纳米陶瓷结合剂CBN砂轮磨削高温镍基合金研究

高温镍基合金作为一种难加工材料,在磨削过程中会产生强烈的塑性变形,磨屑极易粘附在砂轮表面堵塞气孔从而影响砂轮寿命及磨削质量。为提高高温镍基合金磨削质量,制备了纳米陶瓷结合剂砂轮和普通陶瓷结合剂砂轮,并分别对GH4169镍基高温合金进行了磨削实验。通过测量磨削过程中工件的表面粗糙度、磨削力、磨削温度,结果表明：在相同的工况条件下,纳米陶瓷结合剂砂轮比普通陶瓷结合剂砂轮的磨削质量更好,前者磨削后工件表面粗糙度更小,磨削力更低,磨削温度比后者低15℃～20℃,可见纳米陶瓷结合剂CBN砂轮对磨削高温镍基合金有着更优异的性能。     

磨削参数对GH4169高温合金磨削表面特征影响研究

采用单因素试验法,使用不同特性的砂轮进行GH4169高温合金的外圆磨削试验,研究了单晶刚玉砂轮和CBN砂轮对GH4169高温合金磨削表面特征中表面粗糙度和表面形貌的影响,分析了各磨削工艺参数对表面粗糙度的影响规律,并分析了单晶刚玉砂轮和CBN砂轮切屑的形态,还检测了磨削加工的表面形貌。结果表明：采用粒度为80、中软级、陶瓷结合剂的单晶刚玉砂轮磨削GH4169高温合金时,其磨削表面粗糙度较小,表面特征较稳定;磨削进给运动轨迹构成了试件已加工表面形貌轮廓的主要特征。在工件速度为8~21.66m/min、砂轮速度为15~30m/s、径向进给量为0.005~0.02mm、纵向进给量为1.3~3.6mm/r范围内,可以保证表面粗糙度Ra在0.14μm以内。     

石英玻璃的热辅助高效塑性域干磨削

为了提高大口径石英玻璃光学元件的加工效率,提出了热辅助塑性域超精密磨削石英玻璃的新方法。分析了石英玻璃的热辅助塑性域磨削机理,通过理论推导得出磨削深度对磨削区表面最高温升的影响规律。采用陶瓷结合剂立方氮化硼(CBN)砂轮对石英玻璃进行干磨削,利用磨削热改善磨削区石英玻璃的力学性能,实现了石英玻璃的高效塑性域磨削。通过磨削实验研究了不同磨削深度对石英玻璃表面粗糙度(Ra)和亚表面损伤深度的影响。实验结果表明,随着磨削深度的增加,Ra和亚表面损伤深度反而降低。当磨削深度为5μm,大于粗磨表面的裂纹深度时,获得了Ra值为0.07μm的光滑无裂纹的塑性域磨削表面。通过扫描电镜观察研究了砂轮的磨损机理,结果显示陶瓷结合剂CBN砂轮塑性域干磨削石英玻璃时,砂轮以磨耗磨损为主,该结果为研究新型的陶瓷结合剂CBN砂轮提供了依据。     

国产陶瓷结合剂 CBN砂轮磨削45淬硬钢的试验研究

通过采用国产陶瓷结合剂CBN砂轮对45淬硬钢工件进行磨削试验，系统分析了磨削参数对CBN砂轮磨损的影响，获得了能够进行高速高效磨削的合理磨削参数。     

陶瓷结合剂CBN砂轮高速磨削凸轮轴的表面粗糙度研究

本文通过一系列的试验,分析了磨削工艺参数对工件表面粗糙度的影响,建立了磨削表面粗糙度的经验公式,研究了陶瓷结合剂CBN砂轮磨削表面粗糙度的变化规律及其特点,这些规律为凸轮轴的CBN高速磨削提供了一系列实用的工艺参数.     

机床特性对陶瓷结合剂CBN砂轮磨削比的影响

通过用陶瓷结合剂CBN砂轮对45淬硬钢工件进行磨削试验,深入分析了机床特性对CBN砂轮磨削比的影响,获得了能够进行CBN砂轮高速高效磨削的机床特征参数。     

树脂结合剂CBN砂轮表面状态对磨削表面粗糙度的影响

本文介绍了树脂结合剂CBN砂轮表面状态的评价参数；试验研究了CBN砂轮表面磨粒凸出高度和容屑比对磨削表面粗糙度的影响。根据试验研究结果，提出了降低树脂结合剂CBN砂轮磨削表面粗糙度的有关措施。     

