Applications of High-Efficiency Abrasive Process with CBN Grinding Wheel

High-efficiency abrasive process with CBN grinding wheel is one of the important techniques of advanced manufacture. Combined with raw and finishing machining, it can attain high material removal rate like turning, milling and planning. The difficult-to-grinding materials can also be ground by means of this method with high performance. In the present paper, development status and latest progresses on high-efficiency abrasive machining technologies with CBN grinding wheel relate to high speed and super-high speed grinding, quick point-grinding, high efficiency deep-cut grinding, creep feed deep grinding, heavy-duty snagging and abrasive belt grinding were summarized. The efficiency and parameters range of these abrasive machining processes were compared. The key technologies of high efficiency abrasive machining, including grinding wheel, spindle and bearing, grinder, coolant supplying, installation and orientation of wheel and workpiece and safety defended, as well as intelligent monitor and NC grinding were investigated. It is concluded that high efficiency abrasive machining is a promising technology in the future.

超音速火焰喷涂WC-Co涂层超高速磨削试验研究

为了解决超音速火焰喷涂WC涂层硬度高难以加工的问题,进行了超音速火焰喷涂WC涂层的超高速磨削试验,测量了不同磨削条件下的磨削力、表面粗糙度,观察了不同磨削条件下工件的表面微观形貌.结果表明,随着砂轮线速度的大幅度提高,即在高速超高速磨削条件下,涂层的磨削力、表面粗糙度都能得到明显的降低;同时涂层材料的去除方式更多的以塑性去除为主.总之在超高速磨削条件下,涂层工件的表面质量和磨削加工效率和砂轮的使用寿命都有明显提高。

超高速磨削技术的发展及其主要相关技术

阐述了超高速磨削的机理与特点、介绍了其技术现状及发展趋势 ,分析了超高速磨削机理与工艺、超高速磨削用主轴单元制造技术、超高速磨削砂轮、磨削液及供液系统等主要相关技术 .

超高速点磨削相关机理研究

结合超高速磨削技术和点磨削工艺,给出对点磨削及其相关技术的理解。建立砂轮磨损和承载等模型,研究发现,与传统外圆磨削相比,点磨削砂轮承载更均匀,寿命更长,磨削性能更佳。由点磨削参数条件下的单颗磨粒成屑试验发现,磨粒的实际切深要比理论切深小,并由单颗磨粒成屑机理给出合理解释。由砂轮连续成屑机理和砂轮相对工件运动轨迹的分析发现,工件轴向进给速度应低于保证良好磨削表面的最小旋切圈数的临界值。点磨削是一种优质的旋切工艺,能够实现较大切深的磨削加工,兼具高材料去除率和高表面质量的优点。由于主轴偏摆,砂轮和工件接触无闭合磨削区,经湿磨试验发现,点磨削接触区内有更大流量的磨削液通过。

40Cr超高速磨削工艺实验研究

采用CBN砂轮，在砂轮线速度为90～210m／s的磨削条件下，对40Cr进行了超高速磨削工艺实验．分析了在超高速磨削过程中砂轮周围气障对磨削过程的影响。讨论了砂轮线速度、切削深度、工件速度等工艺参数对磨削力、工件表面粗糙度、比磨削能的影响．实验表明，在高速超高速磨削过程中，砂轮速度提高使得磨削力大大减小，工件表面粗糙度值下降，工件表面质量得到提高；加大切削深度而工件表面粗糙度值增加不大，大大提高了磨削效率，同时也保证了工件表面质量．

超高速陶瓷CBN砂轮纳米陶瓷结合剂性能实验研究

以超高速陶瓷CBN砂轮的结合剂低温高强性能要求为目标,在以化学纯原料为主的R2O+RO-B2O3-Al2O3-SiO2玻璃体系基础上,引入纳米改性剂来对陶瓷结合剂基体进行改良强化。4种成分结合剂性能的测试结果表明,纳米陶瓷结合剂的抗折强度、耐火度、浸润性与普通陶瓷结合剂相比有着显著优势。4号纳米陶瓷结合剂的抗折强度达到了83.75MPa,耐火度降至795℃,其膨胀系数也与CBN磨料更为接近,是一种更适合用于制备超高速陶瓷CBN砂轮的结合剂。

