金刚石砂轮精密修整工艺研究

金刚石砂轮精密修整工艺研究

２００９年４月第２期

总第１７０期

金刚石与磨料磨具工程

Ａｐｒ．２００９Ｎｏ．２

ｓｅ＾ａ１．１７０

Ｄｉ硼ｏｎｄ＆ＡｂｒａｓｉｖｅｓＥｎｇｉｎｅｅ—ｎｇ

文章编号：１００６—８５２Ｘ（２００９）０２一∞３ｌ—０５

金刚石砂轮精密修整工艺研究’

贾云海１’２

卢学军’’２’３

邓福铭３徐国军１’２

朱立新∽

宋英杰ｍ

（１．北京市电加工研究所，北京１００１９１）（２．北京市迪蒙特佳工模具公司，北京１００吣３）（３．中国矿业大学（北京），北京１００吣３）

摘要金刚石砂轮机械磨削是砂轮整形的传统方式。砂轮旋转速度以及工具砂轮的进给量是金刚石砂轮机械精密整形的主要工艺参数。通过在超硬材料砂轮整形机床上的大量实验和砂轮磨削力的分析，得到了金属结合剂和树脂结合剂金刚石砂轮精密整形的比较理想的工艺参数；确定了工具砂轮的线速度应在ｌｌｎ∥ｓ左右，工具砂轮轴转速在ｌ

０５０一ｌ８００

ｒ／ｍｉｎ；金刚石砂轮轴转速设定在４００～ｌ

０００

ｒ／ｍｉｎ，金刚石砂轮的线速度为２．６～１０．５Ｉｎ／８。同时，分析比较了机械修锐和喷砂修锐的效果。关键词金刚石砂轮；精密整形；修锐；中图分类号ＴＧｌ６４；７ｒＧ７４

文献标识码

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删言

砂轮的磨削性能在很大程度上取决于砂轮的表面

基金项目：北京市优秀人才资助项目（ＹｘＲ００ｒ７０２）

特性篇篇戮嚣篙鬻磊籀

分和特性，因此修整方法也有不同。目前，国内外在金

万方数据

金刚石砂轮精密修整工艺研究

金刚石与磨料磨具工程总第１７０期

刚石砂轮的修整中采用了电火花加工、激光加工、超声加工、电解修整以及传统的机械磨削修整一Ｊ。机械磨削加工具有普适性，对各种金刚石砂轮均适用。

国内外在超硬材料砂轮机械磨削修整方面已经有了比较深入的研究，文献３研究了陶瓷结合剂砂轮的修整过程模型。文献４介绍了金刚石砂轮成形修整的原理及实验研究，分析了成形加工的主要影响因素。文献５分析了在不同加工参数条件下，陶瓷金刚石砂轮的磨损量和材料去除率。本文从金刚石砂轮磨削原理人手，通过实验，研究金刚石砂轮机械磨削的工艺，找寻不同粒度、不同结合剂的金刚石砂轮机械磨削中较为合理的磨削速度（砂轮转速）、切削进给量的范围值。同时通过实验研究，分析比较磨削修锐和喷砂修锐的效果。

１

金刚石砂轮磨削修整原理

金刚石砂轮机械磨削修整可以看作经历了这样几

个阶段：两个砂轮接触初始阶段。金刚石砂轮在摩擦力和冲击力作用下，金刚石颗粒旋转，引起金刚石颗粒间结合剂的弹性变形，变形达到一定程度，结合剂出现裂纹，金刚石颗粒在摩擦力和冲击力的继续作用下旋转，造成结合剂裂纹的扩大，最终结合剂断裂，金刚石颗粒从砂轮表面脱落。实际的金刚石砂轮结合剂去除方式要复杂的多，有冲击脆性去除、疲劳脆性去除、热化学去除和机械热去除∞’¨。

通常的金刚石砂轮整形主要是外圆、端面、斜面、外圆角和内、外圆弧面的整形，金刚石砂轮一般只有转动，而工具砂轮（一般是碳化硅砂轮、白刚玉砂轮，也可以选用金刚石砂轮）不仅仅有转动，还有进给运动和往复摆动。因此，金刚石砂轮和工具砂轮转动速度、工具砂轮的进给量就成为比较重要的工艺参数。

