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加工PCD刀具/PCBN刀具/钻石/工业陶瓷的陶瓷金刚石砂轮

粒度: W3.5~100/120 型号:1A1 14A1 6A2 11A2 12A2 4A1
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磨削技术论文概述

2011.08.22  河南恒远超硬材料有限公司 www.kosuperhard.com  浏览次数:
磨削力是磨削加工研究中一个重要的物理量,通过对锯切力的研究分析,论文指出,花岗石锯切加工过程中能量大部分消耗于锯片与花岗石以及锯屑的划擦和摩擦作用。关于磨削技术的信息

一. 磨削加工工艺

本次会议共收录了八篇有关材料磨削加工工艺的文章。论文通过采用铸铁结合剂砂轮在线电解修整磨削(ELID)与树脂结合剂砂轮磨削钢结构硬质合金工件的比较中发现,前者能在保证加工表面质量前提下大大提高磨削的效率。在超声波加工方面,论文通过系统实验和理论研究揭示了超声波珩磨系统中的局部共振现象与深孔加工中局部共振的现象具有相同的本质,利用此种结果,可以大大简化超声波珩磨系统的设计。论文分析了旋转超声波加工过程及其原理,建立了相应的数据模型,并且分析了加工参数对加工过程的影响。

论文分析了近年来超声波振动珩磨加工新技术的发展及其优点,介绍了所研制的超声波振动珩磨系统,使用该系统加工后的薄壁缸体和整铸钢体的使用寿命能大为提高。利用电火花(EDM)等特种加工方法可以实现一些难加工材料进行高效加工,论文在使用电火花加工镍基耐高温合金工件时发现,与传统的加工方法相比,其所需的加工时间减少、而工件表面质量得到了提高。

论文通过对脆性材料磨削加工过程的理论分析、磨削力和磨削力比及加工表面质量的实验研究,提出了非稳定状态磨削技术的新型磨削工艺,促进了脆性材料磨削加工新理论和新技术的发展。

二. 磨削机理

磨削力是磨削加工研究中一个重要的物理量,通过对锯切力的研究分析,论文指出,花岗石锯切加工过程中能量大部分消耗于锯片与花岗石以及锯屑的划擦和摩擦作用。通过选择优化的加工参数组合、采用多层结构或侧边带槽的金刚石节块以及通过金刚石表面金属化都有利于减少锯片与工件的摩擦,从而减少刀头的磨耗和能耗,降低加工成本。论文分析了花岗石锯切过程中金刚石磨粒负荷,单颗金刚石磨粒的平均力仅仅是金刚石抗压强度的4%。而论文则研究了磨粒与工件之间在磨削过程中的摩擦系数的问题,通过建立数学模型和实验数据来获得不同条件下的摩擦系数。磨削温度是磨削加工过程的重要物理现象,论文利用人工热电偶测温法测量了砂轮/工件界面的磨削温度,讨论了磨削温度对镍基超合金表面完整性的影响,并在此基础上认为,为了进一步提高生产率,镍基超合金的磨削加工应分成两个阶段进行。论文利用热电偶夹丝测温法测量了陶瓷端面磨削弧区温度分布,并将实测温度曲线与理论温度曲线拟合,得出磨削过程产生的热量中只有 55%左右传入到工件,而在干磨时的磨削温度对树脂金刚石砂轮产生热损伤,进而影响工件的表面质量。论文通过实验研究陶瓷材料在恒压条件下金刚石砂轮磨削的力和温度特性,探讨陶瓷材料恒压磨削的材料去除机理。

