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陶瓷cbn砂轮的研究进展

金刚石与磨料磨具工程 2023年第4期43卷 455-473页

作者：吴恒恒许桥周宏根管小燕史肖娜李国超江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212003

陶瓷cbn砂轮在成形加工和精密加工等领域广泛应用,对其进行研究在提高工件加工质量和加工效率方面具有重要意义。分别从cbn磨粒、改性剂的添加、陶瓷cbn砂轮的制备和磨削性能方面,综述近些年陶瓷cbn砂轮的研究进展,并对其未来发展前景... 详细信息

陶瓷cbn砂轮在成形加工和精密加工等领域广泛应用,对其进行研究在提高工件加工质量和加工效率方面具有重要意义。分别从cbn磨粒、改性剂的添加、陶瓷cbn砂轮的制备和磨削性能方面,综述近些年陶瓷cbn砂轮的研究进展,并对其未来发展前景进行展望。在cbn磨粒方面,论述了cbn单晶的合成,介绍了cbn磨粒表面处理和加入强磁场时的处理方式;对于改性剂,分别论述了成孔剂、氧化物、金属物质、纳米材料的添加对陶瓷cbn砂轮性能的改善;在陶瓷cbn砂轮制备方面,介绍了其成形和烧结的方法。此外,还介绍了陶瓷cbn砂轮在钢类材料、镍基合金、钛合金等难加工材料上的磨削加工应用,并提出影响其磨削性能的因素。

关键词：陶瓷cbn砂轮磨粒改性剂陶瓷结合剂磨削性能

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陶瓷cbn砂轮修整方法及修整工艺研究

金刚石与磨料磨具工程 2008年第2期28卷 64-68页

作者：王爱珍王战南京航天航空工业大学南京210016 郑州磨料磨具磨削研究所郑州450013

本文论述了陶瓷cbn砂轮修整的重要性,对修整的整形和修锐两个步骤进行了评述。使用电镀金刚石滚轮对用于数控磨削凸轮轴的高速陶瓷cbn砂轮进行了修整工艺的实验研究,得出了滚轮与砂轮的速差是影响修整效果的重要因素,顺修的修整效果优... 详细信息

本文论述了陶瓷cbn砂轮修整的重要性,对修整的整形和修锐两个步骤进行了评述。使用电镀金刚石滚轮对用于数控磨削凸轮轴的高速陶瓷cbn砂轮进行了修整工艺的实验研究,得出了滚轮与砂轮的速差是影响修整效果的重要因素,顺修的修整效果优于逆修方式。顺修时速差不能过小,否则容易造成磨削振纹。必须使用逆修的场合,速差不能过大,建议对砂轮采取降速修整。根据实验结果,得出了速差的合适范围——顺向修整速差不能小于11 m/s,逆向修整速差不能大于95 m/s;滚轮相对砂轮纵向走刀速度推荐使用600 mm/min。在此参数范围内修整出的砂轮,用于磨削冷激铸铁凸轮轴凸轮,表面粗糙度为0.63μm,凸轮桃尖部无振纹、麦穗纹及单斜纹,质量达到了工件的技术要求。

关键词：陶瓷cbn砂轮修整滚轮

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杯形陶瓷cbn砂轮修整工艺及参数优化

北京航空航天大学学报 2012年第3期38卷 374-379页

作者：刘佳陈五一北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

针对金刚石滚轮修整杯形cbn砂轮时各修整工艺参数对砂轮修整后磨削TC 4时的磨削温度、磨削力和表面粗糙度的影响进行实验研究,并对磨削温度和表面粗糙度进行了多因素回归分析.在回归分析得到的数学模型基础上,进一步对磨削温度和表面粗... 详细信息

针对金刚石滚轮修整杯形cbn砂轮时各修整工艺参数对砂轮修整后磨削TC 4时的磨削温度、磨削力和表面粗糙度的影响进行实验研究,并对磨削温度和表面粗糙度进行了多因素回归分析.在回归分析得到的数学模型基础上,进一步对磨削温度和表面粗糙度进行双目标加权优化,得到了粗磨和精磨钛合金时砂轮的最佳修整参数,并通过磨削实验对优化结果进行了验证.

