高速、超高速磨削与超硬磨料砂轮及其修整的研究

论述了高速、超高速磨削的发展现状及其关键技术．介绍了国际上制备单层钎焊超硬磨料砂轮新技术，设计了一套在线闭环控制系统，以声光调QYAG激光烧蚀修整超硬磨料砂轮，并进行了试验，结果表明这是切实方便可行的有效方法．     

超高速磨削表面形貌特征的模拟研究

基于实测结果对砂轮的地貌特征进行了描述，并利用磨粒静态集合处理方法编制了超高速下工件表面形貌特征的模拟程序。最后对模拟结果进行了分析和讨论。     

单层超硬磨料蜗杆形砂轮磨削硬齿面

研究了电镀单层超硬磨料蜗杆形砂轮的成形方法及其对磨粒等高性的影响，得到了镍结合剂单层超硬磨料砂轮磨损规律及磨削比并在此基础上探讨了此种砂轮在低速磨削状态了加工硬齿面的可行性，获得了效果。     

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.     

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.     

新型点磨削砂轮磨削表面/亚表面质量研究

区别于传统外圆磨削,点磨削加工砂轮轴线与工件轴线不平行,而是存在倾斜角α.设计了一种带有粗磨区倾角θ的新型点磨削砂轮,这种砂轮具有磨除率大、磨削表面粗糙度小等优点.由于α和θ的存在,改变了砂轮-工件接触区的几何关系,磨削表面/亚表面质量也随之发生变化.采用制备的新型砂轮,磨削材料为QT700的工件,检测工件表面/亚表面的金相组织、加工硬化和残余应力.分析α,θ以及磨削参数对表面/亚表面质量的影响规律,给出获得最优表面/亚表面质量的工艺参数,可知新型点磨削砂轮能够提高工件表面/亚表面质量.     

新型点磨削砂轮磨削温度仿真实验

点磨削倾斜角α和新型砂轮粗磨区倾角θ的存在使得砂轮与工件接触区域发生变化,由线接触变为理论上的点接触,磨削区温度也随之发生变化.本文采用有限元法仿真点磨削温度,采用热电偶法测量磨削区温度,设计了五因素四水平L₁₆(4⁵)正交试验;通过极差分析,得出影响点磨削温度的主次因素为:粗磨区倾角θ>磨削深度a_○p>倾斜角α>进给速度v_○f>砂轮速度v_○s,降低磨削区温度的最优参数组合为:θ(20°),a_○p(0.01mm),α(1°),v_○f(0.6mm/min),v_○s(35m/s).最后采用单因素实验,验证仿真的正确性并且深入分析了各参数对点磨削温度的影响规律及原因.     

关于砂轮表面形貌的研究

针对砂轮表面形貌的特征,就砂轮表面形貌本身与磨削输出量之间的关系进行了具体研究,提出表征砂轮形貌的基本参数,着重分析了砂轮形貌的基本参数在磨削过程中的变化与磨削效果的关系,得出砂轮修整的方法。     

超高速磨削技术在机械制造领域中的应用

概述了超高速磨削加工的起源、发展历程和现状·总结了超高速磨削的优越性和若干特点·介绍了高效深磨、超高速精密磨削、难磨材料的超高速磨削在机械制造领域的应用和超高速磨削的绿色加工特性·高速和超高速磨削是提高磨削效率、降低工件表面粗糙度和提高零件加工质量的先进加工技术·超高速磨削能越过磨削"热沟",减少传入工件的磨削热,从而避免或减少工件表面磨削"烧伤",产生残余压应力的加工表面·超高速磨削可以对硬脆材料实现延性域磨削加工,对高塑性、高强度等难加工材料也有良好的磨削性能·     

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.     

Optimization Design of the Grinding Wheel Topography for High Efficiency Grinding

On the basis of the measurement of grains distribution on the grinding wheel surface, many experiential models of the grinding wheel topography were set up. But it is pity that few of them yield practical and valuable achievement as yet. The essential reason is that the common foundation of all these models was based on the actual measurement of specific wheel topography. So it didn‘t have universal applicability. Considering that the absolute irregular distribution of grains is not the requirement of the g...     

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.     

砂轮约束磨粒喷射加工表面残余应力及摩擦特性

针对磨削后工件表面出现缺陷问题,提出砂轮约束磨粒喷射光整加工方法(AJF).试验在M7120平面磨床上完成,加工试样为Sa=0.6μm左右的45钢.工件表面残余应力用TW3040-60 X射线衍射仪测量;利用MG-2000型销盘式摩擦磨损试验机研究表面形貌对摩擦系数和磨损性能的影响.试验结果表明:随着加工时间的增加,磨削表面的残余拉应力逐渐变成压应力,加工时间对残余应力有显著影响.Sa值由0.626μm下降到0.2μm左右.光整加工后表面摩擦系数和磨损量与磨削加工表面相比明显降低,表面硬度随加工时间的延长逐渐提高,这与工件表面残余应力的变化一致.     

超高速纳米陶瓷结合剂CBN砂轮制备与实验

将纳米复合材料技术应用于超高速陶瓷结合剂CBN砂轮试验研究,制备出力学性能和热学性能有明显改观的纳米陶瓷结合剂.与普通陶瓷CBN砂轮结合剂的实验结果相比,纳米陶瓷结合剂在耐火度、线膨胀系数、浸润性以及抗折强度上都有着显著优势,其砂轮贴片样条抗折强度达到了8823MPa,耐火度约为795℃.以此制备出的超高速纳米陶瓷结合剂CBN砂轮,不但安全性高,而且在对不锈钢、钛合金、高速钢几种难磨金属的干磨实验测试中也表现出了良好磨削性能.     

点磨削纹理特征及对表面粗糙度评定参数的影响

快速点磨削主要用于轴类零件表面的加工,但由于砂轮存在点磨削变量角度,加工表面纹理特征不同于常规外圆磨削.通过点磨削几何学分析,建立了点磨削纹理方向计算模型,分析了点磨削纹理特征及影响因素.根据外圆磨削试验加工工件表面的实际测量数值与点磨削纹理特征的模拟结果,分析了纹理方向对表面粗糙度评定参数及摩擦学特性的影响.结果表明...     

钠钙玻璃微磨削表面粗糙度与表面形貌

针对钠钙玻璃材料进行了一系列的微磨削实验研究,主要探讨了不同磨削因素对工件加工表面粗糙度和三维表面形貌的影响.根据微磨削加工的特点,在不同的加工条件下,分别用200#和500#两种磨粒微磨棒对钠钙玻璃材料进行三因素五水平正交试验.通过分析加工后表面粗糙度和表面形貌的变化规律,找出影响加工质量的主要因素.研究结果表明:主轴转速与进给速度是影响表面粗糙度和三维表面形貌的主要因素,磨削深度对其影响不大,为今后提高微磨削加工的表面质量以及微磨削领域的深入研究提供了参考.     

外圆磨削表面轮廓的分形行为研究

运用实验方法研究了外圆磨削表面的分形特征,实验结果表明,随表面粗糙度评定参数Ｒａ呈单调递减关系;随加工工件的转速呈单调递减关系;分形维数随磨削深度呈单调递减关系．     

砂带磨削工艺参数的优化研究

选定了砂带磨削参数中的设计变量,确定目标函数,建立了约束条件和数学模型,将砂带磨削参数的优化设计转化成一个三维非线性优化问题,可以针对具体砂带磨削的工艺参数进行优化,对于提高生产率.降低生产成本具有一定的借鉴意义.