在磨削机理研究中,工件加工后的表面质量以及材料的去除机理是研究的重要方面。论文在研究磨削过程中花岗石去除机理中发现,花岗石表面有塑性流的存在。论文研究了磨削三氧化二铬涂层时,磨削深度、磨削速度对于工件的加工表面质量、塑性变形以及微裂纹的影响。论文则分析了氧化铝等陶瓷材料在珩磨过程中的材料去除机理。随着计算机技术的发展,有限元数值方法和计算机仿真在磨削研究中得到越来越多的应用。论文应用热弹塑性力学理论建立理论模型对表面残余应力进行有限元的分析,以及通过采用金刚石砂轮磨削三氧化二铝后的表面残余应力,分析在不同的加工条件下,加工表面的残余应力值的变化以及其变化的原因。论文研究对比线切割硅片在两种不同的表面加工方法磨削和研磨加工后对表面进行有限元分析,在去除硅片的波度方面各有优劣性,以及在硅片加工中其他各种因素的影响。论文通过有限元方法对侧面焊有小碳化物颗粒的特殊结构金刚石锯片在加工过程中的应力情况进行分析,其侧面磨损和应力集中可大幅降低,并对锯片两侧排布硬质点数量进行了优化。在计算机仿真方面,论文对磨削温度以及各种加工参数对磨削过程的影响进行了仿真。

三. 磨料磨具和超硬材料工具

工具方面的文章共有十篇,包括对金刚石锯片的研究,文章分析电阻热压烧结分层式金刚石锯片刀头的工作机理和烧结过程,指出原有分层结构的设计存在不足之处,提出采用弱包镶层代替原纯胎体工作层,孕镶层中的金刚石颗粒采用化学镀膜处理从而使其避免在烧结和焊接过程中对金刚石的热损伤,大大提高了锯片的工作效率和使用寿命。

对工具性能进行改善有对高效磨削砂轮形貌的优化设计,文章介绍了根据不同的加工要求,对砂轮的表面颗粒进行相对有序和合理的分配,进行优化设计。并通过对其表面形貌的设计,使得磨削过程的仿真模型和实际相吻合,也使得磨削过程的优化得以实现。同时,关于超精密平面珩磨中的珩磨砂轮结构参数的优化的文章,通过分析珩磨砂轮结构参数和工件加工精度之间的联系,珩磨砂轮与磨损系数的联系,在精度系数和磨损系数取最优值的条件下得到珩磨砂轮结构参数,最终解决超精密平面珩磨中珩磨砂轮结构参数的选择的问题。

采用新技术制造工具的文章有高质量金刚石涂层工具的制造和应用的论文,本文介绍了采用(EACVD)热电子发射型化学气相沉积法制造金刚石涂层工具,首先采用预处理过的WC-Co基底,再者通过控制各种沉积参数来改变复合金刚石薄膜气相沉积步骤的新技术,从而得到低表面粗糙度和与基体材料的高结合强度的金刚石涂层工具,在提高刀具性能方面具有重要的意义。还有的论文则是关于研究四氧化三碳这种新型超硬材料在刀具加工中的应用。论文集中对金刚石涂层钻头同样采取上述方法,则可以促进复杂几何形状的刀具加工的发展。论文通过理论分析PCD 刀具切削铝合金过程中的断屑机制,建立了断屑预测系统,与实验结果有很好的吻合。论文主要介绍用PCBN 刀具硬车削GCr15 钢和淬硬轴承钢的实验研究,通过对切削过程中切削温度、刀具磨损和工件表面完整性的测量和分析。探讨利用PCBN 刀具进行硬车削的加工工艺。

文章介绍的是利用电场控制晶须方向以提高切割片的性能,此文介绍了一种运用光敏型树脂作为粘结材料的切割片,通过在光敏性树脂中加入了晶须,在电场的作用下晶须方向沿切片载荷方向排布,切割片的机械性能得到加强,在半导体加工中可以有较好的应用。论文分别介绍利用化学机械抛光方法进行陶瓷平面抛光和氮化硅陶瓷球的抛光研究,综合介绍化学机械抛光陶瓷材料的优越性,并对于加工过程中材料去除机理及磨料的作用机理进行了探讨。

四. 磨削装备

磨削设备方面的文章有二篇,其中对超精密大型非球面磨削系统的研究的文章,针对影响超精密磨削过程中的大型非球面表面的表面粗糙度和外形精度的因素进行理论分析,基于此理论设计和制造的磨削系统在实际加工中,加工精度达到了要求。另外,对无传动高效并联磨床的理论研究中,介绍一种新型的数控并联磨削机床,其采用高速度磨削,无级变速,具有高的传动精度、好的动力学性能,达到了精密进给和高效磨削的要求。

来源: 磨削技术   网络文档由陶瓷结合剂金刚石砂轮整理

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