２金刚石砂轮修整实验设备

砂轮整形选用北京市电加工研究所新开发的超硬材料砂轮整形机床（ＢＤＭ９０４），砂轮的修锐分别选用砂轮整形机床修锐、液体喷砂机修锐；液体喷砂机选用国营长空机械厂生产的ＳＳ一２型喷砂机，砂粒选择１２０＃碳化硅球形颗粒。金刚石砂轮主要选用了郑州磨料磨具磨削研究所生产的直径为１５０ｍｍ金属结合剂、树脂结合剂金刚石砂轮（粒度分别为８０、１８０、４００三种，硬度选择中硬型），工具砂轮选择直径为１５０

万方数据

ｍｍ，宽度为１０ｍｍ的碳化硅砂轮（粒度分别为８０。、１２０。、１５０。三种）。

３实验结果及分析

３．１砂轮主轴转速的确定

精密修整要求修整后的金刚石砂轮的尺寸精度达到１０～ｍｍ级。为实现这一目的，首先是加工机床的几何精度必须达到１０～ｍｍ级。机床的进给精度要达到１０～ｍｍ级；其次是砂轮的主轴回转精度要达到１０～ｍｍ级；第三是砂轮主轴的振动和平衡要达到精密级要求。砂轮主轴的振动和平衡是随砂轮的转速变化而变化的，是动态值，这是影响砂轮加工精度最主要的因素之一，因此工具砂轮和金刚石砂轮的转速成为工艺参数中最先确定的值。

通过在超硬材料砂轮整形机床上的大量金刚石砂轮精密整形实验，我们得到了砂轮主轴转速和砂轮主轴振动速度的关系曲线如图ｌ所示，并实验得到了砂轮主轴转速和磨削力的关系曲线如图２所示。从图１可以清楚地看到，金刚石砂轮和工具砂轮主轴的振动速度随主轴转速的升高非线性增大，但在ｌ

８００ｒ／ｍｉｎ

以下时，振动随转速的变化很小；而主轴转速在ｌ

８００

—３５００

ｒ／ｍｉｎ时，主轴振动迅速增大。因此从减小主

轴振动角度出发，希望金刚石砂轮和工具砂轮的主轴转速小于１８００ｒ／ｍｉｎ。从图２可以发现，在一定进给量下，随着主轴速度的增大，磨削力呈现下降趋势。磨削力的减小，带来系统稳定性的增加，产生这一现象的原因可能是整形初期工具砂轮脱落的磨粒对金刚石磨粒和结合剂的冲击以及研磨作用而产生一定的整形效果。当主轴高速运行时，磨粒主要起磨削作用，磨削力下降。主轴从高速向低速变化时，砂轮间的接触刚度减小，磨削系统稳定性增加。

从前面的分析可以知道，综合考虑主轴振动和磨削力对加工精度的影响，应该设定ｔ具砂轮的转速低

于ｌ８００ｒ／ｍｉｎ，工具砂轮的直径一般在１２０～２００

ｍｍ

之间，工具砂轮的线速度一般应在ｌｌｍ／ｓ左右，工具砂轮轴转速大约在ｌ

０５０一１８００

ｒ／ｍｉｎ。可加工金刚石砂

轮直径５０一２００咖，因此，金刚石砂轮轴转速设定在

４００—１０００ｒ／ｍｉｎ，金刚石砂轮的线速度一般在２．６一

１０．５

ｍ／ｓ之间，这样可以保证－Ｔ具砂轮和金刚石砂轮的

速比小于５，既可以减小砂轮主轴振动对砂轮加工精度的影响，又可以减小磨削力，提高磨削系统稳定性。

金刚石砂轮精密修整工艺研究

第２期

贾云海等：金刚石砂轮精密修整工艺研究

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金剐石砂轮主轴转速／（ｒ／越ｎ）

图２砂轮主轴磨削力曲线

３．２工具砂轮进给量的确定

工具砂轮的进给既影响金刚石砂轮的加工效率又影响砂轮的磨削力，进而影响磨削系统稳定性，因此也

是非常重要的工艺参数。图３是实验得到的树脂结合

剂金刚石砂轮进给量和法向、切向磨削力的关系曲线，通过实验数据可以清晰地知道粒度为８０。的金刚石砂

轮在进给量为０．０５—０．０６咖时磨削力变化最小；粒

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图３砂轮切削力与进给■的关系曲线

度为１８０’的金刚石砂轮在进给量为０．０４一Ｏ．０７砌

时磨削力变化最小；粒度为４００。的金刚石砂轮在进给量为０．０３～Ｏ．０６ｍｍ时磨削力变化最小。图４是实验得到的工具砂轮进给量与金属结合剂、树脂结合剂金刚石砂轮材料去除率的关系曲线。从图４ａ可以知道粒度为８０。的金属结合剂砂轮材料去除率在工具砂轮

