磨料群可控排布技術(shù)及其砂輪的研制.pdf

1、磨削是當(dāng)今應(yīng)用范圍最廣、最有效的精密與超精密加工方法之一。如今，磨削加工對象從傳統(tǒng)的金屬材料零件向著陶瓷、硅片、晶體以及復(fù)合材料等堅硬難磨的非金屬材料精密和超精密磨削方向發(fā)展。傳統(tǒng)工藝制造的固結(jié)磨料磨具，特別是電鍍超硬磨料磨具，由于磨粒十分細(xì)小，造成磨削過程中磨具工作表面極易堵塞、導(dǎo)致磨具過早失效或產(chǎn)生磨削熱損傷，嚴(yán)重影響零件加工質(zhì)量和加工效率。 為解決上述難題，本文提出了磨料群可控排布電鍍砂輪的概念及其制備技術(shù)，通過掩?？刂颇?/p>

2、料在電鍍砂輪基體表面的排布狀態(tài)，形成磨料群以需要的尺寸、形狀和合適的磨料群之間距(分布密度)。磨料群科學(xué)地排布利于加工中磨削屑排出、磨削液進(jìn)入、磨削熱轉(zhuǎn)移等，顯著提高砂輪的磨削性能。 制備磨料群可控分布電鍍砂輪的關(guān)鍵技術(shù)之一是帶微孔穴掩模的制備，本文基于絲網(wǎng)印刷技術(shù)、感光制版技術(shù)和激光切割技術(shù)三個方面探討了適用于控制磨料有序排布的掩模：基于激光打孔技術(shù)，對PET膠片和軟PVC貼紙進(jìn)行了工藝實(shí)驗(yàn)和逐一打孔試驗(yàn)，根據(jù)設(shè)計孔徑、間距和

3、圖案能在合理的工藝參數(shù)下制備符合要求的掩模；絲網(wǎng)印刷技術(shù)和傳統(tǒng)感光制版掩模厚度太薄，電鍍過程中易形成蘑菇形磨料群，甚至磨料群之間相互連接成片。本文初次提出了復(fù)合多層掩模，即采用墊加中間層控制掩模厚度，外層采用感光制版掩?；蚣す獯蚩籽谀?，成功制備了符合厚度要求的掩模。 開發(fā)了功能完善的電鍍砂輪實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。為了保證電鍍砂輪的鍍層的耐磨性以及磨料群與基體的結(jié)合強(qiáng)度，采用添加鈷的瓦特鍍液為基礎(chǔ)電鍍液，并用正交試驗(yàn)對脈沖電鍍對Ni-Co鍍層

4、性能的影響進(jìn)行了研究，為制作磨料可控排布電鍍砂輪提供了優(yōu)化的工藝參數(shù)。而后，根據(jù)以上的工藝參數(shù)、采用前述三種技術(shù)制備的掩模，在復(fù)合電鍍工藝下試驗(yàn)并制備出了磨料群可控分布電鍍砂輪樣件，證實(shí)了前述工藝的可行性。 最后，為了考察磨料群與基體的結(jié)合強(qiáng)度、磨料群在實(shí)際磨削中的堵塞和破壞情況，研究磨料群在實(shí)際磨削中的劃痕，制備了單磨料群試件在45鋼表面進(jìn)行了飛切實(shí)驗(yàn)。通過SEM照相觀察磨料群試件磨削前后的形貌，用顯微鏡觀察劃痕，表明磨料群之