砂轮磨损形式．利用摩擦学系统分析方法，对磨削系统中的关键要素，如金刚石砂轮、陶瓷工件、空气介质及冷却液等对金刚石砂轮磨损的影响进行了探讨，研究了金刚石砂轮磨损的生成原因     

陶瓷磨削的表面/亚表面损伤

磨削是目前工程陶瓷的主要加工方法，本文主要对国内外在陶瓷磨削后工件表面／亚表面损伤（主要是微裂纹和表面残余应力）方面所作的研究成果进行了总结、分析和讨论，提出了一些有待研究的问题及其研究思路。同时就作者所承担项目“纳米结构材料精密磨削及其预报”研究中的临界砂轮磨粒切深（dc)和被磨工件临界损伤深度Cr(临界中位裂纹长度）的预测模型进行了分析，并建立了临界砂轮磨粒切深（dc)理论模型。     

Experimental Studies on Ultrasonic Vibration Grinding of the Workpiece Made from Fine-crystalline Zirconia Ceramics

The performances of fme-crystalline zirconia ceramics in workpiece ultrasonic vibration grinding （WUVG） and conventional grinding （CG） with diamond wheel were researched. The effects of WUVG and CG on material removal rate, grinding forces, surface roughness and microstructure of zirconia ceramic were investigated. Experimental results indicated that： （1） The material removal rate （MRR） in ultrasonic grinding process is two times as large as that of in conventional grinding. The material removal rate increases with increasing grinding depth in both ultrasonic grinding and conventional grinding. （2） The ultrasonic vibration grinding force is lower than that of conventional grinding force, and the increase of the worktable speed leads to a decrease of the grinding force, while the grinding force increases with larger grinding depth in both WUVG and CG. （3） The surface of ultrasonic vibration grinding has no spur and build-up edge and its surface roughness is smaller than that of CG significantly. Surface quality of WUVG is superior to that of conventional grinding, it is easy for ultrasonic vibration grinding that material removal mechanism is ductile grinding.     

钎焊金刚石砂轮磨削AA4032铝合金试验

通过磨削试验,研究钎焊金刚石砂轮磨削4032铝合金(AA4032)在不同磨削参数时的磨削特性.结果表明:磨削力和磨削表面粗糙度都随着磨削深度和工件进给速度的增加而增大,随着砂轮线速度的增加而减小;法向磨削力与切向磨削力有良好的线性关系,其力比为2.6;AA4032主要以塑性方式去除,其被加工表面由光滑区、划痕、磨屑粘附、白色析出颗粒及孔组成,表面质量随磨削速度增大而明显提高;磨削比能随单颗磨粒切削厚度(h_c,max)增大而减小,在相同h_c,max下,高速磨削有利于降低磨削能耗.     

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.     

45#钢CBN砂轮高速磨削(120m/s)工艺研究

在高速磨削工艺实验基础上,分析了砂轮线速度、切削深度、工件速度等工艺参数对磨削力、工件表面粗糙度、比金属切除率的影响.揭示了在高速磨削中,磨削力随砂轮线速度提高而减小,随切削深度、工件速度加大而加大,以及表面粗糙度随砂轮线速度提高而下降,随切削深度加大而增加的变化规律.这些规律为45#钢的高速磨削提供了一系列实用的工艺参数.     

几种工程陶瓷的延性域磨削

在几种磨削条件下,采用不同粒度金刚石石砂轮对工程陶瓷材料进行了延性域磨削,着重研究了磨粒尺寸和各磨削参数对陶瓷材料磨削过程中脆性／延性转换的和各磨削转换的影响,并用微粉金刚石砂轮（Ｗ２．５）进行ＺｒＯ２、Ｓｉａｌｏｎ和Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的超精密磨削,获得表面粗糙度Ｒａ３,４,８ｎｍ的超光滑镜面最后采用ＳＴＭ对上述精密镜面的形貌和细节进行了观测,为解释延性域磨削的表面形成机理提出了依据。     

聚晶金刚石复合片非脆性去除磨削机理研究

聚晶金刚石(polycrystalline diamond,PCD)的磨削是PCD刀具制造中的关键环节,磨削参数的变化影响PCD的去除方式,进而决定刀具的切削性能.通过扫描电镜观察分析腐蚀后的PCD磨削表面微观形貌,研究了金刚石砂轮磨削PCD中的刻划作用、滑擦作用和热化学反应等非脆性去除机理,及其与磨削参数的关系.结果表明:刻划作用仅在砂轮磨粒较锋利时产生作用,多存在于湿磨初期;砂轮磨钝后,滑擦作用和热化学反应是PCD的主要去除方式,且滑擦作用与热化学反应同时发生.通过设计一组特殊磨削试验,间接证明了磨削后的PCD表面存在由热化学反应产生的软化层.     

氮化硅陶瓷的ELID高速磨削工艺试验研究

在采用封闭式阴极装置实现高速ELID磨削的基础上,对氮化硅陶瓷的ELID高速磨削工艺机理进行了研究.通过与非ELID高速磨削工艺的对比,揭示了氮化硅陶瓷ELID高速磨削的工艺机理,并给出了其表面粗糙度、磨削力与工艺参数之间的变化规律.这些规律表明:ELID高速磨削工艺能大大地减小氮化硅陶瓷的表面粗糙度值及磨削力,获得较好的表面质量.此外,砂轮线速度和磨削深度对其表面粗糙度值没有显著影响,且变化没有明显规律;而工件速度对表面粗糙度值存在一定的影响,表面粗糙度值随着工件进给速度的提高而增加,即表面加工质量有下降的趋势;ELID高速磨削工艺中的各类磨削参数均对氮化硅陶瓷的磨削力产生重大影响:磨削深度增加或工件速度的加快,都使磨削力变大;砂轮线速度的增加则导致磨削力下降.     

混合轴承陶瓷球的锥形研磨加工工艺

采用锥形研磨法加工热等静压氮化硅(HIPSN)陶瓷球,分析了研磨压力、研磨转速以及研磨剂添加周期等研磨工艺参数与研磨效率的关系,研究如何提高金刚石研磨剂的利用率,降低研磨加工成本·研究表明,为了提高研磨效率、降低研磨成本,合理、稳定的研磨工艺应确定为:单球研磨压力6～8N;研磨转速450～800r/min;研磨剂的一次添加时间是60min左右·按照总结出的研磨工艺进行HIPSN陶瓷球的研磨加工,成品陶瓷球的表面粗糙度在0 01～0 02μm,球形误差在0 09～0 18μm范围内,完全满足使用要求·