高效率磨粒加工技术发展及关键技术

高效率磨粒加工是先进制造方法的重要组成部分,集粗精加工与一身,达到可与车、铣和刨削等切削加工方法相媲美的金属磨除率,而且能实现对难磨材料的高性能加工。阐述了高速超高速磨削、快速点磨削、高效深切磨削、缓进给磨削、高速重负荷荒磨以及砂带磨削等高效率磨粒加工技术的国内外的发展及最新研究进展。研究了高效磨削砂轮、主轴及其轴承技术、高效率磨床、磨削液供给技术、砂轮、工件安装定位及安全防护技术以及磨削状态检测及数控技术等实现高效率磨粒加工的关键技术,分析了发展高效率磨粒加工的重要性。

高速超高速磨粒加工技术的现状与新进展

高速超高速磨粒加工是先进制造方法的重要组成部分,是各种加工材料获得精确尺寸和表面完整性的主要加工方法.分析了超高速磨削、高速点磨削、高效深切磨削等高速超高速磨粒加工技术的国内外现状、最新进展及关键技术,阐述了发展高速超高速磨粒加工的重要性.

高速超高速磨削工艺及其实现技术

高速超高速磨削加工是先进制造方法的重要组成部分 ,集粗精加工与一身 ,达到可与车、铣和刨削等切削加工方法相媲美的金属磨除率 ,而且能实现对难磨材料的高性能加工。本文主要论述了高速超高速磨削工艺技术的特点 ;分析了电主轴是高速超高速磨削主轴系统的理想结构 ,介绍了陶瓷滚动轴承、磁浮轴承、空气静压轴承和液体动静压轴承在主轴单元中的应用 ;超高速砂轮主要用电镀或涂层超硬磨料 (CBN、金刚石 )制成 ,介绍了超硬磨粒的特点和砂轮的修整 ,分析了在高速及超高速磨床上得到广泛应用的德国Hofmann公司生产的砂轮液体式自动平衡装置 ;介绍了高压喷射法 ,空气挡板辅助截断气流法 ,气体内冷却法 ,径向射流冲击强化换热法磨削液供给系统的特点 ;最后介绍了直线电机进给系统和声发射智能监测系统等实现高速超高速磨削的关键技术。

高速磨削用单层钎焊CBN砂轮及其磨削性能

针对钎焊砂轮存在的热变形导致精度降低的问题,提出基于局部加热的超高频感应钎焊工艺方法制备高速磨削用单层钎焊CBN砂轮,采用三坐标测量仪对砂轮及其钎焊前后的尺寸进行测量,最后对该砂轮高速磨削镍基高温合金磨削性能进行评价。三坐标测量结果显示,钎焊CBN砂轮基体的变形量小于16μm,在高速重负磨削镍基高温合金试验中,加工表面未见裂纹和烧伤,表面粗糙度可达Ra0.4μm,砂轮表现为正常磨耗磨损。表明超高频感应钎焊工艺制备的单层钎焊砂轮在高速磨削具有应用潜力。

快速点磨削磨削液射流特性及喷嘴极限位置研究

快速点磨削是一种新型高速/超高速磨削加工技术,由于砂轮极高的线速度会在砂轮周围产生高速旋转的空气带,对磨削液注入磨削区产生阻碍作用,降低磨削液进入磨削区的比率,因而会对磨削过程和加工的绿色度产生影响.在对磨削液喷射过程的射流结构与特性分析的基础上,对圆形紊动射流速度分布场进行了解析与仿真.根据等压力原理,建立了磨削液能够冲破高速空气带而进入磨削区所必需的喷嘴出口速度模型.通过射流核心区速度的分析,建立了磨削液喷嘴极限位置的工程计算公式,并给出了快速点磨削实验机床磨削液供给参数的设计实例.

