金刚石纤维砂轮的制备及磨削表面质量研究

提出和制备一种新型结构的金刚石纤维砂轮.利用粉末注射成形技术和真空钎焊技术制备出长径比大、金刚石把持力大的金刚石纤维,通过在砂轮胎体材料中添加造孔剂引入多孔隙结构以提高容屑空间,将金刚石纤维在砂轮胎体材料中进行有序排布,对砂轮胎体材料进行热压成形制备出新型金刚石纤维砂轮.新型金刚石纤维砂轮制备后,开展其与普通树脂结合剂金刚石砂轮在相同试验条件下的磨削表面质量研究.试验结果表明：金刚石纤维砂轮磨削表面质量优于普通树脂结合剂砂轮,加工表面完整性较好,宏观裂纹和表面损伤相对较少;当进给速度为40 mm/s,磨削深度为40μm时,金刚石纤维砂轮磨削表面粗糙度为0.52 μm,比普通树脂结合剂砂轮的磨削表面粗糙度降低了20％;相同试验条件下,新型金刚石纤维砂轮的磨削表面残余应力下降了8％～12％,金刚石在磨削过程中主要经历了完整、小块破碎、大块破碎、磨耗等正常磨损形式,其具有较长的使用寿命.

氧化锆陶瓷微尺度磨削表面质量试验研究

为提高氧化锆陶瓷零件微细加工过程中的加工表面质量,改善氧化锆陶瓷零件的使用寿命,采用0.9 mm磨头直径、500#磨粒的微磨棒对氧化锆陶瓷进行微尺度磨削三因素五水平正交试验.首先通过极差和方差分析,研究了磨削参数影响氧化锆陶瓷表面质量主次因素;其次优化出获得较低表面粗糙度值的工艺参数组合;最后通过单因素试验研究氧化锆陶瓷磨削表面粗糙度随磨削参数的变化规律.结果表明,磨削参数对表面粗糙度影响顺序依次为:磨削深度、进给速度、主轴转速;当主轴转速v_(s)=40000 r/min,进给速度v_(w)=20μm/s,磨削深度a_(p)=3μm时,表面粗糙度最小;表面粗糙度随主轴转速增大呈先下降后上升的趋势,随进给速度和磨削深度的增大而增大.

静电雾化微量润滑粒径分布特性与磨削表面质量评价

针对微量润滑(minimum quantity lubrication,MQL)依靠的高压气体雾化微液滴粒径细化程度低、易飞逸飘散,有效利用率低以及对环境和人员健康产生危害的问题,提出气辅式静电微量润滑(electrostatic minimum quantity lubrication,EMQL)雾化新方法。开展多工况雾化性能对比试验,并对镍基合金磨削表面质量进行评价。结果表明:润滑剂荷电后雾化性能得到显著提高,在降低液滴平均体积粒径和分布跨度的同时,降低了悬浮可吸入小液滴(PM10)的质量浓度,且电压越高PM10质量浓度越低。当电压为35 kV时,润滑剂的雾化效果最理想,平均体积粒径和分布跨度分别降低了27.343%和41.456%,PM10质量浓度降低了5.065个百分点。磨削试验结果表明:相较气动雾化微量润滑,静电雾化微量润滑获得了更为理想的工件表面质量;当电压为35 kV时,工件表面粗糙度Ra和RSm分别为0.377μm和0.084 mm;干磨削工件表面质量极差,出现大量黏附和剥落现象,甚至有大面积的表面材料撕裂,因此干磨削不适用于高温镍基合金加工。

20CrMnTi磨削表面质量试验研究

为了探讨磨削工艺参数对20CrMnTi磨削表面质量的影响,采用CBN砂轮开展单因素磨削试验,选取表面洛氏硬度H、表面残余应力σs和亚表面残余应力分布σss作为指标,通过试验分析20CrMnTi的磨削加工特性。试验结果表明:相同条件下,H随着砂轮线速度vs和磨削深度ap的增大而减小,随着工件进给速度vw的增大而增大,且ap的影响最大、vw的次之、vs的最小;磨削后工件表面表现为残余压应力,压应力σs的大小(绝对值)随着vw增大而增大,随着ap增大而减小,随vs增大呈现波动;磨削后工件的σss随着ap增大逐渐由压应力转变为拉应力,最后趋于0;在小vs和较小ap时,在相同亚表面深度情况下可以获得更大的压应力或者更小的拉应力。在本试验所讨论的参数范围内,vs=60 m/s,vw=1.045 m/s,ap=3μm时可以获得较高H和残余压应力以及较好的σss,即20CrMnTi磨削加工质量较好。

