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Machining of Single‑Crystal Sapphire with Polysaccharide‑Bonded Abrasive Tool

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2020年第3期37卷 360-369页

作者： WU Zhe ZHU Yanfei CHEN Junpeng ZHU Zichao LIU Zhifeng yuan julong YAO Weifeng School of Mechanical Engineering Hefei University of TechnologyHefei 230009P.R.China Ultra⁃precision Machining Center Zhejiang University of TechnologyHangzhou 310014P.R.China College of Mechanical and Electrical Engineering Shaoxing UniversityShaoxing 312000P.R.China

A novel polysaccharide-bonded abrasive tool is proposed for the green machining of single-crystal *** prescription and manufacturing process of the proposed tool is designed,and the gelation property of polysaccharide by microwave treatment is *** tool samples are fabricated,and a machining experiment on a single-crystal sapphire is *** is found that the crystallinity of polysaccharide gel decreases as the proportion of cross-linked polysaccharide *** tool samples with cross-linked polysaccharide present higher surface *** the new abrasive tool,the surface quality of sapphire wafer can be significantly *** new tool with an abrasive to binder ratio of 2∶1 attains a material removal rate of 0.68μm/*** is found that increasing the abrasive to binder ratio leads to better self-dressing performance but worse material removal ability and greater loss of abrasive tool *** validity of polysaccharide as an abrasive tool binder is preliminarily verified.

关键词： polysaccharide binder microwave treatment single-crystal sapphire green manufacturing

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精密硬态切削表面白层组织形态的研究

中国机械工程 2006年第10期17卷 1007-1009,1014页

作者：戴素江邢彤文东辉袁巨龙戴勇金华职业技术学院金华321000 浙江工业大学杭州310014

对后刀面磨损量为0．1mm时的精密硬态切削GCr15轴承钢表面白层微观组织形态及其硬度特性进行了研究，硬态切削表面由白层、过渡层和基体材料三部分组成。白层组织中存在马氏体、奥氏体和碳化物等组织形态，白层硬度较基体高而过渡层硬... 详细信息

对后刀面磨损量为0．1mm时的精密硬态切削GCr15轴承钢表面白层微观组织形态及其硬度特性进行了研究，硬态切削表面由白层、过渡层和基体材料三部分组成。白层组织中存在马氏体、奥氏体和碳化物等组织形态，白层硬度较基体高而过渡层硬度较基体低，高硬度白层是由于超细颗粒和大位错密度导致的。后刀面磨损量为0．1mm时白层厚度可达到10～15μm，因此有必要控制合理的后刀面磨损量来保证后续超精加工工序。精密硬态切削表面白层的形成是剧烈塑性变形导致的。

关键词：精密硬态切削白层微观组织硬度

轴承内圆轴向超声高速磨削理论建模与试验研究

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表面技术 2024年第8期53卷 119-132页

作者：吴金津王旭袁巨龙苑泽伟王安静陈聪浙江工业大学机械工程学院超精密加工研究中心杭州310023 新昌浙江工业大学科学技术研究院浙江新昌312500 沈阳工业大学机械工程学院沈阳110000

目的以GCr15材料的6309型轴承内圆为研究对象,探究高转速超声磨削过程中超声辅助振动对磨粒运动轨迹、磨削后表面粗糙度、圆度以及微观形貌的影响规律。方法基于超声内圆磨削磨粒切削轨迹及超声振幅与砂轮转速对轨迹影响的理论仿真,构... 详细信息

目的以GCr15材料的6309型轴承内圆为研究对象,探究高转速超声磨削过程中超声辅助振动对磨粒运动轨迹、磨削后表面粗糙度、圆度以及微观形貌的影响规律。方法基于超声内圆磨削磨粒切削轨迹及超声振幅与砂轮转速对轨迹影响的理论仿真,构建磨削去除量与磨削表面粗糙度的理论模型,通过对轴承内圆进行超声磨削试验,研究高转速(16000~22000 r/min)下各工艺参数对内圆表面质量的影响并验证理论粗糙度评价模型。结果超声振幅的增大使磨粒与内圆接触轨迹变长,但随砂轮转速的提高,磨粒切削轨迹的密集程度也有所下降。振幅和砂轮转速的增大可使切削去除量增大、粗糙度降低,铬刚玉粒度100#陶瓷结合剂砂轮磨削GCr15轴承内圆后,其表面质量更有优势,单因素下表面质量变化趋势与理论分析结果相一致。结论在相同磨削参数下,1.5μm振幅超声磨削可使内圆圆度降至0.92μm,粗糙度降至130.5 nm,与传统磨削相比,粗糙度最高减小了41.5%,圆度最高减小了52.6%。在高转速下,各因素按砂轮对磨削后表面质量的影响由大到小的顺序依次为砂轮转速、超声振幅、进给速度,当磨粒线速度超过41.8 m/s、进给速度超过600 mm/min、振幅超过1.5μm时,表面质量呈下降趋势。