超高速磨削工艺对45#钢表面磨削温度影响实验研究

在45#钢超高速磨削工艺实验的基础上,分析了砂轮线速度、磨削深度、工作台速度对工件表面磨削温度的影响,揭示了表面磨削温度随着砂轮线速度的提高而呈现先升高后下降的趋势,以及随磨削深度的增加而升高,随工作台速度的提高而下降的规律和机理,从而指导磨削参数的优化设计。

CBN砂轮超高速磨削条件下加工表面粗糙度的实验研究

在高速超高速磨削工艺实验基础上,分析了砂轮线速度、切削深度、最大未变形切屑厚度等工艺参数对45#钢、40Cr两种材料磨削表面粗糙度的影响,揭示了在高速超高速磨削条件下用CBN砂轮进行磨削时,表面粗糙度值随砂轮线速度的提高而减小,随切削深度及最大未变形切屑厚度增加而加大的变化规律和机理。为特定材料在高速超高速磨削条件下的加工提供了参考依据。

超高速磨削砂轮技术发展

高速超高速磨削加工是先进制造方法的重要组成部分,集粗精加工于一身,达到可与车、铣和刨削等切削加工方法相媲美的金属磨除率,而且能实现对难磨材料的高性能加工。本文主要论述了高速超高速磨削工艺技术的特点;分析了超高速砂轮用电镀或涂层超硬磨料(CBN、金刚石)的特点以及修整方法,介绍了广泛应用于高速及超高速磨床的德国Hofmann公司砂轮液体式自动平衡装置。

超高速点磨削砂轮的结构优化设计与制备

采用大气孔陶瓷结合剂将CBN超硬磨料压铸到42CrMo合金钢基盘,将磨料层设计成包含斜面的倾斜结构以便更利于点磨削加工。对砂轮基体内部微小单元建立应力应变与其增量之间的关系,研究砂轮基体在高速旋转时的应力和基体变形的分布梯度,得出了基体强度校核的理论公式。研究表明,应力和变形都随砂轮转速提高而呈现二次方增大的趋势。依据点磨削工艺要求,应用有限元方法对砂轮结构进行优化,制备了试验砂轮。

超高速纳米陶瓷结合剂CBN砂轮制备与实验

将纳米复合材料技术应用于超高速陶瓷结合剂CBN砂轮试验研究,制备出力学性能和热学性能有明显改观的纳米陶瓷结合剂.与普通陶瓷CBN砂轮结合剂的实验结果相比,纳米陶瓷结合剂在耐火度、线膨胀系数、浸润性以及抗折强度上都有着显著优势,其砂轮贴片样条抗折强度达到了88.23 MPa,耐火度约为795℃.以此制备出的超高速纳米陶瓷结合剂CBN砂轮,不但安全性高,而且在对不锈钢、钛合金、高速钢几种难磨金属的干磨实验测试中也表现出了良好磨削性能.

超高速磨削相关技术与工业应用

超高速磨削加工是先进制造方法的重要组成部分,是各种加工材料获得精确尺寸和表面完整性的主要加工方法。论述了超高速磨削相关技术,分析了超高速外圆磨削、快速点磨削、高效深切磨削等超高速磨削加工技术的国内外现状、最新进展及在工业中具体应用,阐述了发展超高速磨削加工的重要性。

高效率磨削加工技术发展

阐述了高速超高速磨削、快速点磨削、高效深切磨削、缓进给磨削、高速重负荷荒磨以及砂带磨削等高效率磨粒加工技术的国内外的发展及最新研究进展,分析了发展高效率磨粒加工的重要性。

面向绿色制造的快速点磨削磨削液供给参数计算

高速/超高速磨削条件下,砂轮边缘的高速空气带会阻碍磨削液注入磨削区。空气带压力与砂轮速度的平方成正比。快速点磨削是一种新型高速/超高速磨削技术,接触区很小,实际磨削功率低,冷却及散热效果好。在分析了高速/超高速磨削砂轮周围旋转空气带动压力及速度分布特点的基础上,根据热力学原理及快速点磨削特点,分析并建立了磨削液的供给流量和供液速度的理论模型。在此基础上,建立了面向绿色制造的快速点磨削的磨削液喷嘴直径及供液压力的工程计算公式。

超高速磨削相关技术与工业应用

超高速磨削加工是先进制造方法的重要组成部分,是各种加工材料获得精确尺寸和表面完整性的主要加工方法。论述了超高速磨削相关技术,分析了超高速外圆磨削、快速点磨削和高效深切磨削等超高速磨削加工技术的国内外现状、最新进展及在工业中的具体应用,阐述了发展超高速磨削加工的重要性。