氧化铝陶瓷ELID高效磨削技术的研究

陶瓷材料具有优异的机械性能，其应用越来越广泛。然而由于陶瓷的高硬度及其易碎性使其难于加工。在线电解修整磨削技术已经被应用于硬脆材料的超精密加工，由于可以实现砂轮的在线修整，尤其被广泛应用于细粒度砂轮的磨削中。本文在平面磨床上应用铸铁结合剂金刚石砂轮与ELID磨削技术进行高效磨削研究。实验结果表明，在同样的磨削条件下，采用ELID磨削时的磨削力约为使用树脂结合剂砂轮磨削力的2／5～3／5。实验结果说明采用ELID磨削技术加工效率可以得到极大提高。而且，在线电解修整作用可以保持砂轮的锋锐性，有利于保持硬脆材料高效磨削的连续性。     

脆硬材料加工机理的研究

为了了解脆硬材料的加工情况，本文采用扫描电镜和高速摄影机对典型的脆硬材料，玻璃的磨削过程，静态，动态地进行了细致的观察和分析，提出了脆理材料的磨削模型，该模型全面地反映出整个加工过程中所发生的现象，对脆硬材料的加工有指导意义。     

磨削加工硬脆材料的延性域研究进展

为实现硬脆材料在磨削过程中处于延性域加工,以提高材料的表面质量、增加材料的使用寿命,使材料具有优良的抗疲劳、耐磨损性能,从试验研究、理论建模、仿真分析3个方面介绍了国内外学者对硬脆材料磨削加工过程中的脆塑转变现象的研究。分析了超声辅助振动磨削加工中脆塑转变的国内外研究现状,提出将高速、超高速与超声辅助振动磨削相结合的加工方式。研究结果表明:磨削速度对硬脆材料的最大未变形切屑厚度影响较大;引入超声辅助振动容易实现硬脆材料延性域磨削;施加不同方向的超声辅助振动对材料脆塑转变的临界切削深度影响不同。提出未来应从磨削热、预热处理、仿真分析模型、磨削加工模型4个方面对硬脆材料延性域磨削进行更深层次的研究。研究成果为实现硬脆材料延性域磨削和实际生产提供了参考。     

钎焊超硬磨料工具的研究进展

由金刚石和立方氮化硼（CBN）制作的超硬磨料工具被广泛应用于各类金属材料的磨削加工,石材、陶瓷、光学玻璃等硬脆材料的加工,以及公路养护、地质采矿、油气钻探等众多工程领域,市场需求量很大。目前生产中使用的超硬磨料工具一般是利用多层烧结或单层电镀工艺来制作,     

非球面垂直磨削法的砂轮误差分析与实验研究

针对垂直磨削法中砂轮误差对超精密磨削非球面加工质量的影响,通过对多种砂轮误差的逐一理论分析,阐述了各种砂轮误差对非球面磨削加工质量的影响状况,并对部分砂轮误差进行校正和补偿,以提高磨削加工质量。最后,通过非球面磨削加工实验验证了砂轮误差补偿的正确性。该研究为非球面超精密磨削加工中砂轮误差的补偿提供技术参考。      

石榴石铁氧体的ELID高效磨肖

铁氧体、光学玻璃、陶瓷等硬脆材料已经在许多领域获得了广泛的应用.因此有必要研究这类材料的高效磨削方法.本文在平面磨床上采用铸铁结合剂金刚石砂轮在线电解修整方法(ELID)进行了高效磨削实验.分别采用铸铁结合剂金刚石砂轮ELID磨削技术与树脂结合剂金刚石砂轮对石榴石铁氧体工件进行了加工.实验结果表明在同样的磨削条件下,采用ELID磨削技术时的磨削力约为使用树脂结合剂砂轮磨削力的2/5～3/5.实验结果说明采用ELID磨削技术可以提高加工效率,同时保证加工后的表面质量.     