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图４砂轮进给量与材料去除率的关系曲线

金刚石砂轮精密修整工艺研究

金刚石与磨料磨具丁程总第１７０期

进给量为Ｏ．０６ｍｍ时出现最大值；粒度为１８０。的金属结合剂砂轮材料去除率在工具砂轮进给量为０．０５

ｍｍ

时出现最大值；粒度为４００。的金属结合剂砂轮材料去除率在－丁具砂轮进给量为０．０４ｍｍ时出现最大值。从图４ｂ可以知道粒度为８０’的树脂结合剂砂轮材料去除率在工具砂轮进给量为０．０５ｍｍ时出现最大值；粒度为１８０。的树脂结合剂砂轮材料去除率在工具砂轮进给量为０．０４ｍｍ时出现最大值；粒度为４００。的树脂结合剂砂轮材料去除率在工具砂轮进给量为０．０３

ｍｍ

时出现最大值。比较图４ａ与图４ｂ可以知道，相同直径、宽度、粒度的金刚石砂轮，金属结合剂金刚石砂轮材料去除率最优值对应的工具砂轮进给量要大于树脂结合剂金刚石砂轮。

图５是实验得到的砂轮磨削能与金刚石材料去除率的关系曲线，从图５可以知道，磨削能与金刚石砂轮材料去除率的关系与工具砂轮进给量与材料去除率的关系是相似的，即工具砂轮最小、最大进给量或最大、最小磨削能时，金刚石砂轮材料去除率均不是最优值，此时的磨削效率均不高。

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１０

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图５砂轮磨削能与材料去除率的关系曲线

４金刚石砂轮的修锐工艺

罔６ａ是粒度为１８０。的金刚石砂轮整形后的局部放大图，图７ａ是粒度为４００。的金刚石砂轮整形后的局部放大图，可以看到整形后的金刚石砂轮的金刚石颗粒只有少数露出微刃，因此需通过修锐修出金刚石颗粒的微刃。机械修锐是比较常用的方法，根据前面的分析，在砂轮整形机床上通过改变工具砂轮和金刚石砂轮的线速度比，可以完成金刚石砂轮的修锐。在超硬材料砂轮整形机床上修整时，将金刚石砂轮的主轴

万方数据

转速提高到１

８００

ｒ／ｍｉｎ，这时其线速度达到１８．８∥ｓ；

将Ｔ具砂轮的转速调整到６００ｒ／ｍｉｎ，这时其线速度达到６．２ｍ／ｓ，调整工具砂轮进给量大约为０．００５ｍｍ，连续进给三次后，金刚石砂轮修锐后的局部放大图如图６ｂ所示。同样方式，粒度为４００。的金刚石砂轮修锐后的局部放大图如图７ｂ所示；从图中可以清晰地看到金刚石颗粒微刃比较多，达到了一定的修锐目的。

除了机械修锐外，我们又尝试了喷砂机喷砂修锐。

通过调节喷砂砂粒的大小和喷砂速度，也可以实现金刚石砂轮的修锐。选取１２０。碳化硅圆球颗粒，调整喷砂机气压在０．４—０．６ＭＰａ，对粒度为１８０。和４００。的整形后的金刚石砂轮喷砂，其加工后的局部放大图如图６ｃ和７ｃ所示，比较图６和图７，可以直观的发现喷砂修锐也可以达到机械修锐的要求。

图６粒度为１８０。金刚石砂轮局部图（放大倍数为１２０ｌ

图７粒度为４００‘金刚石砂轮局部图（放大倍数为１２０）

５

结论

（１）综合考虑砂轮主轴振动和磨削力对金刚石砂

轮精密整形的影响，确定丁具砂轮的线速度为１１

ｍ／ｓ

金刚石砂轮精密修整工艺研究

第２期

贾云海等：金刚石砂轮精密修整工艺研究

０５０—１８０００００

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左右，工具砂轮轴转速ｌ轮轴转速设定在４００—ｌ

ｒ／ｍｉｎ；金刚石砂

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度在２．６一１０．５Ｉｎ／ｓ之间。这样既可以减小砂轮主轴振动对砂轮加工精度的影响，又可以减小磨削力，提高磨削系统稳定性。