电源参数对氧化锆ELID高速磨削表面粕糙度的影响

通过实验，分析了电源参数与氧化锆陶瓷ELID高速磨削表面粗糙度之间的关系。研究结果表明，电源参数的选择决定了砂轮结合剂发生电解反应溶解去除的速度以及砂轮表面生成氧化膜的质量，进而影响砂轮的磨削性能和工件的磨削质量。     

陶瓷结合CBN砂轮磨削螺纹型面的研究

论述了陶瓷结合CBN砂轮磨削不同类型螺纹——精密滚球丝杠、螺纹丝杠、带表卡尺齿条、千分尺螺杆的试验研究,探讨了陶瓷立方氮化硼砂轮对螺纹型面加工精度、表面粗糙度、砂轮耐用度的影响。     

超声振动修整砂轮的效果

用陶瓷结合剂CBN砂轮和金刚石砂轮磨削不锈钢作试验，分析了超声振动修整和普通修整的不同点，以及采用不同砂轮磨削不锈钢时的工件表面粗糙度变化情况。在不同的修整间距时获得的工件表面粗糙度是不同的，在较小的间距时获得的工件表面粗糙度较低，说明超声振动修整确实是一种较好的砂轮修整方法。     

感应钎焊温度对立方氮化硼砂轮磨削性能的影响

利用超高频感应钎焊在不同钎焊温度条件下制备立方氮化硼(CBN)砂轮,采用扫描电子电镜（SEM）和能量分散谱仪（EDS）对磨粒表面新生化合物进行观察与分析,并通过与电镀CBN砂轮进行比较,对感应钎焊CBN砂轮的磨削性能进行评价。结果表明：CBN磨粒界面新生化合物主要组成元素有N、B、Ti三种,活性元素Ti发生扩散并与N和B发生化合反应;当感应钎焊温度为940℃时,磨粒表面生成物致密覆盖在表面,且所制备的CBN钎焊砂轮的磨削力和磨削比能较小。在相同磨削用量下,对电镀CBN砂轮和感应钎焊CBN砂轮的磨损形式进行对比分析发现,电镀CBN砂轮的磨损形式为黏附磨损,钎焊CBN砂轮的磨损形式为破碎磨损。     

磨削钛合金用陶瓷CBN砂轮的研制

阐述了磨削钛合金用陶瓷结合剂CBN砂轮的研制：主要有结合剂体系的选择，CBN砂轮浓度的选择，填充剂选择，还研究了磨削时砂轮线速度对磨削效果的影响。研究试验结果表明，磨削钛合金时CBN砂轮的浓度应在125％左右，浓度太高或太低都会使磨削成本增加；填充剂应选用碳化硅而不用CBN砂轮常用的氧化铝；磨削时砂轮线速度应在45m／s以上。这些结果可作为选用陶瓷CBN砂轮磨削钛合金时的参考。     

钛合金Ti6Al4V高速磨削试验研究

为实现难加工材料钛合金的高效磨削,进一步发挥高速磨削的潜力,开展了钛合金Ti6Al4V高速磨削工艺试验研究,对磨削过程的磨削力、磨削比能以及磨削温度随单颗磨粒最大切屑厚度agmax的变化特征进行了分析。研究结果表明：不同砂轮线速度vs条件下,磨削力、磨削比能及磨削温度三者随单颗磨粒最大切屑厚度agmax变化的特征曲线略有不同,具体表现为,单颗磨粒最大切屑厚度agmax一定条件下,磨削力及磨削比能随着磨削速度的提高呈减小趋势,磨削温度则呈上升趋势,同时钎焊CBN砂轮的磨削力、磨削比能低于陶瓷结合剂及电镀CBN砂轮的磨削力、磨削比能,因此,利用钎焊CBN砂轮磨料有序排布的优势,选择合理的单颗磨粒最大切屑厚度,可在提高砂轮线速度的同时提高进给速度,从而提高磨削效率,实现钛合金的高速高效磨削。     

杯形CBN砂轮端面磨削的自锐过程分析及磨削效果改善

以曲线沟槽的磨削加工为目的 ,本文对金属结合剂杯形小直径 CBN砂轮端面磨削沟槽底面时的砂轮自锐 (Self- dressing)过程进行了研究。金属结合剂杯形小直径 CBN砂轮的自锐行为表现为磨粒磨损后的破碎产生新切削刃 ,磨钝磨粒的脱落和砂轮结合剂被磨屑去除产生新磨粒 ,保持了砂轮工作面上磨粒密度的相对稳定 ,维持了砂轮的锋锐性。通过提高砂轮硬度以期减缓磨粒脱落 ,增加单个磨粒的服务期限 ,试验结果表明已加工表面粗糙度 Rz小于 3.5 μm,砂轮磨损减小了 40 % ,磨削过程稳定 ,取得了良好的磨削效果     

