采用釬焊金剛石砂輪對兩種硬質合金進行磨削實驗,通過測量磨削過程中的磨削水平力和垂直力,對砂輪所受的單位寬度法向力、切向力和力比進行了研究。建立了單顆磨粒磨削力與加工參數間的理論模型,并用實驗數據進行驗證。理論分析了磨削深度、進給速度對單位寬度磨削力、單顆磨粒磨削力及力比的影響程度。

通過測量和分析高頻感應釬焊金剛石砂輪磨削大理石過程中的磨削力,對砂輪所受的法向力和切向力進行了研究。從單顆金剛石最大切削厚度的角度,分析了磨削深度、進給速度和砂輪線速度對磨削力的影響。

選用ni-cr合金釬料,采用高頻感應加熱的方法實現了金剛石與釬料間的連接。掃描電鏡(sem)、能譜儀(eds)、x射線衍射儀(xrd)分析結果表明:釬焊過程中釬料中的活性元素cr向金剛石表面擴散富集,生成了層片狀碳化物cr3c2。研究了金剛石感應釬焊工藝參數對釬焊質量的影響,并通過石材磨削試驗確定了優化的感應釬焊工藝。

單層釬焊金剛石砂輪的應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。本文采用機械化學復合法對80/100單層釬焊金剛石砂輪進行了修整試驗研究。在修整實驗前后,測量了砂輪工作面圓跳動,跟蹤了磨粒的形貌變化,進行了砂輪磨削k9玻璃實驗,觀察并分析了工件磨削后的粗糙度值的變化。研究結果表明:機械化學復合法對單層釬焊金剛石砂輪的修整是有效的,磨粒的磨損以化學腐蝕為主,砂輪修整后磨粒等高性較好,磨削k9玻璃工件表面粗糙度明顯降低。

介紹了一種科學的金剛石砂輪磨削性能實驗檢測方法,并對檢測過程進行了詳細的說明,為金剛石砂輪工藝配方研究者和生產商提供了一種可行的砂輪磨削性能檢測方法,破解了長期困擾砂輪配方工藝研究者的———砂輪的耐磨性和鋒利度無法量化測定的難題。

基于三角測量在線檢測閉環控制燒蝕系統,以聲光調qyag脈沖激光徑向輻照方式進行青銅金剛石砂輪修整。根據砂輪表面的漫反射和成像情況,選取柱面透鏡作為接收透鏡,改進設計一套比較完善的接收光路系統,對此激光燒蝕系統進行了標定。依照標定結果調整電路,選取合理的激光和工藝參數進行砂輪修整試驗。試驗結果表明,經激光修整后砂輪精度有了明顯的提高。在此基礎上研究了激光-機械復合精密修整技術,即青銅金剛石砂輪通過激光修整后,再輔以機械法整形。該方法使修整精度進一步得到提高,同時使砂輪表面地形地貌得到了改善。

針對金剛石砂輪修銳后磨粒微觀出刃形貌很難評價的問題,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參數模式.采用碳化硅修整砂輪對金剛石砂輪結塊進行修銳,檢測砂輪工作表面的磨粒出刃高度和出刃形貌,分析磨料粒度和修銳條件對有效磨粒出刃高度、平均磨粒出刃角、磨粒出刃同形度的影響.結果表明,有效磨粒出刃高度可以反映砂輪工作表面的磨粒出刃性和等高性;#40、#80和#120砂輪的磨粒出刃角為鈍角,其平均值分別為131°、111°和111°左右;磨粒出刃同形度較長寬比更能體現出磨粒出刃的完整性.此外,采用低進給深度和高工件進給速度的修銳條件可以提高有效磨粒出刃高度;較大的修銳進給深度和較粗的砂輪粒度都會使磨粒出刃角增大;進給深度越小,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為金剛石砂輪修銳后微觀出刃形貌的評價參數.

