高锰钢精密超精密镜面加工技术及试验研究

目的利用ELID磨削技术对ZGMn13Cr2高锰钢进行精密超精密镜面磨削加工试验研究,解决其加工性能差的问题,以提升表面质量,采用二次回归通用旋转设计试验,探究不同试验因素对ZGMn13Cr2高锰钢加工表面质量的影响规律,并对各因素工艺参数进行优化。方法对MSG-612 CNC超精密成型平面磨床进行ELID磨削工艺模块化改造后,采用240#、W10粒度的金属结合剂金刚石砂轮对直径Φ50 mm、厚度10 mm的样件进行ELID磨削加工,对比两种粒度砂轮的加工效果。应用二次回归通用旋转设计进行工艺试验,搭建表面粗糙度二次回归数学模型,探究不同试验因素对工件表面质量的影响程度,使用判定系数R2检验二次回归模型对实际情况的拟合程度。最后,由lingo软件对二次回归数学模型进行优化,得出ZGMn13Cr2高锰钢ELID磨削各试验因素工艺参数的最佳组合。结果经W10金属结合剂金刚石砂轮加工后,样件获得较高精度的镜面效果,两种粒度所加工的样件表面均无烧伤。判定系数R2检验二次回归模型对实际情况的拟合度为99.24%,模型的预测结果对实际加工有指导意义。优化得出的最佳工艺参数组合为:砂轮线速度35 m/s,电解电压90 V,砂轮进给量2μm,电解间隙0.734 mm。结论ELID精密超精密镜面磨削加工技术可大幅提高ZGMn13Cr2高锰钢的加工效率和加工精度,减少工件表面烧伤,在高锰钢磨削加工方面具有良好的应用价值。

弧形金属基超硬磨料砂轮在位精密修形的研究

采用电火花在位修形技术,对弧形金属基超硬磨料砂轮进行了精密成形修形实验,结果表明:与传统“对磨法”相比,修形精度和效率上都有大幅度提高:当放电间隙为55μm,放电电流为15 A,占空比为20%,砂轮转速为1200 r/min时,获得轮廓偏差PV值为4.58μm的高精度砂轮。修形精度提高12.09%,修形效率提高37%。

基于ELID磨削在位电火花精密修形加工液的开发

针对以去离子水为介质电火花加工存在的导电率不稳定,放电火花不均匀,导致砂轮轮廓精度等级差和以煤油为介质的电火花加工存在易燃和污染环境的难题,以去离子水为基体进行电火花加工液成分优选的正交实验,探究爆炸剂、润滑剂、消泡剂及分散剂在加工液中的配比和含量对砂轮轮廓精度的影响规律;通过基恩士二维激光测距仪将砂轮的横截面轮廓数据进行采集,用MATLAB导入数据作砂轮截面轮廓求解峰值包络线图,评价砂轮修整前后的轮廓截面精度。开发基于ELID磨削在位电火花精密修形加工液。实验证明:当采用爆炸剂4%,润滑剂0.6%,消泡剂6%,分散剂3%时的加工液进行在位电火花精密修形后的砂轮能够达到精密成形加工所要求的精度等级。