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cbn砂轮磨肖IjSKH模具钢纳米缀表面的研究

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磨料磨具通讯 2008年第11期 9-13,5页

作者：贺献宝（译）

本研究以不同系列SKH模具钢材作前置加工，再用精密砂轮磨削达Ra=10～15μm预留为微细加工部分，然后又以cbn砂轮精密研磨模具钢表面。探讨不同主轴转速、进给率及工件硬度之一些加工机制，包括cbn砂轮特性，磨削力、工件表面粗糙度及... 详细信息

本研究以不同系列SKH模具钢材作前置加工，再用精密砂轮磨削达Ra=10～15μm预留为微细加工部分，然后又以cbn砂轮精密研磨模具钢表面。探讨不同主轴转速、进给率及工件硬度之一些加工机制，包括cbn砂轮特性，磨削力、工件表面粗糙度及磨痕显微相片等变化。结果显示在较低硬度SKH51模具钢磨削时提高转速时明显改善表面粗糙度，但是对较高硬度SKH59模具钢磨削时转速的影响较不显著。此外，当较低磨削速度时，磨削力变化很大，造成工件表面粗糙质量变化相当显著。但当较高磨削速度时，磨削力变化几乎维持原水平，导致工件表面粗糙度质量改善趋于缓和，无法再进一步得到较精致表面粗糙度。

关键词： cbn砂轮表面粗糙度磨削模具钢硬度磨粒转速进给速度

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cbn砂轮在内圆磨削中的应用

磨料磨具与磨削 1990年第5期 15-22页

作者：徐载熊顾超中国纺织大学机械工程系

本文采用陶瓷结合剂cbn砂轮,磨削纺织机械中的专件——纺机滚动轴承圈(皮辊壳),取得了满意结果。

关键词： cbn砂轮内圆磨削切入磨削

纳米陶瓷结合剂cbn砂轮对镍基合金的可磨削性研究

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纳米陶瓷结合剂CBN砂轮对镍基合金的可磨削性研究

作者：徐升智东北大学

学位级别：硕士

当今社会,随着加工技术的不断进步,对加工精度、加工效率、加工质量的要求也不断提高,陶瓷结合剂cbn砂轮凭借着其优异的性能,成为了砂轮未来发展新的趋势。本文以研究纳米陶瓷结合剂砂轮对镍基合金的可磨削性为目的,探索了不同含量纳米... 详细信息

当今社会,随着加工技术的不断进步,对加工精度、加工效率、加工质量的要求也不断提高,陶瓷结合剂cbn砂轮凭借着其优异的性能,成为了砂轮未来发展新的趋势。本文以研究纳米陶瓷结合剂砂轮对镍基合金的可磨削性为目的,探索了不同含量纳米材料对砂轮性能的影响。分别制备了纳米陶瓷结合剂砂轮和普通陶瓷结合剂砂轮,并分别对GH4169镍基高温合金进行了磨削实验。分别测量了磨削过程中工件的表面粗糙度、磨削温度、磨削力。（1）本文的研究表明:不同质量分数纳米材料的加入对陶瓷结合剂性能的影响较大。当纳米SiO2含量为10%,纳米Al2O3含量为5%时,结合剂的耐火度、流动性、机械强度等指标均有了明显的改善。通过EMX分析该种结合剂与磨粒结合状态良好,气孔和各种物质分散均匀。（2）本文进行了两种陶瓷结合剂砂轮的制备,对镍基合金进行了正交磨削实验,研究了不同参数状态下,镍基合金表面粗糙度的变化规律。实验表明20m/s的切削速度,1.2m/min的进给速度,40μm的切削深度时实验工件的表面质量Ra值达到所有实验数据中最小的状态。随着砂轮转速的增加,两种砂轮加工后的工件表面粗糙度值都呈现出下降的趋势,对于GH4169合金而言采用高切削速度能够提高表面加工质量。两组实验进行横向对比发现,纳米陶瓷结合剂cbn砂轮有着更优异的性能,在加工后的表面质量上,前者具备更小的表面粗糙度。（3）研究表明,两种磨削过程中纳米陶瓷结合剂砂轮能够产生更小的磨削力,磨削力的减少也让单位时间内所消耗的能量减少,因此磨削过程中产生的热量也随之减少。在相同的工况条件下,纳米陶瓷结合剂砂轮在磨削过程中要比普通砂轮的磨削温度低15-20℃左右。（4）在运用SPH方法运用于磨削加工仿真时,磨削运动形态和切屑形成过程中都与实际磨削过程以及磨削理论分析结果一致,表明了该方法应用于磨削加工仿真研究的准确性及可行性。

