轴承钢内圆ELID磨削机理及工艺参数优化

针对轴承钢内圆传统磨削加工方式存在的精度低、烧伤及裂纹等缺陷,本文采用ELID精密镜面磨削技术对其进行试验研究。在ELID精密镜面磨削机理及钝化膜生成速率模型的理论指导下,通过采用二次通用旋转组合方法对影响轴承钢内圆表面粗糙度的各工艺参数进行ELID磨削试验设计。利用DPS数据处理系统软件对试验结果进行分析得到表面粗糙度二次回归数学模型及各工艺参数对表面粗糙度的单因素影响规律。利用Lingo软件优化得到轴承钢内圆ELID磨削最佳工艺参数为砂轮线速度30m/s、电解电压75V、电解间隙0.2mm、占空比50%,在此最佳工艺参数下,磨削轴承钢内圆可获得表面粗糙度为13nm的已加工表面。     

电火花—ELID磨削复合法加工铝基金刚石试验研究

采用电火花—ELID磨削复合法对铝基金刚石进行精密磨削加工试验,探究不同工艺参数对铝基金刚石加工表面质量的影响规律,并对工艺参数进行优化。试验结果表明,采用放电电流为16A、放电电压为90V、脉冲宽度为30μs、铜极转速为400r/min电火花加工工艺参数进行粗加工,采用电解电压为70V、占空比为60%、砂轮进给量为0.8μm/次、砂轮转速为2880r/min的ELID磨削工艺参数进行精密加工,可实现铝基金刚石材料的精密加工,并获得了表面粗糙度Ra=136nm的铝基金刚石加工样件。     

基于砂轮电火花整形的ELID磨削实验研究

在ELID精密镜面磨削机理和氧化膜状态表征的理论指导下,通过对电火花粗整形和精整形后形成硬质层和去除硬质层的金属结合剂金刚石砂轮进行ELID电解对比实验,研究了3种砂轮ELID电解电流曲线和电解后砂轮表面氧化膜的变化,实验并分析不同砂轮电解后对GCr15轴承钢加工表面粗糙度的影响。实验结果证明:电火花整形后的砂轮,表面硬质层阻值较大,不宜直接用于ELID精密镜面磨削加工;电火花整形技术可以有效提高砂轮表面的强度和硬度,能够提高砂轮的耐磨性;为保证砂轮表面形成的硬质层最薄,电火花精整形时需选用较小的放电参数。     

GCr15轴承钢的ELID超精密磨削工艺参数的优化研究

为探究GCr15轴承钢超精密加工的新途径,采用ELID精密镜面磨削技术对其进行试验研究。在ELID磨削原理及精密镜面磨削机理的指导下,采用二次通用旋转组合方法对影响GCr15轴承钢表面粗糙度的各工艺参数进行ELID磨削试验设计。首先利用DPS数据处理系统对试验结果分析得到表面粗糙度二次回归数学模型及各工艺参数对表面粗糙度的单因素影响规律,然后利用lingo软件优化得到GCr15轴承钢ELID磨削最佳工艺参数为砂轮线速度26.41 m/s,电解电压90 V,电解间隙0.2 mm,占空比53.59%,并在此最佳工艺参数的基础上磨削GCr15轴承钢,获得表面粗糙度为14 nm的已加工表面。     

铝基金刚石精密磨削工艺实验研究

铝基金刚石新型复合材料是我国航天、电子封装等领域不可或缺的材料,但对其精密加工十分困难。采用ELID磨削技术对铝基金刚石进行精密磨削加工试验研究,探究不同磨削工艺参数对铝基金刚石加工表面质量的影响规律,并对各因素工艺参数进行优化。得出磨削深度9.3μm,砂轮线速度36 m/s,占空比63.7%电解电流11.5 A的最佳工艺参数组合,加工出表面粗糙度Ra=149 nm的表面。     

金刚石复合片ELID精密磨削工艺及机理研究

针对金刚石复合片的超精密加工难题,基于正交试验法优化金刚石复合片ELID精密磨削参数组合,采用极差分析得到了各因素对加工质量的影响程度大小,并以此为基础进行了工艺实验。根据金刚石复合片磨削加工后的SEM电镜扫描图,对其表面磨削机理及加工表面典型缺陷进行了分析。研究表明,金刚石复合片的ELID精密磨削最优参数为磨削深度为0.3μm、主轴转速1500r/min、占空比40%、工件移动速度为0.25mm/s、电解电压25V、电极间隙1mm。采用优化后的参数组合进行磨削加工,获得了粗糙度为0.019μm的加工表面。     

球轴承外圈沟道ELID成形磨削工艺参数优化

为了优化球轴承外圈沟道ELID(Electrolytic In?process Dressing)成形磨削工艺参数,通过多因素正交试验研究了ELID成形磨削过程中磨削参数和电解参数对砂轮磨损和工件表面粗糙度的影响规律,综合砂轮径向磨损量和工件表面粗糙度两个指标对磨削试验进行了综合评估.结果表明,磨削参数中的径向进给速度对砂轮径向磨损量的影响最大,砂轮转速对工件表面粗糙度影响最大;电解参数中的占空比对砂轮径向磨损量的影响较大,电解电压对工件表面粗糙度影响较大;砂轮转速为18000 r/min,工件转速为100 r/min,径向进给速度为1μm/min,占空比为50％,电解电压为90 V(6.7Ω)时,综合效果最优.     

