磨料有序排布电镀砂轮的制备及其把持力研究

为解决电镀砂轮磨削加工中容屑空间不足的问题，采用点胶微粘接的方法制备了磨料有序排布的电镀砂轮，分析了磨料粘接效果和镀层力学性能。通过SEM分析了磨料/镀层/导电胶的结合界面，并进行了干磨削试验。研究结果表明，直径约为磨料粒径40%的胶点可粘接住磨料，单个胶点上粘接多颗磨料的占比小于6%；双脉冲电镀工艺制备的镀层显微硬度大于500HV，表层残余应力小于100MPa，磨料/镀层/导电胶之间的界面贴合紧密，无明显缺陷；砂轮在磨削时没有出现磨料脱落现象。     

高效磨削用热管砂轮基体应力应变分布的有限元分析

鉴于高效磨削用热管砂轮对其基体强度提出了越来越高的要求,通过ANSYS仿真软件对其进行有限元数值模拟,分别探讨了两种不同基体材料的热管砂轮在空转条件下以及磨削力和离心力共同作用下的应力应变分布,得到了热管砂轮在不同转速下的应力分布图以及径向位移的分布情况,并完成砂轮基体的强度校核。仿真结果为热管砂轮结构的改进提供了有益的参考,对热管砂轮的结构优化具有理论指导意义。     

型面约束下的真空钎焊金刚石工艺及其等高性分析

在真空炉中采用石墨阴模对金刚石进行适当约束的方法开展钎焊试验，实现了金刚石与钢基体之间的高强度连接及磨粒等高性的有效控制. 采用SEM对钎焊试样和金刚石表面形貌进行观察，采用EDS对金刚石表面定点和微区成分进行分析，使用超景深三维显微镜对磨粒等高性进行测量. 结果表明，液相Cu70Sn20Ti10钎料在毛细作用下可润湿包裹在石墨阴模上粘接的金刚石，且两者界面上形成TiC反应物，由此可获得钢基体对金刚石高的把持力. 钎焊过程银胶不与金刚石发生反应，同时由于银胶能够始终保持对金刚石的粘接及约束作用，所以钎焊后的磨粒等高性好.     

超硬磨具磨粒有序排布技术的原理及应用

磨料有序排布的超硬磨料工具是磨削工具家族的新品种,其工作表面具有按一定规律整齐排布的磨削刃,与传统磨具相比具有容屑空间大、磨削刃锋利、磨削力小和磨削温度低等优点,目前已经成功应用于高效精密磨削加工领域,并表现出良好的应用潜力。但如何实现磨粒高效率和精确的有序排布还是一个难题,因此迫切需要发展新的磨粒排布技术。文章介绍了有序排布磨料的基本理论,磨具的构造、主要制造方法以及研究发展情况,分析了排布方式对磨削性能的影响,并对其今后的发展方向进行了展望。      

基于FLUENT的热管砂轮换热能力仿真分析

采用CFD软件FLUENT建立了热管砂轮的三维有限体积传热模型,通过改变砂轮外圆面热流密度和砂轮转速,得出对应参数条件下热管砂轮的温度场分布,并分析各参数对砂轮换热能力的影响.仿真实验结果表明:随着热源面热流密度的增大,砂轮外圆面温度越高;在冷端条件一定的情况下,提高砂轮转速能降低砂轮外圆面温度.     

热管砂轮磨削高温合金GH4169实验研究

针对高温合金材料在磨削加工过程中存在的磨削烧伤问题,根据热管技术可进一步强化磨削弧区换热的特点,设计了一种新型磨具——热管砂轮,并成功制备出能够用于实际加工的单层电镀CBN热管砂轮。随后,通过磨削对比实验,验证了热管砂轮在高效深磨高温合金GH4169时,对磨削温度的控制效果。实验结果表明:在相同实验条件下,当使用无热管的普通砂轮时,在磨削弧区会产生高温,而使用热管砂轮时可以有效将磨削温度维持在100℃以下,避免工件烧伤。     

热管砂轮干磨削温度场数值模拟

基于一种利用热管技术对磨削弧区进行强化换热的构想,采用FLUENT软件建立了环形热管砂轮干磨削温度场的仿真模型,得到了热管换热能力与热流密度、转速和砂轮壁厚的关系,并在相同热流密度下对比了热管砂轮与热管砂轮弧区的温度。仿真结果表明:弧区温度会随着热流密度的增大相应升高,随着转速的增大而降低,热管的启动时间会随着砂轮壁厚的增大减慢;相同热流密度下,热管砂轮的弧区温度明显低于无热管砂轮。最后通过干磨削钛合金TC4试验,对仿真结果进行了验证。     

超硬磨料磨具修整技术研究

超硬磨料砂轮以其优越的磨削性能极大地推进了磨削技术的发展,在加工难加工材料、高效磨削和精密磨削等方面取得了显著成果。但由于超硬磨料磨削技术尚处于发展初期,还存在许多未解决的难题,其中超硬砂轮修整困难就是问题之一,该问题严重制约了超硬磨料砂轮的推广应用。本文针对超硬磨料砂轮的修整问题,归纳论述了各种超硬磨料砂轮修整的原理、特点,并对超硬磨料砂轮修整的发展方向做了展望。      

新型多孔金属结合剂金刚石磨盘研制与磨削实验研究

针对引入孔隙结构后,多孔金属结合剂超硬磨具耐用度降低的问题,提出利用超硬磨料钎焊技术改善胎体对金刚石磨料的把持力,以提高工具寿命,并成功研制出一种新型多孔金属结合剂金刚石磨盘。测试分析了新型磨盘的节块性能,并通过磨削花岗岩安溪红635试验,对新型磨盘的磨削效果进行评价。实验结果表明:新型磨盘节块强度在100MPa左右,孔隙率为60%,孔隙在节块内部分布均匀,且金属结合剂与金刚石表面发生了牢固的化学冶金结合;磨削石材的表面粗糙度Ra0.77~1.59μm,磨盘的磨削比达到760。     

金刚石型面约束的自由磨粒挤磨修整超硬磨料砂轮方法

针对超硬磨料砂轮存在修整困难的问题，基于金刚石和普通材料在强度上存在巨大差异的特点，提出了一种在金刚石型面约束下将磨粒挤压和修磨相结合的修整方法，其基本原理是：表面有精密形状的金刚石工具通过高速旋转生成具有约束能力的高强度型面，型面通过约束自由磨粒对被修砂轮产生挤压划擦作用破坏砂轮结合剂完成砂轮高效修形,同时通过修整工具高强度金刚石磨料的微研削作用对被修砂轮型面进行进一步精密修磨。对约束型面的形成及自由磨粒在型面约束下挤压和研削作用机制进行了分析，并介绍了挤磨修整系统的构成和特性，对修整力、修磨速度和自由磨粒等参数影响规律进行了初步试验探索，结果表明，自由磨粒型面约束下的挤压能够实现超硬磨料砂轮的快速成形精密修整。