（２）综合考虑工具砂轮进给量对磨削力和金刚石砂轮材料去除率的影响，对于金属结合剂砂轮，粒度为８０’的砂轮，工具砂轮进给量为０．０６ｍｍ；粒度为１８０’

［６］

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的砂轮，工具砂轮进给量为０．０５咖；粒度为４００。的砂

轮，工具砂轮进给量为０．０４ｍｍ。对于树脂结合剂砂轮，粒度为８０４的砂轮，工具砂轮进给量为０．０５ｍｍ；粒

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度为１８０。的砂轮，工具砂轮进给量为Ｏ．０４舢；粒度为４００。的砂轮，工具砂轮进给量为０．０３衄。

（３）通过调整喷砂机砂粒的大小和喷砂机气压大小，可以达到与机械修锐相同的效果。

（４）金刚石砂轮的精密修整是一个复杂的过程．其加工工艺参数不仅仅限于文中所提到的几种。本文的研究只是简单地分析了基本工艺参数的选择，需要今后进一步建模和优化分析。

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作者简介

贾云海，男，１９７４年生，工学博士，工程师。卢学军，男，１９６８年生，工学博士，副研究员。

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（修回日期：２００８一ｌＯ—１５）

［３】

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（编辑：王琴）

（上接第２５页）

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作者简介

张勤俭，男，１９７２年生，博士，教授级高级工程师，主要研究方向为精密拉丝模制造，微纳特种加工。Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈ明ｇｑｉｎｊｉ蛐＠ｔｓｉｎ曲ｕａ．ｏｒｇ．ｃｎ

（收稿日期：０８一ｌｌ一５）

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（编辑：王琴）

１ａ匝硼。１９９８．３３４３：４５８—４６４

万方数据

金刚石砂轮精密修整工艺研究

金刚石砂轮精密修整工艺研究

作者：作者单位：

贾云海， 卢学军， 邓福铭， 徐国军， 朱立新， 宋英杰， Jia Yunhai， Lu Xuejun，Deng Fuming， Xu Guojun， Zhu Lixin， Song YingJie

贾云海,徐国军,朱立新,宋英杰,Jia Yunhai,Xu Guojun,Zhu Lixin,Song YingJie(北京市电加工研究所,北京100191;北京市迪蒙特佳工模具公司,北京100083)， 卢学军,Lu Xuejun(北京市电加工研究所,北京100191;北京市迪蒙特佳工模具公司,北京100083;中国矿业大学,北京,北京100083)， 邓福铭,Deng Fuming(中国矿业大学(北京),北京,100083)金刚石与磨料磨具工程

DIAMOND & ABRASIVES ENGINEERING2009，(2)0次

刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：

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相似文献(9条)

1.期刊论文 金卫东.任成祖.华瑾海.王太勇 基于实时监控的金属结合剂金刚石微粉砂轮电火花精密整形 -金刚石与磨料磨具工程2004(6)

采用金属结合剂超微细粒度超硬磨料砂轮实现硬脆材料的ELID(Electrolytic In-process Dressing在线电解修整)精密与超精密磨削是一项加工新技术.金属结合剂砂轮具有很高的强度、硬度及良好的耐磨性,但修整困难.与普通磨削砂轮不同,金属结合剂金刚石微粉砂轮的修整分为整形和修锐两个阶段.本文开发了基于组态软件LabVIEW的数据采集系统,研究了基于实时监控的金属结合剂金刚石微粉砂轮电火花精密整形技术.结果表明砂轮旋转周期中的放电电流曲线是否呈现局部放电特征可以作为新设定电参数是否具有加工能力的判据.砂轮整形过程中的放电电流曲线是否达到平滑,即是否出现周圈放电现象可以作为其是否还具有整形能力的判据.对于圆跳小于10μm砂轮精密整形来说,仅靠观察火花状况实施进给难以避免空载、拉弧甚至短路现象.通过整形电流波形的实时监控不仅可以方便地获取有效加工电规准,而且很容易避免极间短路现象、鉴别非正常工作状态.金属结合剂微粉砂轮的整形精度和效率不仅与电规准有关,而且受到电极形状、工作液的绝缘性能及最小进给量值的影响.实验表明以电解液作为工作液、采用平面电极,选定合适的电规准,W10微粉金刚石砂轮最终的整形精度可达到圆跳小于2μm、锥度误差在1μm以内,平均整形效率约0.95μm/min.