关键词：纳米陶瓷结合剂 cbn砂轮镍基合金磨削性能

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超硬磨料cbn砂轮超声振动修整技术研究

超硬磨料CBN砂轮超声振动修整技术研究

作者：赵捷河南理工大学

学位级别：硕士

近年来,硬脆材料得到了世界的广泛认可,开始活跃在诸多领域,比如航空航天、汽车电子、精密仪表、仪器等。这些材料普遍具有高的加工附加值,为了保证其在精密领域的广泛使用,获得高的加工精度,大量的超硬磨料砂轮开始投入使用,cbn砂轮以... 详细信息

近年来,硬脆材料得到了世界的广泛认可,开始活跃在诸多领域,比如航空航天、汽车电子、精密仪表、仪器等。这些材料普遍具有高的加工附加值,为了保证其在精密领域的广泛使用,获得高的加工精度,大量的超硬磨料砂轮开始投入使用,cbn砂轮以其优异的性能开始发挥出巨大的作用。磨削是这些难加工材料能够高质量使用的主要加工手段,为了确保磨削过程高效精密的进行,必须解决砂轮的修整问题。随着cbn砂轮修整技术的进步,砂轮的耐用度得到了明显提高,磨削条件也得到了有效改善。目前,cbn砂轮的修整技术有了很大的发展,在一定程度上解决了砂轮的修整问题,但是各种修整方法不同程度的存在一些局限性,影响了砂轮的普遍使用,因此,有必要研究一种成本低、结构简单,方便高效的修整方法。基于振动切削的优异性能,本文提出了附加超声振动的金刚石笔复合修整技术,该技术发扬了振动的优势,剔除了金刚石笔普通车削修整的不足之处。振动修整技术结构简单,使用方便,修整过程高效稳定,能够获得理想的表面形貌,解决了普通车削修整时砂轮磨削能力差的问题。在波动理论的基础上,结合质点的振动原理,研究了变截面杆中波的传播特性,并根据机械阻抗综合法对振动装置进行阻抗的匹配分析。在理论分析的基础上,完成了振动装置各个部件的几何尺寸设计,并对声学装置的振幅和频率特性进行试验分析。本文在振动切削的研究基础上对砂轮超声振动的修整机理进行了分析,通过讨论振动修整的特性,理论上得出附加了振动的修整方式与普通车削修整方式相比具有更大的优势,探讨了振动修整下砂轮表面的修整轨迹廓形以及磨粒微观状态特征。在连续修整的状态下,金刚石笔与砂轮表面持续接触,整个修整过程为振动修整,修整的砂轮表面容屑空间比较大,磨粒也更加锋利;断续修整时,砂轮表面存在一部分原未修整表面,形貌廓形的顶部出现平顶轮廓。关于砂轮的表面形貌测量问题,基于白光三维干涉扫描技术,提出了超声振动修整砂轮表面磨粒识别的采样间隔问题,介绍了滤波技术,建立了表面形貌三维轮廓参数指标。树脂型结合剂cbn砂轮的振动修整试验结果表明,与普通修整方式相比,超声振动修整方式下的砂轮磨粒基本保持完好,具有较好的砂轮地貌,从而较普通修整方式下的砂轮具有优良的磨削质量。普通修整方式下密实型结合剂砂轮表面的材料去除机理主要以磨粒的脆性断裂和结合剂断裂为主,而超声振动修整方式下,材料去除机理以结合剂的延性去除以及磨粒的磨损和微破碎为主。超声振动修整方式下,粗粒度密实型结合剂砂轮的修锐效果显著,而细粒度树脂结合剂砂轮振动修整后修锐效果不明显,砂轮表面有效磨粒数少,磨粒突出高度较低。通过试验分析了修整参数对砂轮表面形貌的影响规律。最后对cbn砂轮的磨削特性进行了试验,试验结果说明,振动修整方式下的cbn砂轮与普通修整下的cbn砂轮相比磨削比较大,砂轮的可磨性增强。因此可以得知,振动修整方式下,砂轮表面形貌较好,砂轮磨粒的容屑空间较大,磨粒比较锋利,磨削过程中,砂轮的半径减小量比较稳定,磨削温度降低,从而减轻了砂轮的磨损。而在同等条件下,高速钢的磨削比较光学K9玻璃的磨削比大,在cbn砂轮的磨削试验中,可以得出,光学玻璃的磨削表面质量不够理想,表面粗糙度值较高,纹理不规则,而在同等磨削条件下cbn砂轮在磨削硬质钢方面具有较高的优势,磨削表面质量较高,表面纹理细腻、规则。

