金刚石砂轮的雾气中放电修整技术

提出基于电火花加工原理的雾气中放电在线修整金刚石砂轮方法.利用电火花成形机床进行雾气中电火花修锐青铜结合剂金刚石砂轮的实验,研究了修整过程中的不同放电参数对修整效率的影响.用VH-800三维数字显微镜观察电火花修锐前后金刚石砂轮表面的微观形貌,考察了砂轮修锐前后表面峰点高度分布的变化,比较了不同放电参数作用下不同的修锐效果.实验证明,雾气中电火花放电技术应用于金刚石砂轮的修锐是可行的,雾气中放电对金属结合剂金刚石砂轮进行修锐时存在一个合适的修锐参数范围,在该范围内修锐可以获得较好的效果.     

金刚石砂轮的激光修整技术

利用CO2连续激光器进行了激光修锐树脂结合剂和黄铜结合剂金刚石砂轮的试验，在VH-800三维数字显微镜观察激光作用前后金刚石砂轮表面的微观形貌，对激光作用下砂轮表面不同结合剂材料的去除机理进行了分析．考察了砂轮修锐前后表面峰点高度分布的变化，比较了不同激光参数作用下不同的修锐效果．实验证明了激光技术应用于金刚石砂轮的修锐是可行的，激光对不同结合剂砂轮进行修锐时存在一个合适的修锐参数范围，在这个范围内，激光修锐可以获得较好的效果．     

青铜结合剂金刚石砂轮激光修锐试验研究

用YAG脉冲激光对青铜结合剂金刚石砂轮进行修锐试验研究,为改善激光修锐效果,提出辅助交叉吹气的方法,实验研究了激光功率密度和离焦量对结合剂去除效果的影响.对修锐后的砂轮表面形貌显微观察表明,辅助交叉吹气方法有助于磨粒的暴露,有明显的修锐效果.同时,对修锐砂轮的磨削力测量结果表明,修锐后法向磨削力比修锐前下降10%～15%,切向下降5%～7%,比单独同轴吹气下降3%～5%,提高了砂轮的磨削性能.该结果为金属结合剂超硬磨科砂轮的激光修锐应用提供了理论与试验依据.     

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.     

极薄磨削下磨屑形成机理探讨

在极薄磨削的工艺性试验和对砂轮表面形貌检测的基础上，分析了磨粒刃与试件表面的作用关系和材料内部应力、应变的分布状态，给出了磨粒刃的模型，在此基础上对极薄磨削下单颗磨粒刃的磨屑形成机理进行了分析和探讨。     

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.     

砂带虚拟形貌的建模

为建立砂带虚拟形貌,提出一种砂带磨粒的随机多面体模型.通过辨识砂带表面磨粒位置,获得磨粒平均间距.利用多次叠加随机位移方式实现磨粒在砂带表面的随机排布,最终获得砂带虚拟形貌.采用折断磨粒代替虚拟表面出刃较高的磨粒,实现对钝化砂带形貌的预测.验证实验表明:随机多面体表面数目为24~30、位移叠加次数为600左右时,能够获得理想的砂带虚拟形貌;实际砂带表面磨粒出刃高度分布带有偏峰特征,钝化后砂带磨粒出刃高度均值减小、一致性变好.利用所提方法建立的砂带虚拟形貌不仅能够准确地描述砂带表面,而且能够预测钝化砂带形貌.     

超高速点磨削砂轮磨料层优化和表面形貌评价

点磨削砂轮磨料层采用有粗磨区修整倾角的结构可获得良好的磨削性能,较传统砂轮磨料层结构可获得更理想的磨后表面.提出了将平行砂轮改进成倾斜型砂轮以优化点磨削砂轮的磨料层结构,并应用激光传感器配合光学显微镜评价砂轮形貌,研究相关参数与砂轮磨削特性和加工质量间的关系.试验发现,优化后的点磨削砂轮磨料层结构更加合理,磨粒分布均匀且出刃高度波动很小,可以保证优质磨削表面.     

