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.     

高效磨削用热管砂轮传热性能试验研究

针对高强韧性难加工材料因磨削高温导致加工效率低、工件表面易出现热损伤的问题,提出了利用热管技术提高砂轮自身传热能力以增强对磨削弧区的换热效果,进而实现降低磨削温度的新方法.在此基础上,基于热管砂轮的结构与传热原理,设计并建立了一套用于测试热管砂轮传热性能的试验装置和方法,分析了砂轮速度、工质属性、热端热流输入强度、冷端散热条件和液膜厚度各因素对热管砂轮传热能力以及传热启动特性的影响规律.试验结果表明,热管砂轮能够显著增强对磨削弧区的换热效果,此外,该装置和方法可准确评估各因素对热管砂轮传热性能的影响,且适于预测热管砂轮的传热能力.     

TC4钛合金超高速磨削工艺试验研究

采用树脂结合剂金刚石砂轮和陶瓷结合剂CBN砂轮,对TC4钛合金进行了超高速磨削工艺试验,对磨削后砂轮及工件表面形貌进行了观测.研究了砂轮线速度、工作台速度、磨削深度等磨削参数对磨削力、表面粗糙度等的影响情况.结果表明,TC4钛合金在超高速磨削条件下的加工效率和表面品质获得了明显提高.     

钨合金精密磨削砂轮磨损及对表面质量的影响机制

为了满足钨合金零件的高精度和高完整性表面加工需求,实现钨合金磨削质量的控制和加工工艺的优化,通过分析砂轮磨粒种类和结合剂类型对砂轮磨损形式的关系,明确了超硬磨料砂轮在钨合金磨削加工中的优势.研究了磨粒粒度和磨削参数对钨合金磨削加工质量的影响规律,为制定合理的磨削工艺提供依据.通过磨削试验获得钨合金高精度和高完整性表面磨削加工工艺.研究结果表明,钨合金磨削过程中砂轮易磨损,超硬磨料砂轮更适合钨合金的磨削加工.金属结合剂金刚石砂轮在钨合金磨削加工的表面质量和加工精度方面表现出优越性.通过改进磨削参数,钨合金精密磨削后表面粗糙度可达18.9 nm,实现了镜面磨削效果.     

基于曲率的自适应曲面数控磨削

利用等包络迹高度控制砂轮行走路径,实现了曲面的自适应数控成型磨削,以提高曲面的磨削效率.首先,根据曲面曲率建立自适应数控成型磨削的数控模式,然后,在比较等间距行走的数控磨削方式的基础上分析曲面曲率不同的成型磨削特征,最后,进行数控成型磨削试验和检测加工曲面的成形误差,验证该自适应数控成型磨削方法的有效性.分析结果表明,利用移动磨削点的包络成型磨削可以减小砂轮磨损对加工精度的影响.此外,等包络迹高度行走的数控磨削可以根据曲面曲率调节行走路经的间距,实现自适应磨削加工,提高曲面的加工效率,而且在加工曲率较大且提高加工精度时可以较大幅度地减少砂轮行走步数.试验结果表明,当等包络迹高度小至1μm时可以形成光顺的加工曲面,在100mm×40mm范围内形状误差PV值可以达到0.285mm.     

基于多传感器融合的磨削砂轮钝化的智能监测

利用多传感器信息融合技术 ,通过模糊分类的方法对不同的磨削条件进行模糊化处理 ,构建了砂轮钝化监测多传感器融合系统结构 ;应用BP神经网络将磨削过程中声发射、磨削力和功率传感器信号合理融合 ,提出了自适应变学习率策略 ,将其神经网络输出的信号特征值作为表征砂轮钝化状态识别的判据 ,进行了砂轮钝化监测实验·结果表明 ,使用多传感器信息融合方法比使用单一传感器方法识别率高 ,监测效果好 ,并可实现智能监控和及时修整砂轮     

基于智能系统磨削力测量的方法研究

随着先进制造技术的发展,智能制造在高端精密制造领域得到了广泛的应用,磨削加工相对其他类型加工,加工精度要求高,而且是机械加工的最后一道工序,对产品的精度和表面粗糙度有着重要的影响。通过消空程智能系统,利用霍尔传感器对轴承内圈精磨沟道加工过程中的功率信号和位移信号进行在线检测,然后对采集到的各种信号进行分析处理,实现间接测量砂轮与工件之间的磨削力,有效地在线监测磨砂轮状态和磨削质量,减少磨削加工过程中的空程,避免磨削过程中砂轮磨损过快产生钝化,对改善产品表面质量和生产效率有着重要的意义。     

微砂轮电化学放电修整技术

基于电化学放电加工的电极损耗原理,提出一种新的微砂轮修整工艺——电化学放电修整方法.阐述了其修整原理,同时,通过对比修整前后微砂轮的表面形貌、磨削力和工件表面质量来评估修整效果,通过微磨削试验来分析加工工艺参数对修整效果的影响.结果表明:修整后,微砂轮的磨削力和工件表面粗糙度显著降低;使用32V电源电压、质量浓度为300g/L的NaOH溶液修整后,微砂轮的法向磨削力和工件表面粗糙度最低.通过电化学放电修整可以显著改善微砂轮的磨削状态,提高加工效率和工件表面质量,延长微砂轮使用寿命.     

