高精磨削硬脆材料的新方法

工程陶瓷铁氧体一类硬脆材料,在半导体、磁头和光学零件等现代工业中使用越来越多。它们对缺陷的敏感性,使它们的工作表面必须十分精整。因此,用超硬砂轮高精磨此类零件是必要的,但普通砂轮的修整方法不宜使用,使用加工中修整法,可明显提高砂轮性能,减小被磨工件表面粗糙度和损伤,并减小磨削力,是高精磨削硬脆材料的好方法。     

砂带磨削表面粗糙度的研究

本文讨论了砂带磨削中磨削参数对磨削表面粗糙度的影响,提出了合理选择砂带以及磨削参数的依据。     

脆硬材料的一次走刀镜面磨削技术

用一般方法无间希磨削，需要按顺序使用粒度不同的砂轮进行多次磨削方能完成，因此加工周期长，成本高。本文介绍一种用金属结合剂微细金刚石砂轮一次走刀完成镜面加工的方法。     

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。     

复杂曲面硬脆材料零件磨削加工数值模拟

建立了大型复杂形面薄壁石英纤维复合材料的树脂金刚石磨削过程传热学模型,并基于有限元方法,利用工程数值模拟软件ANSYS对石英纤维材料磨削时的热传递过程进行了数值计算,得出工件的温度场分布规律及温度变化历程。研究表明：以现行磨削用量干磨削后,磨削最高温度达到316℃,热量主要分布在表层2 mm深范围内,对工件表面材料性能影响不大;同时得到了温度场分布随热源的移动而变化的规律及工件表面某位置下不同深度的温度变化历程。借助有限元方法对工件表层的温度场进行仿真,可以预测整个磨削过程,优化磨削参数,减少试验次数与成本,为解决磨削表面热损伤和热变形等问题提供了依据。     

叶片材料(1Cr13)砂带磨削性能的研究

本文主要探讨了不同类型的砂带和磨削参数对金属切除率的影响,以及砂带磨损与金属切除率的关系。结果表明,能够根据获得的试验数据,选择最佳和合理的磨削参数。     

立方氮化硼砂带磨削性能的研究

用相同粒度的CBN与刚玉砂带,分别磨削45号钢,分析并比较其磨削性能。结果表明:CBN砂带磨耗比为210.4,刚玉砂带磨耗比为18.9,CBN砂带耐磨性远远高于刚玉砂带;CBN砂带加工工件的表面质量要优于刚玉砂带,但两者磨削工件的表面粗糙度R_a相差不大,分别为0.127 μm、0.128 μm;CBN砂带磨料出刃高,初始磨削效率高;刚玉砂带树脂结合剂硬度低,磨削60 min后基本丧失了磨削能力,而CBN砂带金属镍结合剂与磨料硬度有很好的匹配性,180 min后仍能保持28.2 g/h磨削效率。      

基于正交实验的机器人砂带磨削工艺分析及优化

针对工业机器人砂带磨削最优工艺参数组合的选择,通过机器人夹持工件进行砂带磨削,采用正交实验和极差、方差分析方法研究砂带线速度、工件进给量、横向进给速度、砂带目数对工件表面粗糙度Ra及材料去除深度MRD的影响,探究其最优工艺参数组合,并通过正交实验数据建立变量与实验结果的线性回归预测模型.结果表明:综合考虑表面粗糙度Ra...     

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。     

硬质合金刀具电解磨削工艺研究

阐述了电解磨削硬质合金刀具的原理、特点及工艺。并对其工艺机理及影响因素进行了探讨。     

硬状态钢铁材料磨削影响层硬化的表征

显微硬度和X射线衍射线半高宽常被用来表征强化表面的静强度及其在强化表面层内的分布。然而实验结果表明，对于两种经过磨削加工的硬状态钢铁材料，磨削塑性形变是使其表层的显微硬度明显提高，却使其半高宽值大幅度减小。因此，X射线衍射线的半高宽不能正确的反映硬状态钢铁材料磨削影响层的强化效果。文中利用一个模型和X射线衍射线的线形分析结果来说明磨削塑性形变是通过降低微观应力从而使半高宽减小的。     

聚晶金刚石合理磨削工艺参数

本文通过大量的试验，系统研究了磨削工艺参数对聚晶金刚石（PCD）磨除率Q、磨削比G的影响。试验结果表明，以Q及G为目标，切入深度ap、刀架系统的静刚度Fa、砂轮磨削速度Vs均存在合理范围，在此范围内，磨除率Q，磨削比G均较高，同时还可知，切入深度ap对PCD材料磨除率Q影响最大，而其他两参数影响较小且二者水平相当；刀架系统的静赐度Fa及砂轮磨削速度Vs对PCD材料的磨削比G影响较大且二者水平相当，而切入深度ap影响次之。     

硬脆材料专用ELID磨削液的研制

本文在已有新型通用ELID磨削液(HDMY-20型)的基础上，根据硬脆材料的磨削特点和ELID磨削过程中磨削液的电解修锐生膜缓蚀作用、结合通用ELID磨削液的研制经验．通过增添表面活性剂、稳定剂、防锈剂、油性极压剂和调整无机盐等成分的比例关系．优化出适合硬脆材料ELID磨削最佳状态的专用ELID磨削液。应用此磨削液磨削硬质合金表面粗糙度可达Ra0．007μm比通用型磨削液磨削的硬质合金Ra值降低了0．005μm。     

