工程陶瓷恒力磨削金刚石砂轮钝化规律

采用钎焊金刚石砂轮对两种硬质合金进行磨削实验,通过测量磨削过程中的磨削水平力和垂直力,对砂轮所受的单位宽度法向力、切向力和力比进行了研究。建立了单颗磨粒磨削力与加工参数间的理论模型,并用实验数据进行验证。理论分析了磨削深度、进给速度对单位宽度磨削力、单颗磨粒磨削力及力比的影响程度。

通过测量和分析高频感应钎焊金刚石砂轮磨削大理石过程中的磨削力,对砂轮所受的法向力和切向力进行了研究。从单颗金刚石最大切削厚度的角度,分析了磨削深度、进给速度和砂轮线速度对磨削力的影响。

金刚石砂轮在工作时,第一需求是锋利,在此基础上才有工作寿命等进一步需求。而影响砂轮锋利度的原因非常复杂,包括了金刚石的品质,类型,浓度,配方设计等等,此外,与酚醛树脂的选型,固化工艺等也有很大的关系。我们通过对酚醛树脂固化机理的深入研究,提出了如何提高砂轮锋利度的改善方案,特别指出了固化工艺的重要性,并推荐了新型的填料。

基于三角测量在线检测闭环控制烧蚀系统,以声光调qyag脉冲激光径向辐照方式进行青铜金刚石砂轮修整。根据砂轮表面的漫反射和成像情况,选取柱面透镜作为接收透镜,改进设计一套比较完善的接收光路系统,对此激光烧蚀系统进行了标定。依照标定结果调整电路,选取合理的激光和工艺参数进行砂轮修整试验。试验结果表明,经激光修整后砂轮精度有了明显的提高。在此基础上研究了激光-机械复合精密修整技术,即青铜金刚石砂轮通过激光修整后,再辅以机械法整形。该方法使修整精度进一步得到提高,同时使砂轮表面地形地貌得到了改善。

针对金刚石砂轮修锐后磨粒微观出刃形貌很难评价的问题,建立了有效磨粒出刃高度、磨粒出刃角和磨粒出刃同形度的特征参数模式.采用碳化硅修整砂轮对金刚石砂轮结块进行修锐,检测砂轮工作表面的磨粒出刃高度和出刃形貌,分析磨料粒度和修锐条件对有效磨粒出刃高度、平均磨粒出刃角、磨粒出刃同形度的影响.结果表明,有效磨粒出刃高度可以反映砂轮工作表面的磨粒出刃性和等高性;#40、#80和#120砂轮的磨粒出刃角为钝角,其平均值分别为131°、111°和111°左右;磨粒出刃同形度较长宽比更能体现出磨粒出刃的完整性.此外,采用低进给深度和高工件进给速度的修锐条件可以提高有效磨粒出刃高度;较大的修锐进给深度和较粗的砂轮粒度都会使磨粒出刃角增大;进给深度越小,磨粒出刃完整性越好.因此,有效磨粒出刃高度、磨粒出刃角和磨粒出刃同形度可以作为金刚石砂轮修锐后微观出刃形貌的评价参数.

研究了花岗石的金刚石砂轮平面磨削。通过在线测量水平和垂直磨削力,研究了金刚石砂轮平面磨削加工两种天然石材过程中的法向力和切向力变化特征。建立了单颗磨粒承受平均切向和法向负荷与单颗磨粒最大切削厚度之间的对应关系。结合扫描电镜观察结果,探讨了两种花岗石的去除机理

利用自行研制的声光调qnd:yag激光器,对青铜金刚石砂轮进行修整试验。用光学显微镜观察修整后的砂轮表面,得到砂轮形貌随修整参数变化关系。对激光修整后的砂轮进行高速磨削试验,得出了砂轮磨削力和试件表面粗糙度随激光修整参数变化的关系。与碳化硅滚轮修整法进行对比试验,结果表明,合适的激光参数修整后,青铜结合剂金刚石砂轮对氧化钇部分稳定氧化锆材料的磨削力小于碳化硅滚轮修整。

本文采用正交试验法研究了砂轮线速度、横向进给速度、磨削深度和磨削行程四种磨削参数对陶瓷结合金刚石砂轮磨削硬质合金表面粗糙度的影响,通过显微镜观察了硬质合金的表面加工质量,分析了影响表面加工质量的因素,得出了优化的工艺参数。结果表明:四种磨削参数对硬质合金表面粗糙度的影响顺序为:横向进给速度>砂轮线速度>砂轮行程>磨削深度;砂轮横向进给速度、砂轮行程和磨削深度较大时,工件的表面粗糙度较大;当砂轮的线速度增大时,能有效降低硬质合金的表面粗糙度。