关键词：金刚石滚轮陶瓷cbn砂轮修整参数回归分析双目标加权优化

陶瓷cbn砂轮高效磨削的弧区冷却液动压力研究

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金刚石与磨料磨具工程 2013年第6期33卷 12-16页

作者：张志伟徐九华傅玉灿赵正彩平波南京航空航天大学机电学院南京210016

针对磨削弧区冷却液的流场特性,分析了磨削工艺参数和空气挡板对磨削弧区冷却液动压力的影响规律。实验表明:各磨削工艺参数中,磨削速度对弧区冷却液动压力的影响最大,压力值随着磨削速度的提高呈先上升后下降的趋势;使用空气挡板可在... 详细信息

针对磨削弧区冷却液的流场特性,分析了磨削工艺参数和空气挡板对磨削弧区冷却液动压力的影响规律。实验表明:各磨削工艺参数中,磨削速度对弧区冷却液动压力的影响最大,压力值随着磨削速度的提高呈先上升后下降的趋势;使用空气挡板可在一定磨削速度范围内提高弧区冷却液动压力。最后基于弧区压力与热流密度的关系,分析了磨削速度(30 m/s≤v_(?)≤120 m/s)对工件表面烧伤的影响。该结果可从充分发挥冷却液效果,并从避免磨削烧伤的角度为磨削速度的选择提供依据。

关键词：弧区冷却液动压力陶瓷cbn砂轮镍基高温合金空气挡板高效磨削

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基于车磨试验台的超高速陶瓷cbn砂轮研究

金刚石与磨料磨具工程 2006年第6期26卷 52-55,58页

作者：庞子瑞刘晓玲李建壮蔡光起东北大学机械工程学院沈阳110004 黄河水利职业技术学院开封475004

本文论述了一个用于超高速磨削试验的陶瓷cbn砂轮的研制过程。通过ANSYS分析我们发现,对于砂轮基盘的材料,钛合金是本次试验最佳的选择;锥形是砂轮形状最佳的选择。基于分析结果和试验台的限制得出了砂轮基盘的精确截型。而且,根据试验... 详细信息

本文论述了一个用于超高速磨削试验的陶瓷cbn砂轮的研制过程。通过ANSYS分析我们发现,对于砂轮基盘的材料,钛合金是本次试验最佳的选择;锥形是砂轮形状最佳的选择。基于分析结果和试验台的限制得出了砂轮基盘的精确截型。而且,根据试验数据,我们选择了30%的高韧性cbn500和70%的中等韧性cbnⅠ混合磨料及一种低温高强陶瓷结合剂。通过810℃烧结温度得到了理想的砂轮贴片。并经良好的粘结技术制出了用于200m/秒超高速磨削试验的cbn砂轮。最后,该砂轮的良好磨削性能得到了验证。

关键词：超高速磨削陶瓷cbn砂轮 ANSYS分析磨削性能

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陶瓷cbn砂轮的修形及磨削性能

重庆大学学报（自然科学版） 2000年第6期23卷 12-15页

作者：郭隐彪杨继东梁锡昌庄司克雄重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 日本东北大学工学部仙台日本9808579

研究杯状砂轮修整器对cbn砂轮的修形原理 ,及修形后砂轮磨削特殊钢的加工特性。分析实验结果得出 :磨削高速钢时砂轮磨粒磨损和切屑付着 ,磨削软钢时砂轮表面的切屑熔着是影响cbn砂轮寿命的主要原因。

关键词：杯状砂轮修整器陶瓷cbn砂轮砂轮修形磨削性

陶瓷cbn砂轮孔隙对凸轮轴磨削性能的影响研究

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陶瓷CBN砂轮孔隙对凸轮轴磨削性能的影响研究

作者：许桥江苏科技大学

学位级别：硕士

陶瓷cbn砂轮具有磨削力小、耐热性好、磨削效率高、磨削精度高、易于修整、寿命长等优点,能够较好的满足高效和高精度磨削需求,被广泛应用于黑色金属以及高强度合金等材料的磨削中。孔隙作为陶瓷cbn砂轮的重要组成部分,对其磨削性能影... 详细信息

