小直径金属基球头金刚石砂轮电火花修整技术

针对金刚石砂轮v形尖端的微细修整困难的问题,开发出一种对磨成型的v形尖端修整技术。在数控修整中,砂轮作v形的直线插补运动与修整工具对磨,逐渐被修整成v形尖端。本实验中修整工具分别是#600和#180绿碳化硅(gc)油石,砂轮分别为sd400和sd600金刚石砂轮。实验结果表明,较细粒度的修整工具不仅可以将砂轮v形尖端修整出更小的圆弧半径,而且也能够将微小磨粒修锐得更锋利,从而使加工的单晶硅微沟槽形状更加整齐。此外,采用修整后的圆弧半径小于20μm的sd600金刚石砂轮v形尖端可以实现光纤石英微阵列沟槽的微细加工,也可以在sic陶瓷和wc合金基板上加工出微锥塔阵列空间的功能表面。因此,数控对磨在位修整的工艺可以用于金刚石砂轮v形尖端的微细修整,实现硬脆性基板的微细磨削加工。

建立完善的金刚石砂轮修整的声发射监测系统,利用声发射信号可直观反映出金刚石砂轮实际修整情况。通过分析计算砂轮在整形过程中声发射信号的标准差值可定量分析出砂轮实际修整效果,实验中使用电容传感器测量整形前后砂轮表面外形,测量结果证明了声发射监测系统在金刚石砂轮修整中的有效性。

介绍了一种科学的金刚石砂轮磨削性能实验检测方法,并对检测过程进行了详细的说明,为金刚石砂轮工艺配方研究者和生产商提供了一种可行的砂轮磨削性能检测方法,破解了长期困扰砂轮配方工艺研究者的———砂轮的耐磨性和锋利度无法量化测定的难题。

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。

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.

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。

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。

单层钎焊金刚石砂轮的应用因其磨粒等高性不一致而在硬脆材料的精密加工中受到一定限制。本文采用机械化学复合法对80/100单层钎焊金刚石砂轮进行了修整试验研究。在修整实验前后,测量了砂轮工作面圆跳动,跟踪了磨粒的形貌变化,进行了砂轮磨削k9玻璃实验,观察并分析了工件磨削后的粗糙度值的变化。研究结果表明:机械化学复合法对单层钎焊金刚石砂轮的修整是有效的,磨粒的磨损以化学腐蚀为主,砂轮修整后磨粒等高性较好,磨削k9玻璃工件表面粗糙度明显降低。

金属结合剂金刚石砂轮由于其结合剂的高把持强度,导致砂轮整形极其困难。微细粒度金属结合剂砂轮一般可通过机械、电火花、电化学或激光等某单一整形方式进行整形,但对于粗粒度砂轮来说,由于磨粒尺寸较大,采用上述任一种整形方式都存在一定问题。本文针对粗粒度砂轮多用于高效磨削这一特点提出了一种复合式整形方法:电火花-机械复合整形法,并阐述了该方法的整形机理;此外,还对整形精度起着重要作用的参数———放电间隙与电规准之间的关系进行了试验研究,并通过100/120#青铜结合剂金刚石砂轮的整形试验进行验证。试验结果表明,采用电火花-机械复合整形方法可以实现对粗粒度金属结合剂超硬磨料砂轮的高效整形,整形精度可达6μm以下。

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

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。

在精密光学加工中,金刚石砂轮被广泛应用于精磨各种硬脆性材料。为了提高光学零件的表面质量,降低亚表面损伤,精密金刚石砂轮的制造及其光学加工工艺受到广泛的关注。综述了金刚石砂轮的结构、装夹方式、结合剂及基体的选用情况,对金刚石砂轮的静平衡和动平衡进行了分析,并提出了解决方案,运用该方案加工出的非球面零件面形精度rt<1μm,ra<0.3μm。实践证明,运用该方法加工出的零件达到了超精磨的水平,大大提高了后道工序的加工效率。

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。

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。

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。

介绍了硅片加工过程中3种划片方法及划片机国内外发展趋势。对金刚石砂轮刀片进行力学分析,应用有限元分析软件建立砂轮刀片回转模型,得到刀片的应力图。通过仿真得到:砂轮刀片切向应力总是大于径向应力,切向应力的最大值发生在砂轮刀片孔壁处。并且,应用基于特征的实体造型系统pro/engineer,建立了划片机划切过程模拟模型。为进一步进行参数化设计打下基础。

以b1a系列砂轮刀片为例,对金刚石砂轮刀片进行力学分析与强度计算,并利用有限元分析软件ansys建立砂轮刀片回转模型,得到刀片的应力云图和变形图。通过仿真分析,砂轮刀片孔壁处所受切向应力影响远大于径向应力,砂轮刀片的最大应力发生在孔的内壁处,而在砂轮外圆处切向应力较小。通过输入不同转速对比,外圆切向应力随转速提高而增加,破坏趋势也明显。

近几年来,随着高速磨削和超精密磨削技术的快速发展,对金刚石砂轮提出了更高的要求,陶瓷以及树脂结合剂的砂轮已经不能满足现代生产的需要。而金属结合剂砂轮因其具有把持力强,结合强度高、耐磨性好、成型性能好、寿命长、能承受较大的磨削压力等特点,在工程陶瓷、光学玻璃、硬质合金等难加工材料的磨削加工中得到了广泛应用。本文对金属结合剂金刚石砂轮应用特点及修整方法进行了研究和探索。

金刚石砂轮片制造技术

技术开发单位北京理工大学技术简介北京理工大学研制出的一种采用杯形砂轮和对磨修整法的大尺寸碟形金刚石砂轮修整器,已获得实用新型专利。该修整器具有独立的动力系统和双向修整进给装置,刚性和工作稳定性好,可分别使用d/gc杯形砂轮作为修整工具,综合性能良好,可很好地完成碟形金刚石砂轮的整形和修锐工作。该技术显著地提高了硬质合金插齿刀制造的齿形精度和表面质量,解决了高精度、高速、高承载硬齿面传动齿轮加工的关键技术难题。技术特点及水平采用该技术修整后的大尺寸碟形金刚石砂轮,已

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。