2.学位论文 张璟 电火花精密整形基础理论与实验研究 2008

由光学玻璃、陶瓷、半导体以及人工晶体等高性能硬脆材料制造而成的具有复杂型面的零件在航空航天、光学、电子、汽车及军用武器装备等领域有着重要的应用，这些零件往往具备较高的表面精度和较低的粗糙度值。对铸铁基金刚石砂轮采用电火花精密整形可以实现硬脆材料零件复杂型面的精密、超精密加工，并能极大的提高加工效率。

本文对各种金刚石砂轮修整技术的发展现状进行分析，详细探讨了电火花精密整形机理，并对铸铁基金刚石砂轮的电火花精密整形的效率和精度进行实验研究。

通过单因素法考察雾、水、加压空气、空气等四种媒介，不同的整形电压、不同的整形电流，同时还考察了喷雾器位置、雾中含水量等影响电火花精密整形效率的因素。经过实验分析可知，整形效率随整形电压、整形电流的增加而增加，在雾中由于放电状态呈现等离子体放电，所以整形效率最高。

其次考察了雾、水、加压空气、空气等四种媒介，不同的整形电压、不同的整形电流等影响电火花精密整形精度的因素。经过实验分析可知，而整形精度随整形电压、整形电流的增加而变差，当媒介为水的时候，带走的热量最多，所以整形精度最好。

通过优化电火花整形工艺，可以很好的把设计的工件廓型通过仿形法复制到砂轮上。利用matlab软件对整形后砂轮和工具电极进行廓型边缘检测。通过对比，整形后工具电极与设计工具电极廓型一致，整形后的砂轮与设计的工件廓型基本一致，角度误差分别是0.75°和0.8°，砂轮顶部与设计工件廓型相比只多蚀除了0.15mm，证明电火花精密整形在复杂型面加工上可以取得快速和精密的整形效果。

金刚石砂轮精密修整工艺研究

3.学位论文 华瑾海 ELID超精密磨削与金属结合剂砂轮电火花精密整形试验研究 2005

随着科学技术的进步，硬脆材料的应用也随之日益广泛。为实现硬脆材料的精密、超精密加工，发展出了各种新型磨削方式。其中ELID磨削技术是最易于实际应用的新技术之一。该技术将砂轮修整与磨削过程结合在一起，利用金属基砂轮微量磨削作用进行磨削加工的同时，利用非线性电解作用对砂轮进行修整，从而避免砂轮的钝化和堵塞现象，实现对硬脆材料的精密磨削。同时，由于金属结合剂砂轮难以使用传统的整形方式，因此发展出了电火花精密整形技术。本文主要研究了铸铁结合剂金刚石砂轮在线电解修整(ELID)磨削技术与电火花精密整形技术。

本文首先阐述基于图形化编程语言LabVIEW的数据采集系统，该系统能够实时显示、记录、分析各种实验信号，是金属基金刚石砂轮的电火花整形技术及ELID超精密磨削技术的研究手段和研究基础。然后详细阐述铸铁结合剂金刚石砂轮电火花整形技术。由于砂轮的形状精度直接影响着工件磨削表面质量，但铸铁结合剂金刚石砂轮具有的高刚度、高强度使得砂轮难以整形。根据电火花加工原理，通过一系列实验，借助于数据采集系统采集整形过程中的电压和电流，总结了铸铁结合金刚石砂轮的电火花整形规律。通过电火花整形，使铸铁结合剂砂轮达到了精密磨削的要求。最后，介绍了ELID超精密磨削技术的磨削原理、步骤及其特点。在MM7120磨床上自行开发了ELID磨削装置，进行了氮化硅材料的ELID磨削实验，发展了ELID磨削原理和方法，实现了氮化硅材料表面粗糙度Ra达45.5nm的超精密磨削。

4.期刊论文 舒展.任成祖.SHU Zhan.REN Chengzu 基于纳米进给铸铁基砂轮电火花精密整形研究 -制造技术与机床2006(6)

阐述基于图形化编程语言Lab VIEW的数据采集系统,该系统能够实时显示、记录、分析各种实验信号,是金属基金刚石砂轮的电火花整形技术的研究手段和研究基础.根据电火花加工原理,通过一系列实验,借助于数据采集系统采集整形过程中的电压和电流,总结了铸铁结合剂金刚石砂轮的电火花整形规律.采用最小进给量为10 nm的微进给工作台,实现了基于纳米进给的电火花整形,使铸铁结合剂砂轮达到了精密磨削的要求.

