面向超精密磨削的压电陶瓷驱动微进给控制系统

介绍了一种最新开发的面向精密磨床的压电陶瓷驱动微进给控制系统,该系统是一个驱动、检测和补偿为一体的闭环系统。文章详细描述了控制系统工作原理和基本实现方法。     

模具自由曲面的精密镜面磨削

分析了模具自由曲面的主要加工方法,模具自由曲面精加工时电火花加工与精密磨削加工的适应性,提出了用圆弧包络曲面创成磨削法进行磨具自由曲面精密镜面磨削加工的工艺方法。     

CBN车刀前刀面微沟槽结构磨削及其对干切削温度的影响

车刀前刀面的微沟槽结构可以改善切削性能,但是,超硬的CBN车刀表面微加工极为困难。因此,提出采用微磨削技术在CBN前刀面加工出深度为54μm的微沟槽结构,可实现钢的干切削。采用金属基的#600金刚石砂轮V形尖端沿着与切削刃成不同夹角方向在CBN车刀的前刀面上加工出微沟槽结构;通过升温试验分析前刀面温度与车刀尖端温度的相关性;对45钢进行干切削试验,研究微沟槽结构特征和切削条件对干切削温度的影响。结果表明,CBN车刀前刀面可被加工出规则和光滑的微沟槽结构。平行微沟槽结构和倾斜微沟槽结构比垂直微沟槽有更快的排热速度,可起到散热作用。前刀面的温度与车刀尖端的温度有极好的相关性,所以它可用于预测干切削的刀尖温度。可以证明,平行微沟槽结构车刀可以比传统平面车刀降低干切削温度约18%。但是,垂直和倾斜微沟槽结构车刀会产生更大的干切削温度,这是因为它们的微沟槽结构改变了切削刃的形状,造成刀具磨损。在较大切除率的干切削中,平行微沟槽结构CBN车刀能够更大幅度地降低刀尖的切削温度,造成非常小的刀具磨损。.     

高性能陶瓷材料的精密磨削新技术

本文对高性能陶瓷材料的精密磨削进行了探讨,并分别从材料的磨削性能、砂轮参数的选择、加工机床性能等方面分析和研究及其对磨削质量的影响。     

结构陶瓷磨削力的实验研究

通过对３种典型结构陶瓷材料９Ｍｇ－ＰＳＺ，Ｓｉ３Ｎ４及Ａｌ２Ｏ３的磨削力实验，就结构陶瓷的磨削力、磨削力比，磨削比能及磨削力的频率特征进行研究，表明结构陶瓷的磨削力有独特的规律。     

工程陶瓷高效精密磨削加工技术的研究进展

工程陶瓷具有许多优异的性能,已广泛用于各工业行业中。介绍了现阶段实现工程陶瓷高效精密磨削加工的方法,诸如高速深磨、激光预热辅助磨削、ELID镜面磨削、超声振动辅助磨削、预应力磨削以及复合工艺磨削等。从磨削效率、加工质量、成本、局限性等方面比较了这几种加工方法的优缺点。对工程陶瓷高效精密磨削加工技术的研究进行了展望。     

精密与超精密磨削的发展现状

阐述了精密磨削与超精密磨削的机制,介绍了近年来精密与精密磨床的发展概况以及精密与超精密磨削技术的研究现状.在分析了精密磨削与超精密磨削的发展趋势基础上提出了研究应关注的几个热点问题,如超精密磨削的基本理论和工艺研究、研制高精度的驱动导向机构、ELID镜面磨削技术的攻关以及适用于超精密加工的新型材料.     

柱面微透镜阵列的精密磨削

柱面微透镜阵列的加工精度要求高,加工效率低,采用具有微细轮廓结构的成形砂轮进行磨削加工能够极大地提高加工效率。为了预测成形砂轮磨削工件的面形误差和表面粗糙度,建立了成形砂轮磨削仿真模型。通过滤波方法分析和模拟微细结构成形砂轮的磨粒突出高度的偏态分布特征,结合实测的砂轮的轮廓形状和跳动完成了整体的空间砂轮的重构,同时建立了砂轮表面磨粒的磨削运动学模型,模拟出工件磨削加工后的表面形貌。最后,开展磨削实验验证了仿真模型的有效性。对比仿真与实验结果可知,面形误差PV值的偏差为5.78%,Ra值的偏差为17.3%,Rz值的偏差为12.9%。该磨削仿真模型能有效预测磨削表面的面形误差和表面粗糙度。     

精密和超精密磨削机理及磨削砂轮选择的研究

从磨削砂轮及其修整、磨削用量、磨床精度等主要方面总结达到精密和超精密磨削效果的必要措施。提出有关超精密磨削机理的技术发展前沿并着重介绍有关超硬材料砂轮超精密磨削的研究趋势。     