基于多磨粒陶瓷砂轮建模的磨削表面质量研究

为明确多磨粒陶瓷砂轮对工件磨削表面质量的影响,提出基于多磨粒陶瓷砂轮建模的磨削表面质量研究。在磨粒平均直径的基础上,描述磨粒出刃高度的正态分布情况,通过磨粒的方向变化,求取陶瓷砂轮的磨粒坐标矩阵,对陶瓷砂轮进行了建模。分析轮廓算术平均偏差与工件磨削表面质量的关系。通过实验测试,研究不同砂轮速度与不同磨削深度对磨削表面质量的影响。

单晶硅微尺度侧磨表面质量影响因素试验研究

为了获得具有较好表面质量的典型硬脆材料单晶硅微结构,采用微尺度磨削技术,利用直径为0.9 mm的微磨棒沿单晶硅(100)晶面进行磨削.首先通过三因素五水平的正交试验分析出影响单晶硅微尺度磨削表面粗糙度的主次因素;其次优化出获得较小表面粗糙度的单晶硅微尺度磨削工艺;最后通过单因素试验研究单晶硅微磨削表面粗糙度(Ra)随工艺参数的变化规律.结果表明:在沿单晶硅(100)晶面的微磨削过程(20 000 r/min≤v_s≤60 000 r/min,20μm/s≤v_w≤170μm/s和3μm≤a_p≤15μm)中,主轴转速对R_a影响最大;当主轴转速(v_s)为50 000 r/min、进给速度(v_w)为20μm/s、磨削深度(a_p)为3μm时,R_a最小;R_a随vs的增大基本呈减小趋势,但v_s过大时机床主轴出现振动,R_a出现增大趋势.R_a随v_w和a_p的增大而增大.

小身材 大本领:专为磨削测量打造的一体化方案

尺寸更小、性能更高且加工更灵活,是当前机床行业的发展趋势,这也促使机内测量技术朝着更精密、更紧凑且更高通用性方向不断优化变革。提高磨削表面质量是磨削加工方面需要解决的一个重要问题。磨削不仅需要高工艺安全性,而且需要机加工的高效智能的测量方案。马波斯全新推出的Protomar Mini,正是一款专为磨削全流程测量打造的一体化方案,可满足磨削加工前、加工中以及加工完成后的全线测量需求,是各类磨床和复合机床确保磨削加工精度的理想选择。

加压内冷却砂轮的研制及磨削性能研究

针对高温合金材料在磨削加工过程中存在磨削烧伤问题,为避免气障效应并强化冷却液在磨削弧区的换热效果,提出采用加压式内冷却断续磨削方法。利用数值模拟方法和3D打印技术对砂轮基体、加压内冷却系统和密封结构等进行设计和验证,制备了用于平面磨削的加压内冷却开槽CBN砂轮。在相同的磨削加工参数条件下,使用加压内冷却方法与外部喷射冷却方法进行镍基高温合金磨削对比试验,分析了砂轮速度、磨削深度和工件进给速度等加工参数对磨削温度、加工表面粗糙度和表面形貌的影响规律,验证了加压内冷却断续磨削方法对磨削弧区的强化换热效果。结果表明:在相同试验参数条件下磨削镍基高温合金,加压内冷却法比外部喷射冷却法的换热效率更高,得到的磨削温度更低,表面粗糙度更小,加工表面更为光滑细腻。

基于分形的磨具表面形貌研究

本文阐述了用分形理论衡量和分析比较磨具表面质量的方法，通过对磨具表面的测试和分形研究，说明了分形方法能全面表征磨具的表面形貌，其分形参数可以作为衡量磨具表面质量的一个重要指标。

多轴联动工具磨削软件关键技术与发展趋势

面向复杂形状刀具的多轴联动工具磨削软件已成为我国制造工业亟需突破的瓶颈问题之一,为此,介绍了工具磨削软件的应用场景及需求,梳理了国外主要工具磨削软件品牌及其功能特点,进而从数学、力学、材料学等软件涉及的关键理论问题角度分析了工具磨削软件需要突破的关键技术,并在此基础上提出了未来工具磨削软件的智能化发展趋势,从而为我国工具磨削软件的自主研发提供参考。