关键词：轴向超声内圆磨削高速去除量磨粒轨迹表面质量

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液体动静压电主轴关键技术综述

机械工程学报 2009年第9期45卷 1-18页

作者：熊万里阳雪兵吕浪袁巨龙湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心长沙410082

液体动静压主轴以其高回转精度、高动态刚度、高阻尼减振性和长寿命等性能优势,在高速精密机床领域获得广泛应用,但进一步适应超高速超精密加工需要,发展成为将机床主轴与高速电动机功能从结构上融为一体的液体动静压电主轴,还需解决高... 详细信息

液体动静压主轴以其高回转精度、高动态刚度、高阻尼减振性和长寿命等性能优势,在高速精密机床领域获得广泛应用,但进一步适应超高速超精密加工需要,发展成为将机床主轴与高速电动机功能从结构上融为一体的液体动静压电主轴,还需解决高速化和结构集成化带来的轴承温升控制和电机性能优化等技术难题,需进一步从机理层面研究轴承特性和电动机高频电磁损耗等科学问题。因此有必要对现有研究成果进行系统分析和深入总结。回顾液体动静压机床主轴轴承技术的发展历史;从轴承油腔结构、节流器、轴颈偏斜、轴瓦弹性变形、轴承副表面形貌、液体惯性效应、热效应、润滑介质可压缩性及非牛顿特性、水润滑动静压轴承等方面,对影响液体动静压电主轴轴承特性的关键技术进行逐一分析和评述;从高速电主轴对电动机几何特性、转速—力矩特性、热特性、振动及噪声特性的要求等角度,全面评述电动机性能的电磁参数设计方法、电磁损耗机理及计算方法和电磁损伤故障防治技术;具体分析动静压电主轴整机特性优化中的关键技术难题;对液体动静压电主轴技术的未来发展趋势进行预测和展望。

关键词：电主轴液体动静压轴承高速主轴超高速磨削超精密磨削

硬质合金化学机械抛光工件-磨粒-抛光垫接触状态研究

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中国机械工程 2021年第17期32卷 2074-2081页

作者：毛美姣许庆刘静莉袁巨龙李敏胡自化湘潭大学复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心湘潭411105 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310014 湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心长沙410082 湖南科技大学智能制造研究院湘潭411201

基于弹塑性力学理论,对工件-磨粒-抛光垫间的接触状态进行理论分析,计算各状态下磨粒压入工件深度,建立接触状态临界条件的数学模型,并进行实验验证。研究结果表明:在硬质合金化学机械抛光过程中,工件-磨料-抛光垫间存在着非接触状态、... 详细信息

基于弹塑性力学理论,对工件-磨粒-抛光垫间的接触状态进行理论分析,计算各状态下磨粒压入工件深度,建立接触状态临界条件的数学模型,并进行实验验证。研究结果表明:在硬质合金化学机械抛光过程中,工件-磨料-抛光垫间存在着非接触状态、部分接触状态和完全接触状态三种形式;不同接触状态下磨粒压入深度主要受抛光载荷、磨粒粒径以及工件表面软质层硬度影响,临界条件由抛光垫特性、磨粒质量分数以及抛光载荷共同决定。实验结果表明所建立的数学模型是可信的。

关键词：硬质合金化学机械抛光接触状态压入深度临界条件

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IC硅片纳米级抛光机专家控制技术的研究

金刚石与磨料磨具工程 2006年第5期26卷 90-92页

作者：赵文宏文东辉戴勇袁巨龙浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室

本文介绍了自行设计的智能型纳米级抛光机的智能控制系统,对其实现方法进行了研究,分析了智能控制系统的组成,提出并建立了基于专家控制系统的解决方案。采用W indows CE软件平台,图形化界面功能指示,以及采用高可靠性的实时操作系统、... 详细信息

