钎焊磨头修整量化及磨削性能研究

基于有效磨粒数的概念和表面粗糙度的计算方法,分别提出有效修整率Nr和修整离散度H等2种表征指标来评价磨粒表面形貌变化特征。分析磨头修整过程中Nr和H的变化规律,并与修整后磨削碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)的表面粗糙度以及磨削力建立联系。试验结果表明:Nr可以有效表征磨头磨粒的修整状态,反映磨头的钝化程度;H可以有效表征磨头磨粒的等高性,可以通过H预测CFRP表面的加工质量。当H处在18~25μm时,磨头具有最好的工件磨削表面质量,并且在这阶段磨头磨削力增长幅度较小,磨头磨削能力较好。

单层钎焊金刚石磨头干式加工AlSiC复合材料试验研究

使用单层钎焊金刚石磨头对SiC含量为20%与50%(体积分数)的AlSiC复合材料进行磨削加工,对比了单层钎焊金刚石磨头加工两种AlSiC复合材料的磨削力,分析了复合材料被加工表面微观形貌及材料去除机理,观察了磨屑形貌,并对钎焊金刚石磨粒的磨损形式进行了分析。结果表明,SiC含量为50%的AlSiC复合材料的磨削力小于SiC含量为20%的复合材料,20%SiC复合材料的磨削力波动较50%SiC复合材料的更平稳;钎焊金刚石磨头干式加工AlSiC复合材料时,20%SiC的AlSiC复合材料以塑性去除为主,且Al基体易受热软化而涂覆在被加工材料表面,磨屑为较窄的锯齿状;而50%SiC的AlSiC复合材料在加工中以脆性去除为主,表面缺陷以SiC颗粒的断裂、破碎和粉末化为主要特征,其磨屑呈块状和颗粒状,加工20%SiC的复合材料时金刚石磨粒易形成铝涂覆层,而加工50%SiC的复合材料时金刚石磨粒以磨粒磨损和微破碎为主。

刃–孔协同分布钎焊金刚石微结构端面磨头加工氧化铝陶瓷性能的研究

由于高温钎焊金刚石的石墨化以及钎焊工艺等问题的限制,细粒度钎焊金刚石砂轮的制造还存在一定难度。提出一种刃–孔协同分布的钎焊金刚石微结构端面磨头,在粗粒度钎焊金刚石磨头上用脉冲激光刻蚀制备了不同的微结构,研究此钎焊金刚石端面磨头加工氧化铝陶瓷的磨削性能,对比不同微结构下的磨削力、被加工材料的表面质量以及金刚石磨粒的磨损特征。研究表明:与普通钎焊金刚石磨头相比,激光刻蚀的钎焊金刚石微刃磨头的磨削力和表面粗糙度分别降低了37%~51%和18%~25%,其中刃/孔数量比为1∶1的钎焊金刚石磨头的磨削力和表面粗糙度最低。

超声辅助磨削碳化硅陶瓷的工具磨损试验研究

为探究超声辅助磨削过程中不同工具的磨损特征,采用电镀和钎焊两种金刚石磨头对碳化硅陶瓷进行了超声辅助磨削和普通磨削对比试验,研究了超声振动作用、工具类型对磨粒磨损形式及其变化过程的影响,在此基础上分析了磨粒磨损形式对工件表面质量的影响。试验结果表明:对于电镀磨头,普通磨削和超声辅助磨削过程中的磨粒磨损形式均以磨耗磨损和宏观破碎为主,超声振动作用可有效改善加工表面质量;而对于钎焊磨头,普通磨削的磨粒磨损形式主要是磨耗磨损和宏观破碎,超声辅助磨削的磨粒磨损形式主要是磨耗磨损和微破碎,初始阶段超声振动作用可改善表面质量,但随着磨削行程的增加,微破碎形式的占比增高,超声辅助磨削时的工件表面粗糙度值高于普通磨削时的工件表面粗糙度值。