超硬磨料CBN砂輪超聲振動修整技術(shù)研究.pdf

1、近年來,硬脆材料得到了世界的廣泛認可,開始活躍在諸多領(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始投入使用,CBN砂輪以其優(yōu)異的性能開始發(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,為了確保磨削過程高效精密的進行,必須解決砂輪的修整問題。隨著CBN砂輪修整技術(shù)的進步,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)簡單,方便高效的修整方法。
　　基于振動切削的優(yōu)異性能,本文提出了附加超聲振動的金剛石筆復合修整技術(shù),該技術(shù)發(fā)揚了振動的優(yōu)勢,剔除了金剛石筆普通車削修整的不足之處。振動修整技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,修整過程高效穩(wěn)定,能夠獲得理想的表面形貌,解決了普通車削

3、修整時砂輪磨削能力差的問題。
　　在波動理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合質(zhì)點的振動原理,研究了變截面桿中波的傳播特性,并根據(jù)機械阻抗綜合法對振動裝置進行阻抗的匹配分析。在理論分析的基礎(chǔ)上,完成了振動裝置各個部件的幾何尺寸設(shè)計,并對聲學裝置的振幅和頻率特性進行試驗分析。
　　本文在振動切削的研究基礎(chǔ)上對砂輪超聲振動的修整機理進行了分析,通過討論振動修整的特性,理論上得出附加了振動的修整方式與普通車削修整方式相比具有更大的優(yōu)勢,探討了振動修整

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,整個修整過程為振動修整,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,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量問題,基于白光三維干涉掃描技術(shù),提出了超聲振動修整砂輪表面磨粒識別的采樣間隔問題,介紹了濾波技術(shù),建立了表面形貌三維輪廓參數(shù)指標。
　　樹脂型結(jié)合劑CBN砂輪的振動修整試驗結(jié)果

5、表明,與普通修整方式相比,超聲振動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型結(jié)合劑砂輪表面的材料去除機理主要以磨粒的脆性斷裂和結(jié)合劑斷裂為主,而超聲振動修整方式下,材料去除機理以結(jié)合劑的延性去除以及磨粒的磨損和微破碎為主。超聲振動修整方式下,粗粒度密實型結(jié)合劑砂輪的修銳效果顯著,而細粒度樹脂結(jié)合劑砂輪振動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。通過試驗分析了修整參數(shù)對砂輪表面形貌的影響規(guī)律。最后對CBN砂輪的磨削特性進行了試驗,試驗結(jié)果說明,振動修整方式下的 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。因此可以得知,振動修整方式下,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K9玻璃的磨削比大,在CBN砂輪的磨削試驗中,可以