石榴石铁氧体的ELID高效磨削

铁氧体、光学玻璃、陶瓷等硬脆材料已经在许多领域获得了广泛的应用。因此有必要研究这类材料的高效磨削方法。本文在平面磨床上采用铸铁结合剂金刚石砂轮在线电解修整方法（ELID）进行了高效磨削实验。分别采用铸铁结合剂金刚石砂轮ELID磨削技术与树脂结合剂金刚石砂轮对石榴石铁氧体工件进行了加工。实验结果表明在同样的磨削条件下，采用ELID磨削技术时的磨削力约为使用树脂结合剂砂轮磨削力的2/5-3/5。实验结果说明采用ELID磨削技术可以提高加工效率，同时保证加工后的表面质量。     

砂带磨削硬脆材料实验研究

砂带磨削在硬脆材料加工中具有优良的性能。本文比较了砂带磨削常用的两种方式，并研究了恒压力压磨板砂带磨削中各影响因素，如法向压力、磨料种类及粒度等对花岗岩、辉绿岩、大理岩和瓷质砖这四种常用硬脆材料磨削效果的影响。试验结果表明：采用恒压力磨削方式、较大法向压力或速度、选择较粗粒度砂带可明显提高材料切除率；对于硬度较低的大理岩，采用砂带磨削可获得高切除率。     

硬脆材料超声辅助磨削技术研究现状及展望

硬脆材料具有高强度、高硬度、低密度等特点，用传统方式加工时损伤大、效率低，而超声辅助磨削具有磨削力小、加工质量优等优点，在硬脆材料加工领域具有独特优势。从不同振动维数及振动方向与磨削表面位置关系的角度出发，总结了不同类型超声辅助磨削加工的机理及特性，在此基础上探讨了硬脆材料超声辅助磨削的延性域加工机理、超声振动参数与磨削用量匹配性的研究现状，并对今后超声辅助磨削领域应重点关注的研究方向进行了展望。      

硬脆材料加工技术发展现状

文章对硬脆材料的各种加工方法作以综述,介绍了切割技术的种类、适用范围及最新研究成果;重点归纳磨削的各种技术,介绍了最新的磨削技术及其发展情况;对研磨抛光及特种加工技术的原理、概况发展及其适用范围也作了说明,尤其对近来出现的硬脆材料加工技术进行了详细介绍,并展望了硬脆材料的发展情况。     

Development of an on-machine profile measurement system in ELID grinding for machining aspheric surface with software compensation

Efficient manufacture of dimensionally accurate optical surface on hard and brittle materials is a major concern for optoelectronic industry. Electrolytic in process dressing (ELID) grinding is proved as a reliable process to achieve this optical quality nano-surface finish on hard and brittle materials. Besides surface finish it is important to ensure dimensional accuracy by improving profile and form accuracy of the ground aspheric surface. Kinematic factors are commonly considered the reasons for the dimensional inaccuracy in a machined part. Software compensation is a direct and economical method to overcome several kinematic factors and improve the dimensional accuracy. Last, but most important, is the monitoring of achieved surface profile to ensure more accurate profile radius in the finished part. So an on-machine profile measurement system based on coordinate measuring machine (CMM) principle has been developed to check the profile radius of the ground surface. In this study software compensation was applied in ELID grinding of an aspheric surface in order to compensate the wheel wear until the measured surface profile machined on BK7 glass reaches within tolerable limit.     

金刚石砂轮的ECD修锐和整形研磨及其对硬脆材料的加工

为研究金属结合剂金刚石砂轮切削刃修锐整形对硬脆材料加工表面形态的影响,先通过接触放电法对SD600金属结合剂砂轮切削刃进行修锐,再用整形研磨方法对砂轮表面金刚石磨粒的不同切削刃高度进行整形研磨,最后用修整好的砂轮磨削加工用于光学设备的硼硅玻璃、石英玻璃、石英晶体和蓝宝石等几种硬脆材料。结果表明:硬脆材料粗糙度的改善程度取决于材料的种类,硼硅玻璃、石英玻璃、石英晶体、蓝宝石的最大粗糙度R_y比砂轮整形前的分别减少了44%、34%、30%、26%,且石英晶体材料几乎可以实现延性磨削。      

单层钎焊金刚石砂轮的机械化学修整

单层钎焊金刚石砂轮的应用因其磨粒等高性不一致而在硬脆材料的精密加工中受到一定限制。本文采用机械化学复合法对80/100单层钎焊金刚石砂轮进行了修整试验研究。在修整实验前后,测量了砂轮工作面圆跳动,跟踪了磨粒的形貌变化,进行了砂轮磨削K9玻璃实验,观察并分析了工件磨削后的粗糙度值的变化。研究结果表明：机械化学复合法对单层钎焊金刚石砂轮的修整是有效的,磨粒的磨损以化学腐蚀为主,砂轮修整后磨粒等高性较好,磨削K9玻璃工件表面粗糙度明显降低。     