轴承钢专用ELID磨削液的开发

针对轴承生产加工时磨屑不易排除导致砂轮黏附率大造成工件烧伤的难题,采用在线电解修整(ELID)磨削技术,在磨削过程中电解磨削液能够通过对砂轮表面阳极溶解的电解作用实现在线电解修锐及磨屑电解去除,从而达到良好的磨削状态,以对轴承钢进行精密、超精密磨削加工。结合已有ELID磨削液的开发经验,研制出更适合轴承钢磨削特点的专用磨削液。试验证明:采用HDMY-30磨削液磨削轴承钢,表面粗糙度Ra可达0.011μm,比采用原有磨削液磨削轴承钢的Ra降低了0.005μm。     

聚晶金刚石的ELID精密磨削试验研究

针对聚晶金刚石刃口加工的精度低、效率低、刃磨质量差的问题,采用同步电解修锐(ELID)精密磨削技术,对聚晶金刚石进行了精密磨削试验研究。首先,通过单因素试验探究砂轮粒度、磨削角度、磨削深度、砂轮转速以及工件移动速度对加工刃口质量的影响;然后,利用正交试验获得各因素的优组合与优水平,确定了最优工艺参数;最后,以最优试验参数对聚晶金刚石刃口进行精密磨削加工,获得刃口崩缺平均值0.042μm的加工表面。研究表明:应用ELID精密磨削加工工艺,当采用与被磨金刚石粒度相当或略小粒度的铸铁结合剂金刚石砂轮,砂轮转速为1 400 r/min、45°磨削角、磨削深度为0.1μm、进给速度为2 m/min时,磨削效果最佳。     

应用超硬大磨粒金刚石砂轮实现BK7光学玻璃的超精密磨削

首先以91μm磨粒杯形铜基金刚石砂轮作为修整器并结合砂轮在线电解修锐技术(ELID,Electrolytic in- process dressing)对151μm磨粒电镀镍基单层金刚石砂轮进行精密高效的修整。在最佳的修整参数下,同时应用测力仪对两个砂轮间磨削力进行监测,并应用共轴光学位移检测系统对砂轮表面状态进行在位监测,151μm砂轮的回转误差被减小至1～2μm范围,同时砂轮上所有金刚石磨粒被修整出平坦表面并拥有恒定的圆周包迹,此时砂轮达到最佳工作状态。然后应用被良好修整的砂轮对光学玻璃BK7进行磨削加工。磨削试验结果和亚表层完整度评价结果表明新开发的大磨粒金刚石砂轮修整技术的可行性,也验证大磨粒金刚石砂轮只要经过精密修整是可以应用于光学玻璃的延展性超精密磨削加工的,并能实现纳米级的表面粗糙度,显示出大磨粒金刚石砂轮在加工难加工材料和硬脆材料中的良好应用前景。     

ELID镜面磨削技术——砂轮快速修整技术的研究

介绍了ELID磨削中采用电火花整形装置对金属结合剂超硬磨料砂轮进行整形修整的技术。修整后的砂轮径向跳动量小于1μm,砂轮表面光滑,形状精度高,磨粒等高性好,适于精密镜面磨削用,具有修整时间短、成本低、砂轮损耗小的优点。     

硬质合金ELID镜面磨削的试验研究

硬质合金具有硬度高、强度好、耐腐蚀和耐磨损的特点,采用传统方法难以满足精密及超精密加工的技术要求,而且工序多、效率低、成本高。本文采用在线电解修整（ELID）技术对硬质合金进行精密镜面加工。通过试验,分析了磨削深度、电极间隙、占空比、电解电压对硬质合金表面粗糙度的影响规律,并得到了优化的EI。ID磨削工艺参数。使用优化后的ELID磨削工艺参数加工硬质合金材料可获得较低的表面粗糙度。     

不同体积分数SiCp/Al复合材料精密磨削试验研究

对体积分数为40%和60%的SiC_p/Al复合材料进行ELID精密磨削试验。分析了体积分数对加工材料物理化学性能的影响;运用正交试验和极差分析方法探究了磨削深度、砂轮线速度、电解电流及占空比对磨削加工表面质量和精度的影响规律,并得到优化工艺参数。采用相同优化工艺参数,对不同体积分数SiC_p/Al复合材料进行ELID精密平面磨削试验,对所得到的加工样件表面质量、形貌和机械加工性能进行分析研究。试验结果表明:SiC_p/Al复合材料ELID精密磨削加工表面质量和机械加工性能随着体积分数的增加而降低。采用ELID磨削技术可以实现对SiC_p/Al复合材料的精密加工,加工样件的表面粗糙度为95nm和106nm。     

