一种电解电火花机械磨削复合加工中砂轮的在线修整及设计

针对耐热合金韧性、塑性大,黏附性强和磨削效率低的特点,提出一种电解、电火花机械磨削复合加工方法。针对实验研究所需的特珠工作电极—开槽CBN砂轮,论述其在线修整的原理及其优越性。

一种基于CAD轮廓的砂轮修整轨迹规划方法

为保证丝锥沟槽特殊槽型的实现,研究了丝锥沟槽砂轮的外圆轮廓特征及一种实现特定砂轮轮廓的在线修整方法。将外圆轮廓为半圆的金刚石滚轮作为砂轮修整器,通过识别CAD设计的多圆弧轮廓曲线,保证修整器轮廓与目标轮廓最低点始终处于贴合相切位姿,对砂轮轨迹进行插补计算,最终实现了砂轮修整轨迹规划,并且实验证了这种方式的可行性。

ELID超精密磨削砂轮表面氧化膜形成过程的建模和仿真

砂轮表面氧化膜的形成规律与特性对ELID超精密磨削质量有着重要的影响。为了研究在ELID磨削中氧化膜的形成规律,基于电化学基本原理,建立了砂轮表面氧化膜形成过程的一般模型,并对金刚石砂轮电解预修整过程中氧化膜的生长过程进行了仿真。在此基础上,对控制氧化膜生长的主要因素进行了理论分析。为了验证模型和仿真结果的正确性,采用与仿真过程同样的控制参数,对氧化膜的生长特性进行了实验研究。结果表明仿真结果与实验结果基本吻合。

激光辅助机械修整金刚石砂轮的温度场分析

激光辅助机械修整金刚石砂轮是一种金刚石砂轮修整新方法,它利用激光束加热砂轮表面使得金刚石修整笔的修整材料模式从脆性断裂变为塑性流动,从而提高砂轮表面修整质量,降低金刚石笔的磨损.运用ANSYS软件建立了激光辅助机械修整过程中金刚石砂轮温度场的有限元模型,并用热成像仪NEC TH7100WX/WV测量了实际工况下的温度场.结果表明,在相同工况下运用仿真模型所得分析结果与实测值拟合得很好.利用所建立的金刚石砂轮温度场的计算机仿真系统可对砂轮修整过程进行前期预测、工艺参数调整及优化等,避免加热温度过高使砂轮表面金刚石颗粒石墨化,或加热温度不足使砂轮表面硬度下降不够等情况的发生,从而减少了直接进行修整实验带来的盲目性.

ELID磨削工艺控制研究

砂轮表面氧化膜的形成规律与特性对ELID超精密磨削质量有着重要的影响。研究在ELID磨削中氧化膜的形成规律,基于电化学基本原理,模拟砂轮表面氧化膜形成过程,并分析金刚石砂轮电解预修整过程中氧化膜的生长规律。在此基础上,总结出控制氧化膜生长的几个主要因素之间的关系,分析和确定氧化膜生长厚度与电压之间的关系,应用循环结构编程设计实现ELID磨削工艺控制。

超精密平面磨床设计中的关键技术

介绍了超精密平面磨床设计中的主要关键技术．主轴及Ｘ．Ｙ．Ｚ轴导轨均采用了气体静压成液体静压轴承，采用误差补偿技术对Ｘ．Ｙ轴导轨误差进行补偿，三轴均由ＣＮＣ系统控制．设计了分辨率为０．０１μｍ的砂轮特殊微量进给装置，并应用了砂轮电解在线修整（ＥＬＩＤ）技术．

超声ELID复合磨削陶瓷材料脆—塑性转变机理研究

对超声电解在线砂轮修整(ELID)作用下复合磨削陶瓷材料脆—塑性转变的机理进行研究。以二氧化锆陶瓷材料为研究对象,基于材料去除机理,分析单颗磨粒引起的压痕应力场,计算陶瓷材料的临界压痕载荷下限值;结合实际加工工况,对单颗磨粒与工件之间在过渡表面间的相互作用力进行数值建模,得到陶瓷材料脆—塑性转变的临界条件,进而得出陶瓷材料的临界磨削深度。分析不同磨削参数和砂轮参数对临界磨削深度的影响,研究发现:在实际的磨粒顶圆锥半角下,临界磨削深度随着砂轮圆周速度、工件圆周速度、超声振动的振幅、超声振动的初始角位移的增大而减小;当磨粒顶圆锥半角、工件圆周速度、砂轮圆周速度同时为变量时,磨粒的顶圆锥半角对临界磨削深度的影响程度等级小于10^(-4) mm,可忽略不计。