陶瓷cbn砂轮具有磨削力小、耐热性好、磨削效率高、磨削精度高、易于修整、寿命长等优点,能够较好的满足高效和高精度磨削需求,被广泛应用于黑色金属以及高强度合金等材料的磨削中。孔隙作为陶瓷cbn砂轮的重要组成部分,对其磨削性能影响显著。与传统仅通过成孔剂调节孔隙率不同,本课题提出通过调整成孔剂糊精用量与改变成型压力相结合的方式实现对陶瓷cbn砂轮中的孔隙调控,并开展糊精含量和成型压力对陶瓷cbn砂轮磨削凸轮轴时磨削性能影响研究。具体研究内容如下:研究糊精在陶瓷cbn砂轮中的成孔机理。在烧结过程中糊精与空气中的氧气发生氧化燃烧反应。糊精添加量增大,陶瓷cbn砂轮中孔隙率和孔隙大小会随之增大。制备不同糊精含量的陶瓷cbn砂轮,检测分析结果表明:随着糊精添加量从0wt%增大到12wt%,陶瓷cbn砂轮的孔隙率从17.2%上升到24.5%,维氏硬度从555.17下降到462.69。此外,糊精含量对陶瓷cbn砂轮表面粗糙度的影响不大。研究成型压力下陶瓷cbn砂轮的成孔规律。成型压力较小时,随着成型压力的增大,陶瓷cbn砂轮中的气孔变小,孔隙率降低;但当成型压力过大时,烧结过程中产生的气体压力超过陶瓷熔融体的压力临界点,气体发生膨胀甚至逸出,陶瓷cbn砂轮的孔隙率增大。制备不同成型压力下的陶瓷cbn砂轮,检测分析结果表明:当成型压力在0.5MPa至1.5MPa区间时,陶瓷cbn砂轮孔隙率从21.8%下降到17.2%,维氏硬度从502.11上升到518.92。但当成型压力增大到2MPa时,陶瓷cbn砂轮孔隙率上升到18.1%,维氏硬度下降到479.64。此外,成型压力对陶瓷cbn砂轮表面粗糙度的影响不大。糊精含量和成型压力对陶瓷cbn砂轮磨削性能的影响研究。首先,进行陶瓷cbn砂轮磨削凸轮轴实验。研究分析结果表明,随着糊精含量增大,陶瓷cbn砂轮的磨削力和磨削温度逐渐减小;随着成型压力的增大,陶瓷cbn砂轮的磨削力和磨削温度先增大后减小,在1.5MPa的成型压力下达到最大。即,陶瓷cbn砂轮的孔隙率越大,陶瓷cbn砂轮的磨削力和磨削温度越小。然后,测量磨削前后陶瓷cbn砂轮的表面粗糙度,发现陶瓷cbn砂轮磨削后的表面粗糙度小于磨削前。最后,研究陶瓷cbn砂轮孔隙率对磨削后凸轮轴表面质量的影响,发现陶瓷cbn砂轮的孔隙率越大,磨削后凸轮轴的表面越粗糙,但不易产生烧伤现象。比较公式推导计算值和测量得到的陶瓷刚玉砂轮和陶瓷cbn砂轮磨粒间的平均间距,发现制作的陶瓷砂轮表面磨粒分布满足均匀性要求。测量陶瓷刚玉砂轮和陶瓷cbn砂轮的表面孔隙率,发现两种陶瓷砂轮的表面孔隙率相同。在干式磨削下,比较陶瓷刚玉砂轮和陶瓷cbn砂轮磨削凸轮轴时的磨削性能,发现陶瓷cbn砂轮具有更好的磨削性能,磨削后的工件表面粗糙度更小,质量更好。此外,研究干式磨削中,磨削速度对陶瓷cbn砂轮磨削凸轮轴时磨削性能的影响。结果表明,磨削速度越大,磨削工件的表面粗糙度越小。但是在干式磨削中,磨削速度过高,会导致磨削烧伤现象的产生。

关键词：陶瓷cbn砂轮糊精成型压力孔隙率磨削性能

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陶瓷cbn砂轮高速回转试验机关键技术研究

陶瓷CBN砂轮高速回转试验机关键技术研究

作者：王永峰郑州大学

学位级别：硕士

陶瓷cbn(Cubic Boron Nitride立方氮化硼)砂轮是超硬材料及制品行业最具代表性产品,是磨削加工领域中的一种高性能磨具,具有高速、高效、高精度、低污染等优点。陶瓷cbn砂轮的主要性能检测是回转强度试验,因为砂轮在作业过程中一旦破碎... 详细信息