文章研究了耐热酚醛树脂和"2123"酚醛树脂作为金刚石砂轮结合剂的耐磨情况。磨削试验结果表明:耐热酚醛树脂粉制作的金刚石砂轮具有较好的耐磨性,所加工工件的表面质量优良。通过热性能、力学性能测试和磨削表面分析,找出了两种树脂砂轮耐磨性和磨削效率存在差异的原因,树脂耐热温度的高低、韧性直接影响砂轮的耐磨性;树脂的硬度对砂轮的磨削效率有影响。

金刚石砂轮磨削直线斜边玻璃时,第一个金刚石砂轮的作用是大切深磨削玻璃、奠定玻璃斜边的基础,其后的金刚石砂轮既磨削玻璃又逐步产生更好的表面粗糙度。这也是第一个和第二个金刚石砂轮的粒度级差大于其它金刚石砂轮的粒度级差的原因。金刚石砂轮磨削斜边玻璃的过程还会产生玻璃对玻璃的"滑擦"和"耕犁"作用。相同条件下,不同粒度的金刚石的每个磨粒的平均磨削厚度不同,从而影响玻璃的表面粗糙度。每个金刚石磨粒的平均磨削厚度受诸多因素影响,有很多变量。提高玻璃工件的移动速度和增加砂轮的进给量,可以提高每个金刚石磨粒的平均磨削厚度。

本文研究了树脂结合剂金刚石砂轮磨削铁氧体材料时,磨削深度、工件进给速度对磨削表面粗糙度和材料去除方式的影响规律,以此探索提高铁氧体磨削表面质量的有效途径。采用单因素法设计试验方案对铁氧体进行磨削,测量表面粗糙度数据并对其进行方差分析,对铁氧体磨削表面形貌进行观察。结果表明:随着磨削深度、工件进给速度的增加,表面粗糙度值升高,同时表面塑性痕迹减少,脆性断裂痕迹增加,且磨削深度对表面粗糙度的影响要比工件进给速度的更显著,因此,制定磨削工艺时,考虑到粗磨为了提高效率,降低表面损伤,优化得到磨削工艺为磨削深度5μm,工件进给速度10m/min;精磨为了获得较低的表面粗糙度,采用磨削深度5μm、工件进给速度为5m/min,可以提高磨削表面延展性。

利用真空炉中钎焊工艺制作了钎焊金刚石砂轮,并对氧化铝陶瓷进行高速磨削的磨损研究。实验中,监测了磨削过程中每道磨削的磨削力特征,观察和统计了不同磨削阶段的砂轮表面磨粒磨损状态及变化情况,同时测量了磨粒的出刃高度。结果表明:在高的砂轮线速度和高的材料磨除率下,容易造成大量的磨粒断裂和完全破碎。仅有1.23%的金刚石磨粒是经历"完整-磨平-微破碎-半破碎-断裂(全破)"的失效过程,即磨粒理想的失效路径。通过对钎焊工艺、磨粒承受的载荷以及砂轮表面磨粒浓度和排布方式等因素的分析,阐明了文中钎焊金刚石砂轮中磨粒失效的原因。

研究了复合片外圆磨削用陶瓷结合剂金刚石砂轮的制备工艺及其应用,确定了合适的工艺参数。结果表明:自制li-al-b-si-o系低温陶瓷结合剂含量在22%~26%时,砂轮的综合性能达到最佳;砂轮中磨料浓度越高,使用效果越好,随砂轮中磨料浓度的增加,砂轮的性价比逐渐提高,当浓度达到210%时,砂轮的寿命达到最高;陶瓷砂轮比树脂砂轮的寿命提高2~3倍,且单件复合片的磨削效率提高约30%;所研制的低温陶瓷金刚石砂轮综合性能达到国内领先水平,并具有较高的性价比。

针对深凹非球曲面器件及半球谐振子超精密磨削中使用的小直径金属基球头金刚石砂轮,提出一种基于电火花修整原理的精密修整方法。从理论上分析机械误差及修整参数对砂轮修整后面形精度的影响,基于理论分析结果研制金刚石球头砂轮电火花修整装置。通过正交试验研究修整参数对砂轮面形精度的影响规律,得到最优电火花修整参数。试验结果表明,修整后的砂轮面形精度优于0.8μm,磨粒突出效果良好,可以满足半球谐振子及其他光学零件超精密磨削中砂轮修整需要。

