GCr15钢的ELID磨削性能实验研究

为了探讨GCr15钢的ELID（Electrolytic In-process Dressing）磨削性能，在基于大量实验的基础上，对GCr15钢采用ELID磨削时磨削力的变化规律进行了详细分析，并将磨削力、磨削表面粗糙度与普通磨削进行了比较。结果表明，采用铸铁结合剂CBN砂轮进行ELID磨削时磨削力几乎不随时间的变化而变化，而采用白刚玉砂轮进行磨削时的磨削力随时间的变化不断增大，在线电解修整使CBN砂轮在磨削过程中始终保持良好的磨削性能，有利于节省砂轮修整时间，提高加工效率。在ELID磨削中，采用微细砂轮进行磨削可以获得很低的表面粗糙度，实现对GCr15钢的超精密镜面磨削。     

微波铁氧体基片高效磨削技术研究

针对微波铁氧体基片的功能要求、材料特性和磨削工艺特点,通过大量实验分析了铁氧体基片ELID磨削与普通磨削的磨削力对比结果和形成原因,以及磨削力随工艺参数的变化规律,在此基础上,对ELID磨削效率、表面质量及磨削中出现的问题和解决途径进行了深入研究。实验结果表明,ELID磨削方法适用于微波铁氧体基片的高效磨削,保证了表面加工质量,将ELID磨削技术与平行研抛工艺结合起来,能够形成微波铁氧体基片精密高效的批量生产能力。     

新型后混合式磨料水射流系统的研制

提出一种新型后混合式磨料水射流系统,是对传统后混合式磨料水射流系统的重大改进和发明。采用ANSYS Fluent对所提出的新型喷射系统进行了流场仿真,分析两个磨料入口都与大气相通和一个磨料入口与大气相通、一个磨料入口与浆体溶液相连,对这两种方式喷射系统流场进行了对比分析,并通过相应的试验验证了其流场仿真的正确性,为新型后混合式磨料水射流系统的研制提供了理论基础。然后,研制出了新型后混合式磨料水射流系统,该磨料水射流系统由供压系统、喷射系统、搅拌与输送系统组成,并进行了浆体溶液输入量测试和磨料混合效果测试,试验测试表明,该磨料水射流系统效果好、磨料混合均匀、能够实现磨料浓度的任意调节和精确控制。因此,该新型后混合式磨料水射流系统优于传统的后混合式磨料水射流系统,必将促进后混合式磨料水射流系统的更加广泛的应用。     

不同结合剂金刚石砂轮磨削氧化铝陶瓷工艺实验研究

本文利用树脂、青铜、铸铁三种结合剂金刚石砂轮,以氧化铝陶瓷为加工对象,通过研究各自的磨削比、磨削力、磨削表面粗糙度等指标,进行了三种结合剂砂轮的磨削性能比较,发现铸铁结合剂金刚石砂轮和ＥＬＩＤ（在线电解修整）磨削方法比较适合氧化铝陶瓷等硬脆材料的磨削（尤其是精密磨削）。     

计算机控制纳米胶体射流抛光的实验研究

将所设计的纳米颗粒胶体射流加工系统与计算机控制技术结合,实现了计算机控制纳米颗粒胶体射流加工,可将其应用于小曲率半径非球面和自由曲面元件的超光滑表面加工。本试验对一非球曲面高纯石英玻璃元件进行纳米颗粒胶体射流超光滑表面加工,用表面轮廓仪测量了纳米颗粒胶体射流加工前后该高纯石英玻璃元件的表面轮廓曲线。实验结果表明:计算机控制纳米颗粒胶体射流加工,实现了可控的微/纳米材料去除,该非球曲面元件轴向最大去除量为900 nm。原子力显微镜检测结果表明:该元件轮廓截面曲线上的表面粗糙度由Ra2.860 nm降低到Ra0.460 nm。采用纳米颗粒胶体射流技术对小曲率曲面及自由曲面进行超光滑表面加工,是一种确定性超光滑表面的加工方法。     

超精密纳米胶体射流抛光试验研究

综合考虑了工件表面原子的微观状态,利用纳米颗粒特殊的高比表面能和高吸附特性,提出了一种可实现工件表面原子级去除的纳米胶体射流抛光方法.利用碱性胶体中纳米颗粒与工件的表面反应,设计了可实现超精密表面加工的纳米胶体射流抛光系统,并利用该系统对K9玻璃进行抛光.试验结果表明,纳米胶体射流抛光可实现超精密光学表面的抛光,抛光后表面粗糙度Ra小于1nm.     

ELID砂轮结合剂作用机理的研究

采用铜粉，还原铁粉，铸铁粉并辅助以改善铁粉和铸铁粉末冶金性能的金属添加剂做配方，研制出了适合现有生产条件的ＥＬＩＤ磨削用砂轮磨块，并经性能检验表明，该配方满足ＥＬＩＳＤ磨削要求。     

金属基金刚石圆弧砂轮电火花修整的廓形仿真与实验研究

根据金属基金刚石圆弧砂轮修整的需要,研制了杯型修整电极式电火花修整装置,并介绍了装置的结构特点。分析了修整电极与砂轮尺寸对砂轮修整圆弧廓形的影响,根据修整电极与砂轮的尺寸推导出圆弧廓形的表达式,并利用Matlab进行了仿真计算。结果表明:修整宽度为10mm的砂轮时,圆弧半径理论误差在0.02mm以内。通过研制的杯型修整电极式电火花修整装置进行了电火花修整实验,修整后的砂轮实际廓形与仿真廓形误差小于3μm。     

磁流变抛光光学曲面的两级插补算法

根据磁流变抛光的加工特点,本文提出一种加工光学曲面的粗、精两级插补算法。粗插补算法控制工件的面形,精插补算法采用PVT模式,可实现对磁流变抛光光学曲面复杂过程的控制。仿真结果表明,采用该插补算法加工R41.3mm、口径20mm的球面工件,插补误差小于0.45nm,磁流变抛光该尺寸的K9光学玻璃,获得PV57.911nm的面形精度。     

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。