5.学位论文 仲吉武 电火花精密整形与ELID精密磨削试验研究 2006

随着科技的进步和高新技术产业的快速发展,脆硬材料的应用日益广泛,脆硬材料的精密、超精密加工技术的研究也越来越受到重视.电火花整形是应用电火花加工原理,利用工件和工具电极间脉冲性的火花放电,靠局部瞬时高温把金属材料蚀除下来,从而通过工件和工具电极作相对成形运动达到整形的目的.ELID(Electrolytic In-process Dressing)磨削技术是在电化学加工、电解磨削原理基础上发展起来的一项磨削新技术,是一种新型的在线连续修整磨削的方法.研究表明,利用电火花精密整形后的高精度金刚石微粉砂轮作为工具,采用ELID磨削,可以实现脆硬材料的超精密镜面加工.

本文通过对电火花加工技术、脆硬材料的磨削技术、金刚石砂轮的修整技术、脆硬材料的磨削去除机理和ELID磨削机理等相关技术资料的分析,结合最新的ELID磨削和电火花整形的研究成果,进行了金属基金刚石微粉砂轮电火花精密整形与氮化硅陶瓷的ELID精密磨削试验研究.试验采用了先进的纳米级微进给工作台和NUDAQ-2010数据采集卡,引入了基于LABVIEw编程的实时监测和数据采集系统.经过反复调整试验参数,不断优化试验流程,并在对试验现象和试验数据的研究处理的基础上,本论文总结了金属基金刚石砂轮电火花整形规律和氮化硅陶瓷ELID磨削规律,为今后在电火花精密整型技术和ELID精密磨削技术的研究方面,及二者结合实现超精密加工的应用方面提供了一定的借鉴作用.另外,通过改进试验手段和方法,在试验结果上,电火花精整后的金刚石砂轮的圆度误差达到了0.8μm, ELID磨削的氮化硅工件表面粗糙度值达到了1.0 nm,取得了较好的效果.

6.期刊论文 华瑾海.任成祖.金卫东.靳新民 基于LabVIEW的数据采集系统在金属结合剂金刚石砂轮电火花整形上的应用 -金刚石与磨料磨具工程2004(5)

在本文中,使用霍尔电流电压传感器,数据采集卡,电容测微仪,基于LabVIEW编程语言建立了数据采集系统.通过数据采集系统实时监测金刚石砂轮电火花整形过程,以及测量砂轮圆度.揭示出电火花整形不同阶段电流电压变化的基本规律,而且通过电流和电压图形,可以判断出砂轮是否达到了某一电参数下的整形精度极限.实验结果表明最后整形阶段的微小进给量及低电压、低占空比和高频率的电参数对提高整形精度具有重要作用.基于LabVIEW的数据采集系统的电火花整形技术有助于提高精密整形的精度.W10金刚石砂轮最终可达到小于2μm砂轮圆跳.

7.学位论文 舒展 脉冲电源改进及ELID磨削技术实验研究 2006

随着科学技术的进步,硬脆材料的应用也随之日益广泛.为实现硬脆材料的精密、超精密加工,发展出了各种新型磨削方式.其中

ELID(ElectrolyticIn-process Dressing)磨削技术是最易于实际应用的新技术之一.该技术将砂轮修整与磨削过程结合在一起,利用金属基砂轮微量磨削作用进行磨削加工的同时,利用非线性电解作用对砂轮进行修整,从而避免砂轮的钝化和堵塞现象,实现对硬脆材料的精密磨削.同时,由于金属结合剂砂轮难以使用传统的整形方式,因此发展出了电火花精密整形技术.本文对超精密磨削用高频脉冲电源进行性能改进,在此基础上对铸铁结合剂金刚石砂轮在线电解修整(ELID)磨削技术与电火花精密整形技术进行了研究.