基于轴向旋转热管砂轮的钛合金成型磨削试验研究

针对钛合金等难加工材料成型磨削时存在的磨削弧区温度高、型面温度分布不均的问题,设计制作了轴向旋转热管成型砂轮。通过开展轴向旋转热管砂轮的钛合金成型磨削试验,探究了热流密度、充液率及砂轮转速各因素下热管砂轮对磨削弧区温度的控制效果,从而得到最佳磨削参数及热管砂轮最佳充液率,并在此条件下进一步开展磨削试验。对磨削后的工件表面质量进行了分析,发现轴向旋转热管砂轮能明显降低弧区温度,减小型面温差,并避免工件烧伤现象,这表明其在强化弧区换热、控制磨削温度上具有较大优势。

MATLAB的平磨工件表面三维模型仿真方法

通过对平面磨削工艺过程中运动轨迹的分析研究,求解磨粒的切削轨迹,构建磨粒与工件作用的动力学模型,通过MATLAB编程,自动生成工件磨削表面的三维模型。该方法的研究为预测磨削工件表面质量提供了一种新方法。

单晶硅红外透镜的超精密磨削工艺参数优化

为抑制球面、非球面超精密磨削过程中产生的磨削纹路,获得高精度的磨削表面质量,建立磨削点分布方程,仿真磨削点在球面、非球面上的分布特征和磨削纹路的形成过程,提出球面、非球面磨削纹路的抑制策略。结合正交磨削加工实验,优化获得高精度单晶硅球面红外透镜的磨削加工参数,并通过大尺寸单晶硅球面红外透镜的超精密磨削加工实验验证磨削加工参数优化思路的合理性。结果表明：基于磨削纹路抑制策略匹配的磨削加工参数,磨削后可获得磨削表面质量及均匀性较优的球面、非球面;结合正交实验优化获得的磨削加工参数,加工的大尺寸单晶硅球面红外透镜获得纳米级表面质量。因此,基于磨削纹路抑制策略和正交实验的磨削加工参数优化思路可有效提高球面、非球面透镜的磨削表面质量。

单晶硅微尺度侧磨削边缘崩裂影响因素试验研究

为提高单晶硅材料微细加工过程中表面质量和单晶硅零部件的使用寿命,采用直径为0.9 mm、电镀500#金刚石磨粒的微磨棒沿单晶硅(100)晶面进行三因素五水平微尺度侧磨削试验。首先,通过极差分析和灰色关联分析,研究了磨削参数影响单晶硅边缘崩裂的主次因素;其次,优化出获得较低边缘崩裂长度值的加工参数组合;最后,通过单因素试验研究了单晶硅边缘崩裂长度值随磨削参数的变化规律。结果表明:磨削参数对边缘崩裂长度值影响顺序依次为进给速度、磨削深度、主轴转速;当主轴转速v_(s)=40000 r/min、进给速度v_(w)=20μm/s、磨削深度a_(p)=3μm时,边缘崩裂长度值最低;边缘崩裂长度值随主轴转速增大呈现先下降后上升的趋势,随进给速度和磨削深度的增大而增大。

如何提高旋切刀片的刃磨质量

在旋切单板生产中,旋切刀片的刃磨精度直接影响着旋切单板精度和单板的表面光洁度,因为旋切单板的刀片光洁度要求高,精度要求也高,因此,要想提高单板的质量,必须提高刀片的刃磨质量.下面就影响刀片刃磨质量的几个方面加以探讨.

Feasibility Study on Cryogenic Milling of Carbon Fiber Reinforced Silicon Carbide Composites

Carbon fiber reinforced silicon carbide matrix(Cf/SiC)composites have the most potential application for high-temperature components of aerospace high-end equipment.However,high cutting temperature,rapid tool wear and severe surface damages are the main problems in dry cutting Cf/SiC composites process.The feasibility study on cryogenic milling of Cf/SiC composites using liquid nitrogen as coolant is investigated.Influences of milling parameters and coolant on temperature,cutting force,surface quality and tool wear are investigated,which is compared with dry cutting.Experimental results reveal that the cutting temperature in cryogenic milling of Cf/SiC composites is reduced by about 40%—60%compared with dry cutting.The milling force increases gradually with the increase of spindle speed,feed rate,depth and width of milling in cryogenic milling process.In addition,the machined surface quality in cryogenic milling is superior to that in dry cutting process.Fiber fracture,matrix damage and fiber matrix debonding are main material removal mechanisms.Flank face wear is the main wear form of the polycrystalline diamond(PCD)end mills.The tool life is prolonged in the cryogenic milling process because the reduced temperature inhibits the softening of Co binder and phase transition of diamond in the PCD end mills.