陶瓷cbn(Cubic Boron Nitride立方氮化硼)砂轮是超硬材料及制品行业最具代表性产品,是磨削加工领域中的一种高性能磨具,具有高速、高效、高精度、低污染等优点。陶瓷cbn砂轮的主要性能检测是回转强度试验,因为砂轮在作业过程中一旦破碎其后果是不可想象的。高速回转试验机应用于回转类砂轮的回转强度试验,从而检验砂轮在规定试验条件下的回转强度。目前我国的超硬材料磨具高速回转试验检测设备还处于相对滞后的状态,主要原因是主轴系统方面有效负载能力低、转速上不去,控制系统方面现有的砂轮破碎识别方法不能满足超硬类砂轮破碎信号识别。本课题在深度分析陶瓷cbn砂轮回转试验基本原理和功能要求的基础上,从机械主轴系统自主设计、砂轮破碎信号检测入手,对陶瓷cbn砂轮高速回转试验机关键技术进行了研究。基于自主设计的主轴系统,本文对主轴轴承选用、安装、轴承刚度进行了深入研究。应用赫兹理论计算出预紧力,采用MATLAB编程软件验证了增大预紧力不仅可以提高轴承的刚度,还能提高主轴的静态刚度和临界转速;得出主轴转速提高会使轴承径向刚度减小、轴向刚度增大,预紧力和轴承刚度存在一个平衡点的结论。采用有限元分析理论,以ANSYS软件为基础,建立了主轴模型,分别对主轴静、动态特性进行了研究,分析了主轴刚度和应力特点,确定了主轴固有频率、主要振型和共振频率,得到了主轴最小动刚度频率、主轴谐响应固有变形量和固有频率特征值,验证了主轴系统结构设计的合理性。为了提高砂轮破碎信号识别的精准性,本文对陶瓷cbn砂轮的破碎特征、振动机理、信号特点进行了深入研究,结合声发射信号原理、特点、处理方法,以普通砂轮声发射特征为基础,得到了砂轮破碎具有非高斯信号特征。依据设计的实验方案,通过在自主设计主轴系统上进行陶瓷cbn砂轮回转实验,采用AE信号时域分析方法,研究了砂轮破碎后与破碎前相比声发射信号的电压幅值图、能量图、波形图,结果表明AE信号特征均发生明显变化,得到了AE信号波形由平稳连续信号变成突发式连续信号的结论。运用FFT运算法则、小波变换,验证了AE信号符合Symlet小波函数对称性,得出了陶瓷cbn砂轮破碎后AE信号向高频区发展的变化特征,表明陶瓷cbn砂轮破碎后会产生一个高频电压信号的结论。研究结果表明:自主设计的主轴系统稳定性达到预期效果;声发射技术优于目前常用的光电法、音量法和振动法,更适合用于砂轮回转试验破碎识别领域。

关键词：陶瓷cbn砂轮回转试验机主轴有限元声发射

钎焊cbn砂轮与陶瓷cbn砂轮磨削粉末冶金高温合金的加工性能对比研究

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金刚石与磨料磨具工程 2021年第4期41卷 64-71页

作者：张曦李本凯丁文锋南京航空航天大学机电学院南京210016

采用钎焊cbn砂轮和陶瓷cbn砂轮进行FGH96粉末冶金高温合金磨削对比试验,从磨削力与温度、表面粗糙度以及砂轮磨损等方面对cbn砂轮磨削性能进行评价。结果表明:钎焊cbn砂轮磨削力接近或低于陶瓷cbn砂轮的;在较低进给速度下(≤360 mm/min)... 详细信息

采用钎焊cbn砂轮和陶瓷cbn砂轮进行FGH96粉末冶金高温合金磨削对比试验,从磨削力与温度、表面粗糙度以及砂轮磨损等方面对cbn砂轮磨削性能进行评价。结果表明:钎焊cbn砂轮磨削力接近或低于陶瓷cbn砂轮的;在较低进给速度下(≤360 mm/min),钎焊cbn砂轮磨削温度与陶瓷cbn砂轮的相近,在较高进给速度下(≥540 mm/min),陶瓷cbn砂轮的磨削温度明显高于钎焊cbn砂轮的;在正常磨削条件下,钎焊cbn砂轮磨削后工件的表面粗糙度低于陶瓷cbn砂轮的,且表面粗糙度R_(a)均在0.800μm以下,平均表面粗糙度R_(a)分别为0.508μm和0.529μm。钎焊cbn砂轮工作面磨粒发生材料黏附、磨耗磨损,磨削表面出现材料涂覆等现象;除磨耗磨损、黏附和砂轮堵塞外,由于磨粒破碎和脱落,陶瓷cbn砂轮易在其磨削表面形成深沟槽,降低磨削表面质量。综合分析发现,钎焊cbn砂轮磨削FGH96的性能要优于陶瓷cbn砂轮的。

关键词：粉末冶金高温合金钎焊cbn砂轮陶瓷cbn砂轮砂轮磨损磨削表面