本文首先介绍了ELID磨削专用高频脉冲电源,并在原来电源基础上做了一系列性能改进,结合计算机输出高频直流脉冲电压,为以后ELID磨削的自动化控制打下基础.然后详细阐述铸铁结合剂金刚石砂轮电火花整形技术.由于砂轮的形状精度直接影响着工件磨削表面质量,但铸铁结合剂金刚石砂轮具有的高刚度、高强度使得砂轮难以整形.根据电火花加工原理,通过一系列实验,借助于数据采集系统采集整形过程中的电压和电流,总结了铸铁结合金刚石砂轮的电火花整形规律.通过电火花整形,使铸铁结合剂砂轮达到了精密磨削的要求.最后,介绍了ELID超精密磨削技术的磨削原理、步骤及其特点,并在平面磨床MM7120A上进行了氮化硅材料的ELID磨削实验,最终氮化硅材料表面粗糙度小于5纳米.

8.期刊论文 张宾.沈剑云.徐西鹏.Zhang Bin.Shen Jianyun.Xu Xipeng 钎焊金刚石砂轮修整实验研究 -金刚石与磨料磨具工程2007(6)

单层钎焊金刚石砂轮的圆度轮廓精度由于受磨料粒径和钎焊结合剂层高度不均匀等因素的影响而使其难以在工程陶瓷等硬脆材料精密磨削中应用.然而单层钎焊金刚石砂轮的修整是直接对金刚石磨粒进行微量的磨损,修整难度大、效率低,因此,探讨快捷且精密的整形方法就成了解决其应用问题的关键技术之一.在本文研究中,分别采用铁基金刚石烧结磨块、钎焊细粒度金刚石板和氧化铝磨块三种整形工具对钎焊金刚石砂轮进行了磨削法整形实验研究,实验结果表明利用氧化铝磨块进行磨削修整效率极低;钎焊金刚石板磨削修整虽然效率高,但是对砂轮表面金刚石磨粒造成大量破碎磨损;铁基金刚石烧结磨块在整形过程中可稳定地以磨平方式磨损砂轮表面金刚石磨粒,经精密整形后的砂轮圆度轮廓精度较高,用其磨削工程陶瓷时工件表面的犁沟和裂纹明显减少.

9.学位论文 王志强 ELID磨削用砂轮的电火花整形控制研究 2007

随着硬脆材料特别是高温陶瓷材料的广泛应用，各种超精密加工方法得到了迅速发展。ELID磨削是实用性较强的方法之一，该技术将砂轮修整与磨削过程结合在一起，利用金属基砂轮的微量磨削作用进行磨削加工的同时，使用非线性电解作用对砂轮进行修整，从而避免砂轮的钝化和堵塞现象，实现对硬脆材料的精密磨削。对磨削的效果和效率有着重要影响的砂轮表面形状要求在磨削前对砂轮进行精密整形。在金属结合剂金刚石砂轮由于其自身的特点使得传统的整形方式效果不佳的情况下，电火花精密整形成为整形金属基砂轮的重要技术。由于众多因素的影响，普通电火花整形砂轮系统容易出现砂轮圆度误差恶化及整形效率较低等问题。本文建立了基于模糊控制理论的电火花整形计算机闭环控制系统，提高了整形砂轮的效率和整形精度。 本文首先利用Labview语言和数据采集卡建立了能够采集实时信号特征的数据采集系统，同时构建了能够实现电压控制的数据输出系统。通过对采集到的整形过程中放电电流、放电电压信号的分析，使用四种不同的分析原理对单个脉冲的放电状态进行了分类和鉴别。通过实验，利用鉴别程序提取能够表征整形过程加工状态的参数：连续放电系数和不正常放电率，建立加工状态表征参数和电极间隙调整量之间的关系，将其作为控制规则。实验中先对放电过程的放电电流进行鉴别以提取加工状态表征参数，而后使用模糊控制理论，利用控制规则进行模糊推理，计算电极间隙调整量，通过计算机输出控制电压驱动执行装置调节电极间隙，从而建立了电火花整形闭环控制系统。实验结果证明，与普通电火花整形系统相比，本文研制的基于模糊控制的电火花整形系统保证了砂轮整形过程中的稳定性，提高了砂轮整形的效率，并且改善了砂轮表面的形状精度。

金刚石砂轮精密修整工艺研究

本文链接：/Periodical_jgsymlmjgc200902008.aspx

下载时间：2010年5月13日

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7wf1.html