利用自行研制的聲光調qnd:yag激光器,對青銅金剛石砂輪進行修整試驗。用光學顯微鏡觀察修整后的砂輪表面,得到砂輪形貌隨修整參數變化關系。對激光修整后的砂輪進行高速磨削試驗,得出了砂輪磨削力和試件表面粗糙度隨激光修整參數變化的關系。與碳化硅滾輪修整法進行對比試驗,結果表明,合適的激光參數修整后,青銅結合劑金剛石砂輪對氧化釔部分穩定氧化鋯材料的磨削力小于碳化硅滾輪修整。

針對深凹非球曲面器件及半球諧振子超精密磨削中使用的小直徑金屬基球頭金剛石砂輪,提出一種基于電火花修整原理的精密修整方法。從理論上分析機械誤差及修整參數對砂輪修整后面形精度的影響,基于理論分析結果研制金剛石球頭砂輪電火花修整裝置。通過正交試驗研究修整參數對砂輪面形精度的影響規律,得到最優電火花修整參數。試驗結果表明,修整后的砂輪面形精度優于0.8μm,磨粒突出效果良好,可以滿足半球諧振子及其他光學零件超精密磨削中砂輪修整需要。

為了克服非金屬基材料的非導電性和弱導電性,提出了在表面涂抹導電介質的電火花放電修整非金屬基金剛石砂輪方法.利用電火花成型機床在空氣介質中進行電火花修整樹脂基金剛石砂輪實驗,研究了修整過程中的不同放電參數對修整效率的影響,用三維數字顯微鏡觀察電火花修整前后金剛石砂輪表面的微觀形貌,比較了放電參數作用下不同的修整效果.

研究了花崗石的金剛石砂輪平面磨削。通過在線測量水平和垂直磨削力,研究了金剛石砂輪平面磨削加工兩種天然石材過程中的法向力和切向力變化特征。建立了單顆磨粒承受平均切向和法向負荷與單顆磨粒最大切削厚度之間的對應關系。結合掃描電鏡觀察結果,探討了兩種花崗石的去除機理

提出了金剛石砂輪加工石材時的綜合影響因素分為5大類共40多種輸入因素,這些因素均會影響磨削結果。重點分析了在石材加工中影響金剛石砂輪磨損的主要因素和加工參數對切削力的影響,得出加工參數和金剛石砂輪的制作方式是影響金剛石砂輪磨損的主要原因,并通過大量的磨削試驗得到釬焊金剛石砂輪磨削花崗巖時的宏觀磨損量和微觀破損狀態。而加工參數對切削力的影響為:磨削速度vs的增加使金剛石砂輪切削力降低;進給速度vf和磨削深度ap的增大都會導致切削力增大,磨削深度對切削力的影響要比進給速度明顯。

介紹了硅片加工過程中3種劃片方法及劃片機國內外發展趨勢。對金剛石砂輪刀片進行力學分析,應用有限元分析軟件建立砂輪刀片回轉模型,得到刀片的應力圖。通過仿真得到:砂輪刀片切向應力總是大于徑向應力,切向應力的最大值發生在砂輪刀片孔壁處。并且,應用基于特征的實體造型系統pro/engineer,建立了劃片機劃切過程模擬模型。為進一步進行參數化設計打下基礎。

以b1a系列砂輪刀片為例,對金剛石砂輪刀片進行力學分析與強度計算,并利用有限元分析軟件ansys建立砂輪刀片回轉模型,得到刀片的應力云圖和變形圖。通過仿真分析,砂輪刀片孔壁處所受切向應力影響遠大于徑向應力,砂輪刀片的最大應力發生在孔的內壁處,而在砂輪外圓處切向應力較小。通過輸入不同轉速對比,外圓切向應力隨轉速提高而增加,破壞趨勢也明顯。

在精密光學加工中,金剛石砂輪被廣泛應用于精磨各種硬脆性材料。為了提高光學零件的表面質量,降低亞表面損傷,精密金剛石砂輪的制造及其光學加工工藝受到廣泛的關注。綜述了金剛石砂輪的結構、裝夾方式、結合劑及基體的選用情況,對金剛石砂輪的靜平衡和動平衡進行了分析,并提出了解決方案,運用該方案加工出的非球面零件面形精度rt<1μm,ra<0.3μm。實踐證明,運用該方法加工出的零件達到了超精磨的水平,大大提高了后道工序的加工效率。