ELID磨削试验电解参数对光学玻璃表面质量的影响研究

随着国防尖端技术的迅速发展,许多具有独特性能的新材料得到了日益广泛的应用,如光学玻璃、硬质合金.但采用传统磨削工艺加工这些材料很难得到良好的表面质量.在线电解砂轮修整(ELID)磨削技术是一项新的、高效的磨削方法,它有效实现了许多难加工材料的超精密加工和高效加工.针对光学玻璃的特性,将ELID磨削方法应用于光学玻璃的精密加工,通过试验研究ELID磨削中电解参数对加工表面的影响规律,找到了在一定条件下优化的电解参数.试验结果表明,在ELID中,工艺参数对磨削质量及磨削效率有着显著影响,优化工艺参数对ELID镜面磨削有着重要的意义.     

应用ELID技术进行微晶玻璃超精密磨削

由于微晶玻璃具有优良的物理、机械性能，在光学等领域得到了越来越多的应用。ELID磨削利用在线．电解的方法修整超细粒度的金刚石砂轮，可以有效地实现硬脆材料的超精密加工。本文将ELID磨削技术应用于微晶玻璃的超精密加工，通过改进ELID磨削的关键技术，包括砂轮电火花整形、电解修整电源和ELID磨削液的改进，实现了微晶玻璃的超精密磨削加工，同时通过采用原子力显微镜对不同磨削参数下的工件表面进行分析，以保证在塑性状态下对微晶玻璃进行磨削。因此提高了ELID磨削的质量。获得了Ra2．308nm的较好表面质量。     

Application potential of coarse-grained diamond grinding wheels for precision grinding of optical materials

Fine-grained resin bonded diamond tools are often used for ultra-precision machining of brittle materials to achieve optical surfaces. A well-known drawback is the high tool wear. Therefore, grinding processes need to be developed exhibiting less wear and higher profitability. Consequently, the presented work focuses on conditioning a mono-layered, coarse-grained diamond grinding wheel with a spherical profile and an average grain size of 301 µm by combining a thermo-chemical and a mechanical-abrasive dressing technique. This processing leads to a run-out error of the grinding wheel in a low-micrometer range. Additionally, the thermo-chemical dressing leads to flattened grains, which supports the generation of hydrostatic pressure in the cutting zone and enables ductile-mode grinding of hard and brittle materials. After dressing, the application characteristics of coarse-grained diamond grinding wheels were examined by grinding optical glasses, fused silica and glass–ceramics in two different kinematics, plunge-cut surface grinding and cross grinding. For plunge-cut surface grinding, a critical depth of cut and surface roughness were determined and for cross-grinding experiments the subsurface damage was analyzed additionally. Finally, the identified parameters for ductile-machining with coarse-grained diamond grinding wheels were used for grinding a surface of 2000 mm² in glass–ceramics.     

A study on optimum grinding factors for aspheric convex surface micro-lens using design of experiments

As the consumer market in the optics, electronics and aerospace industries grows, the demand for ultra-precision aspheric surface micro-lens increases. To enhance the precision and productivity of ultra-precision aspheric surface micro-lens, we present an ultra-precision grinding system and process for the aspheric surface micro-lens. In this paper, an ultra-precision grinding system for manufacturing the aspheric surface micro-lens was developed by considering the factors affecting the grinding surface roughness and profile accuracy. This paper deals with the mirror grinding of an aspheric surface micro-lens by resin-bonded diamond wheel and with the spherical lens of BK7. The optimization of grinding conditions with respect to ground surface roughness and profile accuracy is investigated by design of experiments.     

非球面加工现状

文章阐述了非球面光学零件相对于球面零件的诸多优点及其在军事领域和一般工业领域的广泛运用。继而介绍了非球面光学零件加工的各种技术、方法以及其所适用的材料类型，例如单点金刚石车削技术、光学塑料成型技术、光学玻璃模压技术、ELID磨削技术等，并对国内外非球面光学零件的生产现状和相关设备做以概述，展望了非球面加工的研究方向和生产趋势。