金刚石套料钻刀齿表面形貌测量与建模

金刚石套料钻在硬脆材料加工中起着重要作用,套料钻刀齿表面形貌建模是套料加工过程研究的关键问题之一。针对该问题,提出了一种刀齿表面形貌测量与形貌建模方法。结合套料钻刀齿形貌的特点,通过对实际刀具的表面形貌进行测量,获得了刀齿表面磨粒的形状、面积密度、粒径和出刃高度的近似正态分布规律,并基于测量结果将磨粒形状简化为截角八面体,提出了刀齿表面形貌的建模方法。结果表明,虚拟模型与实际刀齿的表面形貌特征一致性较好,形貌建模方法合理有效。     

有序排布砂轮磨削加工BK7玻璃试验研究

考虑磨削过程中任意相邻磨粒之间的相互作用,针对单颗磨粒进行有序排布研究,提出一种能够控制任意两颗磨粒间距的有序排布策略.经过排布后的每颗磨粒作为单独切削刃,在工件表面先后切除材料后形成沟痕.根据排布策略设计3种排布方式,任意相邻磨粒间距分别为-50 μm、0 μm、50 μm,利用电化学阳极溶解在砂轮基体表面制备排布模板,上砂电镀加厚制备相应的有序排布砂轮.采用磨削运动学方法,分析磨削中的磨削力和磨削温度变化情况,通过磨削试验测量实际磨削中磨削力和磨削温度并进行分析. 结果表明,磨削力与进给速度呈正相关,磨削温度与进给速度呈负相关. 磨削深度和磨粒排布间距综合影响温度和磨削力的变化,当磨粒间距较小时,随磨削深度的增加,磨削温度和磨削力稳步升高;当磨粒间距较大时,随磨削深度增加,两者先稳步升高,后缓慢升高.     

Material Removal Behavior and Surface Integrity in Grinding of Ultrafine-Grained WC-Co Materials

Due to the excellent combination of wear resistance and fracture toughness,the ultrafine-grained WC-Co composites can significantly improve the durability and reliability of industrial tools.However,the grinding of ultrafine-grained WC-Co remains a challenge.In order to provide an experimental basis for improving grinding quality of ultrafine-grained WC-Co,a series of surface grinding experiments on ultrafine-grained WC-Co hardmetals were conducted by diamond wheel under various grinding conditions,and the material removal behavior and surface integrity in grinding of ultrafine-grained WC-Co materials were characterized by means of scanning electron microscopy(SEM),X-ray microstress analyzer and surface roughness analyzer in this paper.The results indicate that the material removal behavior in grinding of ultrafine-grained WC-Co materials is determined not only by the abrasive grain size on the wheel,but also by the depth of cut.The roughness values of ground surface increase with increasing grit size of diamond wheel,and increase initially,then decrease with increase in depth of cut.Grinding causes the residual compressive stress in the surface layer of ground cemented carbides under various grinding conditions;the magnitude of residual surface stress increases with increasing grit size of diamond wheel,and isn’t changed obviously along with the change of depth of cut.     

DRESSING OF CORUNDUM WHEEL WITH POLY CRYSTALLINE DIAMOND

Wheel dressing is an important part of grinding, it influences not only the grinding quality ofthe workpiece,but also the cost of grinding.At present the single point mined diamond is widelyused as dresser in industry.Because the mined diamond is rare in nature and dear,it has a practicalsignificance to find a substituting material for the mined diamond.Due to the isotropy of PCD(polyerystalline diamond),new sharp cutting edges will expose continuously during dressing opera-tions,maintaining high dressing efficiency.Tests show that dressing corundum wheel,especiallydressing those for internal grinding,PCD dresser is suitable to common hardnesses,and grains ofwheels and smaller depth of dressing.The authors consider that PCD dressing can be used to sub-stitute completely the mined diamond dresser and the cost of dressing may be reduced.     

钎焊金刚石磨粒磨损性能研究

研究了钎焊金刚石工具在磨削加工花岗石材料过程中,金刚石磨粒的出露高度和磨损状态的变化规律.结果表明,钎焊金刚石工具在加工过程中磨粒的利用率高,磨粒平稳地以微破碎的方式逐渐被磨损.     

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。     

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%.     

纳米结构陶瓷(n-WC/12Co)涂层材料精密磨削的试验研究

对纳米结构陶瓷(n—WC／12Co)涂层材料在金刚石砂轮精密磨削过程中的磨削力进行了较详细的试验研究，对常规结构陶瓷(c—WC／12Co)和n—WC／12Co涂层材料的磨削力作了对比磨削试验。分析了磨削工艺参数如砂轮磨削深度、工件进给速度、金刚石砂轮粘结剂类型和磨粒尺寸以及被磨试件材料特性等对磨削力的影响。结合被磨试件表面的扫描电镜(SEM)的观察，分析了n—WC／12Co涂层材料磨削的材料去除机理。     

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.     

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。