提高砂輪壽命和磨削效果是樹脂結合劑金剛石砂輪制造研究的關鍵問題。本課題采用烯丙基、環氧樹脂及丁晴橡膠對雙馬來酰亞胺樹脂改性增韌,得到了具有耐熱溫度較高,韌性良好,成型工藝性能穩定等特點的增韌雙馬來酰亞胺(t-bmi)熱固性樹脂;用該結合劑研制出的玻璃磨邊機專用t-bmi金剛石精磨砂輪磨削效果好,砂輪使用壽命長,能消除磨削時的玻璃崩邊現象,明顯提高玻璃的表面質量,可替代直邊機或斜邊機上的同類進口砂輪。

金剛石砂輪磨削直線斜邊玻璃時,第一個金剛石砂輪的作用是大切深磨削玻璃、奠定玻璃斜邊的基礎,其后的金剛石砂輪既磨削玻璃又逐步產生更好的表面粗糙度。這也是第一個和第二個金剛石砂輪的粒度級差大于其它金剛石砂輪的粒度級差的原因。金剛石砂輪磨削斜邊玻璃的過程還會產生玻璃對玻璃的"滑擦"和"耕犁"作用。相同條件下,不同粒度的金剛石的每個磨粒的平均磨削厚度不同,從而影響玻璃的表面粗糙度。每個金剛石磨粒的平均磨削厚度受諸多因素影響,有很多變量。提高玻璃工件的移動速度和增加砂輪的進給量,可以提高每個金剛石磨粒的平均磨削厚度。

采用自制的釬焊金剛石砂輪對氧化鋁陶瓷進行高速磨削試驗研究,重點探討不同磨削參數對磨削比能的影響。結果表明:磨削比能隨砂輪線速度的增大而增大,而隨磨削深度、工件速度和材料去除率的增大而減小;磨削比能與單顆磨粒最大切削厚度有直接的關系;在磨削過程中,大部分磨削能量消耗于金剛石磨粒對陶瓷工件的滑擦與塑性耕犁。

近幾年來,隨著高速磨削和超精密磨削技術的快速發展,對金剛石砂輪提出了更高的要求,陶瓷以及樹脂結合劑的砂輪已經不能滿足現代生產的需要。而金屬結合劑砂輪因其具有把持力強,結合強度高、耐磨性好、成型性能好、壽命長、能承受較大的磨削壓力等特點,在工程陶瓷、光學玻璃、硬質合金等難加工材料的磨削加工中得到了廣泛應用。本文對金屬結合劑金剛石砂輪應用特點及修整方法進行了研究和探索。

單層釬焊金剛石砂輪在磨削過程中會因磨削損耗而導致容屑空間變小從而使磨削性能下降。為了解決此問題,本實驗采用電解加工的方法對其進行了修整加工,通過對釬料的蝕除以獲得足夠的容屑空間。研究了電解參數如加工電壓、加工間隙和砂輪回轉速度等對釬料蝕除量的影響。研究結果表明:隨著加工間隙的減小,釬料去除量增加;提高加工電壓和減小砂輪回轉速度也會產生相同的效果。當加工電壓為5v,加工間隙0.5mm,砂輪回轉速度1/36r/min時,釬料的去除量可以達到14.775μm。在加工過程中,容屑空間與陰極間隙小的地方釬料會首先被去除,容屑空間的截面圖曲線變得平緩。

金剛石砂輪片制造技術

上海砂輪廠是我國生產磨料磨具品種最全的專業廠,是擁有外貿經營權的國家重點企業,也是全行業首家通過iso—9001質量體系認證的廠家,她是浦東這塊熱土上的一顆閃耀的明珠。上海砂輪廠生產的普通磨具,加工效率高,安全系數好,適用于金屬和非金屬材料的磨削、拋光、開槽和切割。產品有平形、筒形、杯形等各種形狀,用于平面磨、內圓磨、外圓磨等各種磨削。磨具,按磨料、粒度、硬度、結