超硬磨料CBN砂輪超聲振動(dòng)修整技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái),硬脆材料得到了世界的廣泛認(rèn)可,開(kāi)始活躍在諸多領(lǐng)域,比如航空航天、汽車電子、精密儀表、儀器等。這些材料普遍具有高的加工附加值,為了保證其在精密領(lǐng)域的廣泛使用,獲得高的加工精度,大量的超硬磨料砂輪開(kāi)始投入使用,CBN砂輪以其優(yōu)異的性能開(kāi)始發(fā)揮出巨大的作用。磨削是這些難加工材料能夠高質(zhì)量使用的主要加工手段,為了確保磨削過(guò)程高效精密的進(jìn)行,必須解決砂輪的修整問(wèn)題。隨著CBN砂輪修整技術(shù)的進(jìn)步,砂輪的耐用度得到了明顯提高,磨削條件也得到了

2、有效改善。目前,CBN砂輪的修整技術(shù)有了很大的發(fā)展,在一定程度上解決了砂輪的修整問(wèn)題,但是各種修整方法不同程度的存在一些局限性,影響了砂輪的普遍使用,因此,有必要研究一種成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,方便高效的修整方法。
　　基于振動(dòng)切削的優(yōu)異性能,本文提出了附加超聲振動(dòng)的金剛石筆復(fù)合修整技術(shù),該技術(shù)發(fā)揚(yáng)了振動(dòng)的優(yōu)勢(shì),剔除了金剛石筆普通車削修整的不足之處。振動(dòng)修整技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便,修整過(guò)程高效穩(wěn)定,能夠獲得理想的表面形貌,解決了普通車削

3、修整時(shí)砂輪磨削能力差的問(wèn)題。
　　在波動(dòng)理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)原理,研究了變截面桿中波的傳播特性,并根據(jù)機(jī)械阻抗綜合法對(duì)振動(dòng)裝置進(jìn)行阻抗的匹配分析。在理論分析的基礎(chǔ)上,完成了振動(dòng)裝置各個(gè)部件的幾何尺寸設(shè)計(jì),并對(duì)聲學(xué)裝置的振幅和頻率特性進(jìn)行試驗(yàn)分析。
　　本文在振動(dòng)切削的研究基礎(chǔ)上對(duì)砂輪超聲振動(dòng)的修整機(jī)理進(jìn)行了分析,通過(guò)討論振動(dòng)修整的特性,理論上得出附加了振動(dòng)的修整方式與普通車削修整方式相比具有更大的優(yōu)勢(shì),探討了振動(dòng)修整

4、下砂輪表面的修整軌跡廓形以及磨粒微觀狀態(tài)特征。在連續(xù)修整的狀態(tài)下,金剛石筆與砂輪表面持續(xù)接觸,整個(gè)修整過(guò)程為振動(dòng)修整,修整的砂輪表面容屑空間比較大,磨粒也更加鋒利;斷續(xù)修整時(shí),砂輪表面存在一部分原未修整表面,形貌廓形的頂部出現(xiàn)平頂輪廓。關(guān)于砂輪的表面形貌測(cè)量問(wèn)題,基于白光三維干涉掃描技術(shù),提出了超聲振動(dòng)修整砂輪表面磨粒識(shí)別的采樣間隔問(wèn)題,介紹了濾波技術(shù),建立了表面形貌三維輪廓參數(shù)指標(biāo)。
　　樹脂型結(jié)合劑CBN砂輪的振動(dòng)修整試驗(yàn)結(jié)果

5、表明,與普通修整方式相比,超聲振動(dòng)修整方式下的砂輪磨?；颈３滞旰?具有較好的砂輪地貌,從而較普通修整方式下的砂輪具有優(yōu)良的磨削質(zhì)量。普通修整方式下密實(shí)型結(jié)合劑砂輪表面的材料去除機(jī)理主要以磨粒的脆性斷裂和結(jié)合劑斷裂為主,而超聲振動(dòng)修整方式下,材料去除機(jī)理以結(jié)合劑的延性去除以及磨粒的磨損和微破碎為主。超聲振動(dòng)修整方式下,粗粒度密實(shí)型結(jié)合劑砂輪的修銳效果顯著,而細(xì)粒度樹脂結(jié)合劑砂輪振動(dòng)修整后修銳效果不明顯,砂輪表面有效磨粒數(shù)少,磨粒突出高度

6、較低。通過(guò)試驗(yàn)分析了修整參數(shù)對(duì)砂輪表面形貌的影響規(guī)律。最后對(duì)CBN砂輪的磨削特性進(jìn)行了試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明,振動(dòng)修整方式下的 CBN砂輪與普通修整下的 CBN砂輪相比磨削比較大,砂輪的可磨性增強(qiáng)。因此可以得知,振動(dòng)修整方式下,砂輪表面形貌較好,砂輪磨粒的容屑空間較大,磨粒比較鋒利,磨削過(guò)程中,砂輪的半徑減小量比較穩(wěn)定,磨削溫度降低,從而減輕了砂輪的磨損。而在同等條件下,高速鋼的磨削比較光學(xué)K9玻璃的磨削比大,在CBN砂輪的磨削試驗(yàn)中,可以