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.

光纤石英玻璃基板微V槽阵列的精密磨削

针对脆性石英玻璃的微加工,利用自主研发的金刚石砂轮微尖端修整工艺,研发了光纤阵列石英玻璃微V槽磨削技术。分析了60°的微V槽形状偏差对光纤耦合损耗的影响,然后,研究了砂轮微尖端的误差补偿修整工艺。最后,实验分析了微V槽的磨削精度。理论分析显示:微V槽角度、间距和宽度的偏差分别控制在±0.42°、±1.04μm和±1.2μm以内时,耦合损耗小于0.5dB。实验结果表明:开发的数控磨削工艺可加工高精度的60°微V槽阵列;采用数控轨迹和角度补偿修整后,砂轮微尖端半径可平均达到10.46μm,角度精度为(60±0.22)°;对石英玻璃进行微磨削后,微V槽的角度偏差达到0.4°,尖端半径为10.5μm,宽度偏差为0.3μm,间距偏差为0.5μm,可保证光纤阵列的精密对接。

纳米碳纤维对超薄树脂砂轮切割氧化铝陶瓷板切割效果的影响

文章探讨了不同纳米碳纤维体积含量对超薄树脂切割砂轮切割氧化铝陶瓷板的切割偏摆,切割电流及切割磨损的影响。同时通过SEM观察了纳米碳纤维的体积含量对切割砂轮的断口形貌的影响。实验结果表明:纳米碳纤维的体积含量不宜超过10%,其含量宜在8%~10%,此时切割砂轮的切割偏摆幅度最小可达-0.0016 mm,切割电流为1.7 A,切割磨损为0.08 mm/m,同时SEM显示切割砂轮的胎体对纳米碳纤维及磨料的结合较好。

脉冲光纤激光修锐青铜金刚石砂轮

以青铜金刚石砂轮为试验对象,采用短脉冲光纤激光器,对金刚石砂轮的修锐进行了系统研究。理论分析了脉冲激光修锐青铜金刚石砂轮的机理,试验研究了多脉冲激光烧蚀青铜轮的情况,借助超景深三维显微系统对烧蚀凹坑的微观形貌进行检测,总结了激光参数对烧蚀效果的影响规律。根据烧蚀试验结果选择最佳工艺参数,开展了激光修锐青铜金刚石砂轮的试验,并采用光学显微镜和磨削对比试验分别对修锐后的砂轮形貌进行了观测和评估。

V形凹面青铜金刚石砂轮脉冲激光修整试验研究

针对青铜金刚石砂轮V形凹面修整困难的问题,利用光纤激光切向整形法,得到修整青铜金刚石砂轮V形凹面新的技术方法。在分析激光切向整形作用机理的基础上,确定关键激光工艺参数。采用超景深三维显微镜检测磨削后的石墨板,间接采集V形凹面砂轮的特征。研究不同激光工艺参数对V形凹面修整效率的影响规律,及不同重叠率对青铜金刚石砂轮V形凹面的几何特征参数的影响规律。研究结果表明,激光平均功率与激光光斑重叠率对修整效率影响较大,近似呈正比例关系;合适的重叠率有利于减小形状误差PV值(最小形状误差PV值为36μm);相比激光扫描轨迹线重叠率,激光光斑重叠率对修整后成形角度和V形凹面尖角半径值影响更大,激光光斑重叠率越大,成形角度与V形凹面尖角半径值越大;修整后砂轮形状误差均可控制在5%以内,初步验证了脉冲激光切向修整V形凹面青铜金刚石砂轮的可行性。