Effects of Abrasive Types on Grinding of Chopped Strand Mat Glass Fiber-Reinforced Polymer Composite Laminates

A grindability study of chopped strand mat glass fiber reinforced polymer laminates (CSM GFRP) has been carried out to evaluate the effects of abrasive types on grinding force ratio and area roughness at varying grinding parameters such as speed, feed and depth of cut. Performances of alumina (Al₂O₃) and cubic boron nitride (CBN) wheels were compared. Both wheels delivered the maximum grinding force ratios at low speed, high feed and low depth of cut. Alumina wheel produced smoother surface when grinding at low speed, low feed and high depth of cut. CBN wheel, on the other hand, gave smoother surface at high feed and low depth of cut conditions, regardless of speed. With CBN wheel, it is likely that a single grinding condition exists that maximizes grinding force ratio and minimizes area roughness. The findings indicate that CBN wheel exhibited higher grinding force ratio than alumina grinding wheel in general. CBN grinding wheel also outperformed alumina grinding wheel by producing smoother ground surface in most cases.     

细粒度金刚石砂轮超精密磨削硅片的表面质量

为实现硅片高质量表面的超精密磨削，研究了5000目、8000目和30 000目金刚石砂轮磨削硅片的表面质量。利用数学模型预测了硅片磨削表面的粗糙度Ra并对预测结果进行了试验验证，分析了硅片磨削表面的形貌特征；通过磨床主轴电机的电流变化对比分析了5000目、8000目和30 000目砂轮磨削过程中的磨削力变化趋势。研究结果表明：8000目砂轮磨削后的单晶硅表面粗糙度Ra小于10 nm,亚表面损伤深度小于150 nm,磨削过程中的磨削力稳定，磨削质量优于5000目砂轮，磨削过程的稳定性优于30 000目砂轮。     

加压内冷却砂轮的研制及磨削性能研究

针对高温合金材料在磨削加工过程中存在磨削烧伤问题,为避免气障效应并强化冷却液在磨削弧区的换热效果,提出采用加压式内冷却断续磨削方法。利用数值模拟方法和3D打印技术对砂轮基体、加压内冷却系统和密封结构等进行设计和验证,制备了用于平面磨削的加压内冷却开槽CBN砂轮。在相同的磨削加工参数条件下,使用加压内冷却方法与外部喷射冷却方法进行镍基高温合金磨削对比试验,分析了砂轮速度、磨削深度和工件进给速度等加工参数对磨削温度、加工表面粗糙度和表面形貌的影响规律,验证了加压内冷却断续磨削方法对磨削弧区的强化换热效果。结果表明：在相同试验参数条件下磨削镍基高温合金,加压内冷却法比外部喷射冷却法的换热效率更高,得到的磨削温度更低,表面粗糙度更小,加工表面更为光滑细腻。     

超硬磨料砂轮的激光修锐技术研究

激光修整超硬磨料砂轮的原理,利用Ｎｄ：ＹＡＧ固体脉冲激光器进行激光修锐青铜结合剂和树脂结合剂硬磨料砂轮的试验,用扫描电镜观察了激光修锐前后砂轮表面的微观表貌,对激光作用下砂轮表面不同结合剂材料的去除机理进行了分析,通过磨削陶瓷试验,研究激光修锐的金刚石砂轮的磨削性能,并与普通砂轮磨削肖修锐的金刚石砂轮进行对比。结果表明,采用试验所确定的激光参数可选择性地去除砂轮表面的结合剂材料,而不损伤超硬磨粒,     

CBN砂轮在轴承套圈内圆磨削中的应用

CBN砂轮以其优异的性能在高效、高精度磨削中具有广阔的应用前景。文中以树脂结合剂CBN砂轮轴承圈内圆磨削为研究对象,采用金刚石滚轮修整器,研究选择合适的修整及磨削参数,使CBN砂轮的性能在轴承磨削中得到充分发挥。通过对修整前后砂轮表面形貌分析,揭示了修整参数对修锐效果的影响,并结合磨削后试件表面的精度获得了合适磨削参数,试验结果对CBN砂轮在轴承圈的大批量磨削中的广泛应用具有重要的指导意义。     

超高速陶瓷结合剂CBN砂轮制造及应用

介绍了超高速陶瓷结合剂CBN砂轮的制造技术,从基体设计、CBN磨料选择、陶瓷结合剂制备、砂轮配方及尺寸的确定、砂轮制备等方面进行了详细分析。最后对超高速陶瓷CBN砂轮的应用前景进行了展望。