砂轮和冷却液对不锈钢磨削温度的影响

本文对磨削区温度的测量原理及方法进行了简明扼要的介绍.通过采用半人工热电偶测温方法,对4Cr13不锈钢材料磨削加工时砂轮和冷却液对磨削区温度的影响进行了试验研究,证明合理地选用砂轮和冷却液能明显地降低磨削区温度,从而提高磨削加工表面质量。     

ZA型蜗杆成形磨削技术研究

针对阿基米德蜗杆(ZA型蜗杆)磨削加工的要求,建立了阿基米德蜗杆磨削加工的数学模型,根据CNC砂轮修整器的成形原理,推导了磨削用砂轮截形的计算方法,利用MATLAB计算得到砂轮回转面的截形,在带有CNC砂轮修整器的数控螺纹磨床上实现了蜗杆的磨削试验。试验证明,该方法稳定提升了蜗杆的磨削精度,而且操作简单。     

Mirror SUrface Grinding of Steel Bonded Carbides

The steel bonded carbide, a composite material, is very difficult to be machined to a fine finish mirror surface. In this paper, an electrolytic in-process dressing (ELID) grinding with metallic bond super-hard abrasive wheel was developed for grinding steel bonded carbide GT35. Factors affecting ELID grinding performance were analyzed by an atomic force microscope (AFM). Based on the analysis of AFM topography of the fine ground mirror surface of the steel bonded carbide, a schematic diagram of the mechanism of micro-removal of the ground surface was described. The AFM topography also shows that the hard brittle carbide particles, on the surface of steel bonded carbide, were machined out by ductile cutting. Since the grinding cracks in the ground surface are due to temperature gradient, temperature distribution in the grinding area was analyzed by finite element method (FEM). Experimental results indicate that a good mirror surface with Ra<0.02pm can be obtained by the developed ELID grinding system.     

ELID超精密镜面磨削砂轮磨损规律的研究

分析了在线电解修整（ＥＬＩＤ）超精密镜面磨削中砂轮的磨损规律，给出了砂轮径向磨损速率和体积磨损速率的估算公式，并进行了实验验证。     

电解修整精密镜面磨削工件表面形态及切屑形成理论解析

研究了硬脆材料与电解修整磨削（ＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃＩｎＰｒｏｃｅｓＧｒｉｎｄｉｎｇ,ＥＬＩＤ）超精密镜面磨削过程中的诸多现象,特别是对工件表面微观形态进行了研究,研究结果表明超精密镜面的微刃磨削在工件表面形成的磨痕不同于普通磨削,即工件表面材料是经过微细磨料的数次碾压、剪切、位错、滑移造成表面材料质量团累积塑性损伤,脱离材料表面层而形成切屑的．建立了微细切屑的塑性损伤形成力学模型,并进行了解析,结论适用于硬脆材料的韧性（Ｄｕｃｔｉｌｅ）超精密磨削条件及研磨、抛光工艺过程．     

TiC系钢结硬质合金镜面微浮凸磨削机理的研究

采用传统的工艺方式加工ＴｉＣ系钢结硬质合金表面难度大,表面质量不理想．采用ＥＬＩＤ磨削技术,可以用ＣＢＮ微粉磨料的铸铁基砂轮对各类钢结硬质合金进行精密、超精密镜面磨削．文中对不同加工方式加工的ＴｉＣ系钢结硬质合金表面质量状态及ＴｉＣ颗粒微浮凸形成机理进行了研究．ＥＬＩＤ技术除了可以提高加工精度外,还可以提高表面质量以及工件的可靠性和材料的使用性能．     

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.     

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。     

渐开线内齿轮成型磨削砂轮修整方法

成形法磨齿的关键因素是成型砂轮的修整.本文介绍了一种渐开线内齿轮成型磨削的砂轮修整方法.根据渐开线的形成原理,采用金刚轮作为修整工具,用数字控制方式完成修整运动.通过数控程序可实现对不同齿数和模数的任意参数渐开线齿形的修整.     

渐开线廓形砂轮数控修整实验系统的开发

针对当前数控技术实验项目较少的问题,在现有的数控成形磨齿机上开发了成形砂轮数控修整实验系统。成形法磨齿的关键是解决好渐开线廓形砂轮的修整问题。根据渐开线形成原理,研究了等误差直线逼近渐开线的算法。利用VC++6.0编制了渐开线廓形砂轮数控修整程序,并进行了砂轮修整试验。试验结果表明所提出的算法是有效的,开发的程序可行,界面友好。该实验的完成为进一步开发数控成形磨齿系统奠定了基础。     

金刚石滚轮修整对磨削温度和烧伤的影响

应用金刚石滚轮成形修整砂轮,在大量生产中显示了极大的优越性。但使用不当,易使工件发生磨削烧伤,影响零件的使用寿命。本文分析研究了金刚石滚轮修整参数和砂轮特性对磨削烧伤的影响,并对合理使用国产金刚石滚轮提出了建议,可供机械制造厂和砂轮厂参考。