本文介绍了自行设计的智能型纳米级抛光机的智能控制系统,对其实现方法进行了研究,分析了智能控制系统的组成,提出并建立了基于专家控制系统的解决方案。采用W indows CE软件平台,图形化界面功能指示,以及采用高可靠性的实时操作系统、超级数模混合R ISC嵌入式处理器、高精度光栅传感器、无级调速、无刷直流电机驱动等技术,试验结果表明可以实现对抛光机的智能控制。

关键词：超精密抛光专家控制嵌入式处理器

基于流变原理的柔性接触抛光材料去除模型综述

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机械工程学报 2020年第3期56卷 169-180页

作者：袁巨龙邵琦吕冰海赵萍王金虎浙江工业大学超精密加工研究中心杭州310023

基于流变原理的柔性接触抛光是通过辅助场控制智能材料转变相态形成柔性抛光头进行加工的一类抛光,能够满足复杂形面零件所需的高形状精度和高表面完整性要求。材料去除函数能直观地反应抛光后工件表面轮廓,是实现工件材料确定性去除的... 详细信息

基于流变原理的柔性接触抛光是通过辅助场控制智能材料转变相态形成柔性抛光头进行加工的一类抛光,能够满足复杂形面零件所需的高形状精度和高表面完整性要求。材料去除函数能直观地反应抛光后工件表面轮廓,是实现工件材料确定性去除的关键。对当前具有代表性的柔性接触抛光方法如磁流变抛光、电流变抛光、磁射流抛光、剪切增稠抛光进行综述,阐述了基于不同理论建立的材料去除模型,分析了各个模型的主要影响参数,比较了各个模型的特点。对柔性接触抛光方法及其材料去除模型研究趋势进行预测。

关键词：流变原理智能材料柔性接触抛光方法去除模型研究趋势

Monitoring Tool-wear of During Metal Cutting Operations

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Monitoring Tool-wear of During Metal Cutting Operations

基于响应曲面法的YG8硬质合金刀片化学机械抛光工艺参数优化

第二届仪器科学与技术国际学术研讨会

作者： Ji Shiming Zhuang Hongyu Zhang Li Zhang Libin Wan Yuehua yuan julong Zhejiang University of Technology .China

＜正＞ Primary factors impeded advances in the development of TCMS are analyzed. Some direct and indirect methods for tool wear condition monitoring are introduced. The direct methods include proximity method, radioactive method, contact resistance method, optical method, machine vision and image processing method. The indirect methods include cutting force method, acoustic emission method etc. And finally the multi-information fusion techniques in TCMS are discussed.

关键词： Tool condition monitoring cutting tool wear

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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中国机械工程 2018年第19期29卷 2290-2297页

作者：袁巨龙毛美姣李敏刘舜吴锋胡自化秦长江湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心长沙410082 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310014 湖南科技大学难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室湘潭411201 湘潭大学复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心湘潭411105

为了快速确定YG8前刀面抛光的最佳工艺参数,提高加工效率和精度,利用响应曲面法对YG8硬质合金刀片抛光工艺进行优化试验研究。通过单因素试验确定抛光转速、抛光压力、磨粒粒径和磨粒浓度的水平,并对4个工艺参数进行中心复合设计试验。... 详细信息

为了快速确定YG8前刀面抛光的最佳工艺参数,提高加工效率和精度,利用响应曲面法对YG8硬质合金刀片抛光工艺进行优化试验研究。通过单因素试验确定抛光转速、抛光压力、磨粒粒径和磨粒浓度的水平,并对4个工艺参数进行中心复合设计试验。建立了材料去除率RMR和表面粗糙度Ra的预测模型,基于响应曲面法优化工艺参数获得最佳工艺参数为抛光转速65.5 r/min、抛光压力156.7 kPa、磨粒粒径1.1μm、磨粒浓度14%,此时得到了最小表面粗糙度预测值Ra=0.019μm,材料去除率RMR=56.6 nm/min。试验结果表明,基于响应曲面法的材料去除率与表面粗糙度预测模型准确有效。

关键词：化学机械抛光硬质合金刀片工艺参数优化响应曲面法