F-Theta自由曲面透镜的精密与镜面磨削

针对光学玻璃的F-Theta自由曲面透镜加工困难等问题,提出将金刚石砂轮的椭圆环面代替圆环面,进行F-Theta自由曲面磨削加工,研究形状误差的补偿磨削方法和光学玻璃的镜面磨削工艺。根据F-Theta透镜的自由曲面建立砂轮与工件相切的刀具轨迹法向算法。采用#46粗金刚石砂轮修整成椭圆环面,提出自由曲面磨削的法向误差补偿加工模式。最后,采用#3000超细金刚石砂轮的椭圆环面进行轴向磨削试验。试验结果表明:传统的垂直误差补偿磨削可减小面形误差45.9%及其PV值11.6%;而新提出的法向误差补偿磨削可减小面形误差47.9%及其PV值41.5%。此外,超细砂轮磨削可使得自由曲面的粗糙度达到28 nm,其镜面磨削工艺有别于较粗砂轮磨削工艺。因此,椭圆环面砂轮的法向补偿磨削是提高自由曲面加工精度的有效方法,而且,无需研磨抛光就可以实现光学玻璃的自由曲面镜面磨削。     

陶瓷磨削温度对表面残余应力的影响

研究了磨削热对陶瓷表面残余应力的影响。采用夹式热电偶结构和高精度信号调理器测试陶瓷磨削温度，根据正交设计法测量的磨削温度实验结果说明：磨削温度随着磨削深度和砂轮速度的增加而提高；磨削深度ap=30μm是磨削残余应力和磨削温度曲线的转变点；磨削温度随着连续磨削次数的增加而增加，在磨削过程中磨削温度具有明显的累积效应。     

基于正交试验-遗传神经网络的陶瓷球面精密磨削参数优化

针对陶瓷等难加工材料的精密加工要求与特点以及球面磨削传统加工模式,分析了氮化硅陶瓷材料球面廓形工件砂轮法向跟踪精密磨削的方法。采用正交试验法设计试验,运用极差法和方差法综合分析相关磨削工艺参数对工件加工质量与效率的影响规律。考虑到当前磨削加工工艺方案选择与优选的难点,利用遗传神经网络算法建立了工件加工质量与效率和相关磨削工艺参数之间的非线性映射关系,并基于正交试验法的分析结果对遗传神经网络算法进行了改进,实现了相关磨削工艺参数的优化,缩短了氮化硅陶瓷材料球面廓形工件数控磨削工艺制定与操作的时间,提高了磨削加工质量和效率。     

在普通磨床上磨削高精度锥面

在普通万能外圆磨床上磨削多个高精度锥面是一个难点,本文重点介绍了砂轮角度精确修整器以及采用它在普通万能外圆磨床上实现高精度锥面磨削的工艺。     

钢结硬质合金的精密镜面磨削技术的研究

入引了一种在线电解修整金属基超硬磨料砂办密镜面磨削新地钢结硬质合金进行了精密面磨削,得到了粗糙度为０．００３μｍ～０．０１１μｍ的镜面,一次磨削成形。效率高,可取代目前的多级研磨工艺。     

HIPSN轴承套圈内表面磨削力的测试与分析

采用树脂结合剂金刚石砂轮对热等静压氮化硅(HIPSN)陶瓷轴承套圈的内表面磨削,通过磨削力的测定以及磨削力比和比磨削能的计算,分析陶瓷材料的去除机理.该试验中陶瓷材料的去除机理以脆性去除为主并伴随有塑性去除;减小径向进给速度、提高工件转速可以增加切向磨削力,增加塑性去除,改善磨削表面质量.     

纳米结构陶瓷涂层磨削表面残余应力的形成

在金属基体上用HOVF能获得高质量纳米结构陶瓷涂层,但涂层的高强度和韧性使其在磨削加工时产生表面残余应力。磨削表面残余应力为试件的原始应力σ0和磨削残余应力Δσ的叠加,且残余应力的分布是有方向性的,残余压应力使材料硬度增大,能降低材料磨损的速率。     

石英陶瓷磨削表面粗糙度的计算机模拟

工程陶瓷通常采用的加工方法是磨削，磨削表面粗糙度对零件使用性能具有很大的影响。由于客观条件的限制，磨削时各参数如何选择能获得低的表面粗糙度仍然是现今许多学者研究的方向。本文根据单颗磨粒的轨迹模型，利用Matlab软件模拟出不同磨削参数下工件表面的粗糙度情况，为不同磨削参数下获得表面的粗糙度情况模拟提供了一种新方法。     

陶瓷材料的超精密磨削加工

对陶瓷材料超精密磨削加工的研究结果表明,陶瓷等脆性材料的磨削表面粗糙度主要与砂轮的平均磨粒尺寸、进给量等因素有关。只有当金刚石砂轮的平均磨粒尺寸小于１８ ．５μｍ 时,才能在塑性磨削模式下加工出表面粗糙度为ｒｍｓ４ ．１５ｎｍ 、 Ｒａ３ ．０７ｎｍ 的高质量光滑表面。     

陶瓷材料磨削表面残余应力的产生机理

在磨削加工过程中产生表面残余应力,其产生机理是磨粒刃作用引起的挤压应力和切削应力及热应力的综合作用效应。挤压应力产生残余压应力;切削引起的残余应力存在拉、压应力两种可能,但比挤压应力要小得多;热应力产生残余拉应力。