关键词： cbn砂轮超声振动修整表面形貌磨削质量

基于弧面凸轮数控磨削技术的电镀cbn砂轮的工艺研究

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基于弧面凸轮数控磨削技术的电镀CBN砂轮的工艺研究

作者：张可朋陕西科技大学

学位级别：硕士

科学技术的迅猛发展，对机械产品的加工精度和生产效率提出了越来越高的要求。弧面凸轮分度机构具有分度精度高、定位精度高、动力学性能好、承载能力大、传动速度高、可靠性好等优点，广泛应用于高速间歇分度机构、高效高精度自动机、... 详细信息

科学技术的迅猛发展，对机械产品的加工精度和生产效率提出了越来越高的要求。弧面凸轮分度机构具有分度精度高、定位精度高、动力学性能好、承载能力大、传动速度高、可靠性好等优点，广泛应用于高速间歇分度机构、高效高精度自动机、半自动机和自动生产线中，是包装、制药等行业中实现自动、高效生产不可缺少的部件，也是自动机械中的首选核心部件。弧面凸轮分度机构工作时，弧面凸轮工作表面既受摩擦，还承受冲击，在凸轮工作表面上承受着比心部更高的应力，此应力的大小将直接决定着凸轮分度机构的使用寿命。所以要提高弧面凸轮分度机构的使用寿命，就必须从延长凸轮寿命着手，提高凸轮加工制造精度，即要对弧面凸轮进行高精度的数控磨削加工。而对于磨削而言，砂轮对磨削加工的精度影响甚大，所以以何种方法制造高精度、高效率、磨削寿命长的砂轮成为了关键问题。目前电镀砂轮不管是在使用性能方面，还是在加工精度和效率方面，都较其他砂轮优越。首先，对cbn（立方氮化硼）磨料的物理化学性质进行分析，选取合适尺寸的cbn磨粒，并对cbn磨粒进行镀前处理，使cbn磨粒在电镀之前满足电镀的各项条件。为了改善砂轮的磨削状况，通过对电镀cbn砂轮表面地貌的分析，得出cbn磨粒在砂轮表面地貌上的分布是杂乱无章的。采用对cbn磨粒进行磁化和在电镀过程中添加磁场的方法，使得cbn磨粒能够在砂轮基体表面上有序有向分布，并且cbn磨粒的裸露程度大大高于常规电镀砂轮，能够显著提高砂轮的磨削效率和加工精度。其次，通过分析研究电镀理论，得出电镀工艺参数（如PH、镀液温度、镀液成份、电流密度、阴阳极面积比等）对电镀cbn砂轮制造过程的影响，然后选择较为合适的电镀参数，进行电镀cbn砂轮的实验，最终研制出具有磨削效率高、加工精度高的电镀cbn砂轮。为了达到电镀工艺对砂轮基体的要求，对电镀cbn砂轮的基体材料进行选材和结构设计，制定砂轮基体的加工工艺路线，最终加工出具有高精度低表面粗糙度的砂轮基体，并对砂轮基体进行电镀前处理（如去除毛刺、除油、侵蚀等）。最后，按照电镀参数的要求，配制电镀溶液，并设计电镀装置。为了达到cbn磨粒在砂轮表面地貌上有良好的“位姿”，在设计的电镀装置中添加磁场并旋转砂轮基体，进行电镀实验，制成cbn磨粒有序有向分布的高精度电镀cbn砂轮。通过选择磨削设备、配置磨削液等，用研制出的高精度电镀cbn砂轮，在不同的磨削参数（如砂轮转速、切深量、砂轮进给速度等）下进行磨削试验，并分析各磨削参数对电镀cbn砂轮电镀层质量的影响程度。

关键词：弧面凸轮电镀 cbn砂轮数控磨削

基于大磨粒cbn砂轮的微齿螺纹精密磨削工艺基础研究

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基于大磨粒CBN砂轮的微齿螺纹精密磨削工艺基础研究

作者：李帅哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

对于大长径比微齿螺纹磨削,砂轮磨杆干涉和磨削过程中的砂轮磨损是影响加工工件长径比和加工精度的两个重要原因,本研究针对这两个主要问题,开展了大磨粒cbn砂轮的微齿螺纹精密磨削工艺基础研究。完成了微齿螺纹平行轴磨削原理及砂轮截... 详细信息