SiC_p/Al复合材料ELID磨削及工艺参数优化

针对航天用SiC_p/Al复合材料难加工的问题以及卫星输出轴的加工要求,采用ELID磨削技术对体积分数为48%的SiC_p/Al进行试验,借助二次通用回归旋转组合法分析影响表面粗糙度的工艺参数,利用Lingo软件得到SiC_p/Al复合材料ELID磨削最佳工艺参数为:磨削深度0.88mm、砂轮线速度35m/min、电解电流11A、占空比54%,并在此最佳工艺参数下磨削航天用SiC_p/Al复合材料,并获得表面粗糙度为96nm的已加工表面。     

基于ELID磨削技术的轴承滚道切入式磨削加工工艺研究

针对高精度轴承滚道传统加工存在加工精度低、效率低、一致性难以保证等问题,采用ELID磨削技术对轴承内圈外滚道进行切入式磨削加工工艺试验研究。在ELID精密镜面磨削机理和单颗磨粒切入切出磨削模型的指导下,首先通过单因素试验法探究砂轮线速度、电解电流、电解间隙对轴承滚道表面粗糙度的影响规律,在此基础上利用正交试验法得到最优加工工艺参数组合:砂轮线速度46 m/s、电解电流6 A、电解间隙0. 2 mm,最后在最优加工工艺参数的指导下对轴承内圈外滚道进行ELID切入式磨削加工,获得表面粗糙度R_a为12 nm的表面质量。     

非球面模芯ELID磨削系统的研制

针对非球面模芯超精密磨削加工问题,研制了在线电解修锐(ELID)磨削系统。该系统应用平行法磨削原理,用整形后的球头砂轮进行非球面模芯的超精密磨削加工;利用非球面模芯工件本身的导电性能,以铸铁结合剂CBN砂轮作为阳极,以模芯本身作为阴极,通过ELID电源参数(电流、电压、占空比)的合理选择,解决了CBN球头砂轮的修锐,稳定地实现了小口径非球面模芯的ELID超精密磨削加工。     

ELID精密镜面外圆磨削技术的应用

在线电解修整(ELID)精密镜面磨削有效地实现了许多难加工材料的平面精密加工和高效加工.本文介绍了ELID磨削技术在精密镜面外圆磨削上的应用.通过采用金属基超硬磨料砂轮在线电解修整对硬质合金、碳化硅陶瓷进行精密镜面外圆磨削,得到了表面粗糙度Ra=0.025～0.028μm的加工表面.     

单晶硅反射镜的超精密磨削工艺

为了实现单晶硅反射镜高效低损伤的超精密加工,研究了基于工件旋转法磨削原理的单晶硅反射镜超精密磨削工艺。通过形貌检测和成份测试的方法分析了该工艺采用的超细粒度金刚石砂轮的组织结构特征,并对单晶硅进行了超精密磨削试验,研究了超细粒度金刚石砂轮的磨削性能。通过砂轮主轴角度与工件面形之间的数学关系实现对磨削工件面形的控制。最后,采用超细粒度金刚石砂轮对Φ100mm×5mm的单晶硅反射镜进行了超精密磨削试验验证。试验结果表明,超细粒度金刚石砂轮磨削后的单晶硅表面粗糙度Ra值小于10nm,亚表面损伤深度小于100nm,磨削后的单晶硅反射镜面形PV值从初始的8.1μm减小到1.5μm。由此说明采用该工艺磨削单晶硅反射镜能够高效地获得低损伤表面和高精度面形。     

ELID精密镜面外圆磨削技术的应用

在线电解修整（ELID）精密镜面磨削有效地实现了许多难加工材料的平面精密加工和高效加工。本文介绍了ELID磨削技术在精密镜面外圆磨削上的应用。通过采用金属基超硬磨料砂轮在线电解修整对硬质合金,碳化硅陶瓷进行精密镜面外圆磨削,得到了表面粗糙度Ra=0.025-0.0028μm的加工表面。     

采用ELID磨削技术对铜和铝的精加工实验研究

为了研究铜和铝材料超精密加工的新途径,采用在线电解修整砂轮(ELID)精密磨削技术,对其进行镜面磨削实验,分析加工表面的形成机理及影响因素。实验结果表明:砂轮粒度、砂轮线速度和磨削力是影响表面加工质量的主要因素。当砂轮线速度由16m/s提高到20m/s时,表面粗糙度Ra由0.76μm下降到0.44μm;当砂轮的粒度过大(120#)或过小W(1.5)时,加工出的工件表面精度都很低;得到在砂轮线速度为20m/s和砂轮粒度为W10时,磨削效果最佳,但也不能很好地提高铜和铝的表面质量和降低表面粗糙度,得到的铜和铝表面粗糙度分别只能为0.44μm和0.75μm。