单层钎焊金刚石砂轮在制作完成之初由于砂轮基体加工存在误差以及磨粒粒径大小不一等原因造成磨粒等高性不一致,这使其难以在硬脆材料的精密磨削中得到广泛的应用。采用自制的钎焊碟轮对80/100#单层钎焊金刚石砂轮进行了修整试验研究。在修整试验前后跟踪了砂轮磨粒等高性的变化,进行了sic陶瓷的磨削试验,并观测了工件表面质量的变化情况。试验结果表明:采用此方法能够实现单层钎焊金刚石砂轮的高效精密修整。修整试验结束后砂轮磨粒等高性较好,磨削sic陶瓷的表面质量得到明显改善,表面粗糙度ra值达到了0.1μm以下。

为了克服非金属基材料的非导电性和弱导电性,提出了在表面涂抹导电介质的电火花放电修整非金属基金刚石砂轮方法.利用电火花成型机床在空气介质中进行电火花修整树脂基金刚石砂轮实验,研究了修整过程中的不同放电参数对修整效率的影响,用三维数字显微镜观察电火花修整前后金刚石砂轮表面的微观形貌,比较了放电参数作用下不同的修整效果.

提出了金刚石砂轮加工石材时的综合影响因素分为5大类共40多种输入因素,这些因素均会影响磨削结果。重点分析了在石材加工中影响金刚石砂轮磨损的主要因素和加工参数对切削力的影响,得出加工参数和金刚石砂轮的制作方式是影响金刚石砂轮磨损的主要原因,并通过大量的磨削试验得到钎焊金刚石砂轮磨削花岗岩时的宏观磨损量和微观破损状态。而加工参数对切削力的影响为:磨削速度vs的增加使金刚石砂轮切削力降低;进给速度vf和磨削深度ap的增大都会导致切削力增大,磨削深度对切削力的影响要比进给速度明显。

上海砂轮厂是我国生产磨料磨具品种最全的专业厂,是拥有外贸经营权的国家重点企业,也是全行业首家通过iso—9001质量体系认证的厂家,她是浦东这块热土上的一颗闪耀的明珠。上海砂轮厂生产的普通磨具,加工效率高,安全系数好,适用于金属和非金属材料的磨削、抛光、开槽和切割。产品有平形、筒形、杯形等各种形状,用于平面磨、内圆磨、外圆磨等各种磨削。磨具,按磨料、粒度、硬度、结

为了实现对金刚石砂轮表面形貌的非接触精密测量,开发了基于干涉原理的金刚石砂轮表面形貌专用测量系统,研究了该系统的测量原理和关键技术。根据垂直扫描白光干涉显微测量原理以及被测对象的特征,提出了适用于砂轮测量的方法,研究了系统的自动扫描范围、垂直方向的扫描方法、单次测量三维表面的恢复算法和磨粒的识别算法。结合自行设计的夹具搭建了砂轮测量系统,并对多次测量拼接算法进行了实验分析。实验结果表明:基于区域重合大小(重合度为30%~50%)的拼接算法获得的拼接前后重合区域的相关系数均大于0.8,拼接后重合区域的高度差均小于0.4μm。得到的结果显示所搭建的系统可以恢复砂轮的形貌,其测量范围和精度满足砂轮磨粒评定和分析的要求。

由不同材料构成的组合零件可以充分发挥各种不同材料的性能,例如,冲模刃口镶装上硬质合金可以显著改善冲模的耐磨性能。但是这种组合件的磨削往往比较困难,例如硬质合金——钢——青铜组合件,硬质合金太硬,磨削时易破碎;而青铜较软,磨削时易堵塞砂轮。近十年来,由于金刚石磨料的生产和砂轮粘结技术的发展,已有可能对上述组合件的磨削进行更系统和深入的试验研究。这些试验研究主要是用金刚石砂轮来进行的,也利用了普通的碳化硅砂轮,以便对照。

用yag脉冲激光对青铜结合剂金刚石砂轮进行修锐试验研究,为改善激光修锐效果,提出辅助交叉吹气的方法,实验研究了激光功率密度和离焦量对结合剂去除效果的影响.对修锐后的砂轮表面形貌显微观察表明,辅助交叉吹气方法有助于磨粒的暴露,有明显的修锐效果.同时,对修锐砂轮的磨削力测量结果表明,修锐后法向磨削力比修锐前下降10%～15%,切向下降5%～7%,比单独同轴吹气下降3%～5%,提高了砂轮的磨削性能.该结果为金属结合剂超硬磨料砂轮的激光修锐应用提供了理论与试验依据.

对使用青铜基金刚石砂轮片切削光学玻璃时,出现的截面质量逐渐下降甚至最终出现大量边缘破损的现象进行了分析,揭示了青铜基砂轮随着使用时间的增加,因无法"自锐"而"堵塞"、进而变得钝化是此种现象的根本原因。在此基础上,结合实践经验和相关试验,提出了相应的解决方法,并对这一方法的机理展开研究。