对于大长径比微齿螺纹磨削,砂轮磨杆干涉和磨削过程中的砂轮磨损是影响加工工件长径比和加工精度的两个重要原因,本研究针对这两个主要问题,开展了大磨粒cbn砂轮的微齿螺纹精密磨削工艺基础研究。完成了微齿螺纹平行轴磨削原理及砂轮截形设计、大磨粒V形电镀cbn砂轮激光精密修整实验研究,以及大磨粒V形电镀cbn砂轮磨削工艺实验研究等内容,具体研究工作内容如下:(1)对于内螺纹加工精度低磨损严重的问题,提出采用耐磨损的大磨砂轮平行轴磨削的方式进行加工,采用数学解析法对平行轴磨削的砂轮截形进行计算,并借助计算机辅助方式对砂轮截形加工误差进行了分析,并对砂轮截形进行了优化。(2)按照设计的砂轮截形采用激光修整的方式对大磨粒V形cbn砂轮进行修整,对激光入射的角度和激光平均功率进行了基础实验,确定选择激光切向入射方式进行整形,激光平均功率选择30W,激光重复频率30k Hz,对激光修整的扫描轨迹重叠率从能量分布的角度进行了仿真分析,确定砂轮转速在7000r/min以上时去除效果比较好,经过实验验证最终选择砂轮转速为30000r/min,激光轴向扫描速度1mm/s,对修整时间和修整深度也进行了实验验证,根据砂轮廓形选择修整时间为25min。(3)针对平行轴磨削方式提出了大磨粒平行轴螺纹磨削的最大未变形切屑厚度公式,对不同激光修整深度的砂轮进行了磨削工艺基础实验,研究了不同的磨削进给速度,砂轮转速,切深对磨削工件表面粗糙度,磨削力,齿形角和底部圆角的影响,将激光修整和机械修整进行对比,发现激光修整砂轮磨削力要小于机械修整,综合考虑加工效果和加工效率选择激光修整砂轮深度150μm,进给速度为0.2mm/s,砂轮转速为17000r/min,切深5μm。

关键词：微齿螺纹平行轴磨削大磨粒 cbn砂轮砂轮截形激光修整

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精密内圆磨床cbn砂轮修整关键技术研究

精密内圆磨床CBN砂轮修整关键技术研究

作者：赵飞河南工业大学

学位级别：硕士

cbn砂轮具有较好的磨削性能，已经在高速、超高速、高精度磨削中得到了广泛应用，而精密内圆磨床作为高速、超高速、高精度中小孔磨削的主要加工设备，已经逐渐用cbn砂轮替代了普通砂轮，大大提升了磨床的加工精度。但在磨削过程中，随... 详细信息

cbn砂轮具有较好的磨削性能，已经在高速、超高速、高精度磨削中得到了广泛应用，而精密内圆磨床作为高速、超高速、高精度中小孔磨削的主要加工设备，已经逐渐用cbn砂轮替代了普通砂轮，大大提升了磨床的加工精度。但在磨削过程中，随着加工进度的不断深入，砂轮表面磨粒会逐渐钝化，而对内圆磨削来说，由于磨削过程中产生的微小磨屑不易排出，很容易阻塞表面，造成进一步钝化，影响其各方面性能，所以修整在磨削中很重要。由于金刚石滚轮具有结构简单、耐用度好、修整时间短、修整力小等特点，且修整效率高、修整质量好，适用于自动化生产。因此，本课题展开了对金刚石滚轮修整装置结构和系统的研究，同时也展开了该装置下修整参数对磨削效果影响的研究。实验通过验证砂轮修整后对工件的表面粗糙度和圆度的影响，来分析修整速比、修整深度、轴向进给速度对磨削效果的影响，找出最佳的修整参数组合，使cbn砂轮的磨削性能达到最佳。课题通过分析修整磨削实验后的数据，得出修整参数对工件表面粗糙度和圆度的影响规律，实验结果如下所示：单因素实验表明：（1）随着修整速比的增大，工件表面粗糙度整体呈增大趋势，但工件圆度呈变小趋势;（2）随着修整深度的增大，工件表面粗糙度和圆度都呈先减小后增大的趋势;（3）随着轴向进给速度的增大，工件表面粗糙度整体上呈增大趋势，而工件圆度则是先减小后增加。正交试验表明：修整深度是影响工件表面粗糙度的主要因素，修整速比次之，轴向进给速度最弱;修整深度也是影响工件圆度的主要因素，轴向进给速度次之，修整速比最弱。并且得出在修整深度和轴向进给速度相同的情况下，修整速比的选择要优先考虑工件粗糙度。由于cbn砂轮比较昂贵，因此，实际生产中在保证磨削质量的前提下，各修整参数的调整应尽量以减少砂轮的修整次数为主，特别是要尽量选择较小修整深度，以避免对砂轮造成过度修整，缩短砂轮使用寿命，增加生产成本。总之，无论是cbn砂轮磨损形态及修整机理的研究，还是修整参数对磨削效果的研究，都对提升cbn砂轮磨削性能具有重要意义。

关键词：精密内圆磨床 cbn砂轮金刚石滚轮修整参数粗糙度圆度