硬质合金磨削力的实验研究

对硬质合金YG6、YT30的精密磨削进行了磨削力的实验研究．测定和分析了实际摩削深度、工作台速度与单位磨削力的对应关系；比磨削能与工作台速度、实际磨削深度的对应关系，以及比磨削能力与去除量之间的对应关系，并将YG6和YT30分别进行了比较。实验证明，单位磨削力随工作台速度和实际磨削深度的增加而增加。比磨削能随工作台速度和实际磨削深度，以及材料去除率的增加而降低。在同样磨削参数条件下，YG6的单位磨削力和比磨削能要大于YT30．     

纳米结构金属陶瓷(n-WC/Co)涂层材料精密磨削的试验研究

本文对纳米结构金属陶瓷（n-WC/Co）涂层材料在金刚石砂轮精密磨削过程中的磨削力进行了较详细的试验研究。对常规结构金属陶瓷(n-WC/Co）和n-WC/Co涂层材料的磨削力作了对比磨削试验,分析了磨削工艺参数如砂轮磨削深度,工件进给速度,金刚石砂轮结合剂类型和磨粒尺寸以及被磨试件材料特性等对磨削力的影响,结合被磨试件表面的扫描电镜（SEM）的观察,分析了n-WC/Co涂层材料磨削的材料去除机理,研究结果表明：在相同磨削条件下,纳米结构陶瓷涂层的磨削力始终高于常规结构陶瓷涂层的磨削力;在其它磨削条件相同的情况下,用金属结合剂砂轮磨削工件所需的磨削力要比树脂结合剂砂轮,陶瓷结合剂砂轮所需的磨削力大些,磨粒尺寸小的砂轮磨削工件所需的总磨削力要比磨粒尺寸在的砂轮所需的磨削力大些,磨削力随砂轮磨削深度,工件进给速度的增加而增大;一般情况下,n-WC/Co涂层材料精密磨削过程的材料去除机理中,占主导方式的是塑性成形的材料去除方式。     

纳米结构陶瓷涂层精密磨削的材料去除机理及磨削加工技术

随着纳米结构陶瓷涂层的开发和应用，其后续精密加工技术已受到人们的关注。纳米结构陶瓷涂层的高硬度和高耐磨性使其成为难加工材料，采用金刚石磨料磨削加工有可能成为其最主要的加工方法。本文首先讨论了纳米结构陶瓷涂层精密磨削的非弹性变形和脆性去除的材料去除机理，然后对可用来加工纳米结构陶瓷涂层的超精密金刚石砂轮磨削、ELID磨削、延性域磨削、超高速磨削、精细磨削等磨削加工技术进行了分析，分析了它们的材料去除机理和技术特点。在此基础上，本文指出了相关的有待进一步研究的课题。     

类金刚石纤维砂轮的开发及其磨削特性

为了获得高精度加工表面，最近磨具市场上有一种Al2O3纤维砂轮问世^[1]。该砂轮克服了磨粒砂轮中磨粒易于脱落的缺点，但其硬度仍受到一定限制。近十年来，由于类金刚石薄膜具有接近金刚石的硬度、高耐磨性和很低的摩擦系数等优良的机械、物理、化学和光电特性，因而被广泛地应用于精密零部件和涂附刃具的制造^[2]。如果能将类金刚石薄膜形成类金刚石纤维，然后将其代替Al2O3纤维作为磨料，就可以满足纤维砂轮的硬度要求。因此，1999年以来，日本山口胜美教授和中国魏源迁教授成功地将类金刚石纤维植入基体并与树脂结合剂结合，开发了一种类金刚石纤维砂轮^[3-5]。该砂轮中的类金刚石纤维按同一方向排列且与砂轮磨削面相垂直，纤维的端部可用作为切削刃。为了考察这种新型砂轮的磨削特性，本文作者对难加工材料如模具钢SKD11及硬脆材料如硅片、光学玻璃、石英和大理石进行了大量的磨削试验。试验结果表明能获得纳米级加工表面，例如被磨硅片和模具钢的表面粗糙度分别为Ra2nm(Ryl5nm)和Ra2nm(Ry23nm)。     

二维超声磨削纳米复相陶瓷的磨削特性研究(1)

本文通过对二维超声磨削纳米复相陶瓷的磨削特性进行理论分析及试验研究，尤其是磨削力的特性及其影响因素，从而探索磨削加工表面质量的影响因素并提出改善磨削效果的措施。研究结果表明，磨削力随着切深的增大而增大，随着磨削深度的进一步增加，超声振动在磨削加工中所起的作用减弱；二维超声振动磨削大大扩大了复相陶瓷磨削的塑性加工区域，二维超声振动磨削过程的塑性域是磨削深度小于5μm，而普通磨削塑性域是在磨削深度小于2μm；适当增大磨削速度，既可以增强磨削砂轮的自锐能力，获得较高的去除率，又可以增加塑性变形，改善工件的表面质量；砂轮线速度的变化对二维超声振动磨削过程中的磨削力影响比对普通磨削过程中的磨削力的影响小，故二维超声振动磨削可以选用较大的砂轮线速度；工件速度对二维超声振动磨削表面粗糙度影响很大，其值随着工件速度的增加而增大。