金刚石砂轮精密修整工艺研究(7)

金刚石砂轮精密修整工艺研究

3.学位论文 华瑾海 ELID超精密磨削与金属结合剂砂轮电火花精密整形试验研究 2005

随着科学技术的进步，硬脆材料的应用也随之日益广泛。为实现硬脆材料的精密、超精密加工，发展出了各种新型磨削方式。其中ELID磨削技术是最易于实际应用的新技术之一。该技术将砂轮修整与磨削过程结合在一起，利用金属基砂轮微量磨削作用进行磨削加工的同时，利用非线性电解作用对砂轮进行修整，从而避免砂轮的钝化和堵塞现象，实现对硬脆材料的精密磨削。同时，由于金属结合剂砂轮难以使用传统的整形方式，因此发展出了电火花精密整形技术。本文主要研究了铸铁结合剂金刚石砂轮在线电解修整(ELID)磨削技术与电火花精密整形技术。

本文首先阐述基于图形化编程语言LabVIEW的数据采集系统，该系统能够实时显示、记录、分析各种实验信号，是金属基金刚石砂轮的电火花整形技术及ELID超精密磨削技术的研究手段和研究基础。然后详细阐述铸铁结合剂金刚石砂轮电火花整形技术。由于砂轮的形状精度直接影响着工件磨削表面质量，但铸铁结合剂金刚石砂轮具有的高刚度、高强度使得砂轮难以整形。根据电火花加工原理，通过一系列实验，借助于数据采集系统采集整形过程中的电压和电流，总结了铸铁结合金刚石砂轮的电火花整形规律。通过电火花整形，使铸铁结合剂砂轮达到了精密磨削的要求。最后，介绍了ELID超精密磨削技术的磨削原理、步骤及其特点。在MM7120磨床上自行开发了ELID磨削装置，进行了氮化硅材料的ELID磨削实验，发展了ELID磨削原理和方法，实现了氮化硅材料表面粗糙度Ra达45.5nm的超精密磨削。

4.期刊论文 舒展.任成祖.SHU Zhan.REN Chengzu 基于纳米进给铸铁基砂轮电火花精密整形研究 -制造技术与机床2006(6)

阐述基于图形化编程语言Lab VIEW的数据采集系统,该系统能够实时显示、记录、分析各种实验信号,是金属基金刚石砂轮的电火花整形技术的研究手段和研究基础.根据电火花加工原理,通过一系列实验,借助于数据采集系统采集整形过程中的电压和电流,总结了铸铁结合剂金刚石砂轮的电火花整形规律.采用最小进给量为10 nm的微进给工作台,实现了基于纳米进给的电火花整形,使铸铁结合剂砂轮达到了精密磨削的要求.

5.学位论文 仲吉武 电火花精密整形与ELID精密磨削试验研究 2006

随着科技的进步和高新技术产业的快速发展,脆硬材料的应用日益广泛,脆硬材料的精密、超精密加工技术的研究也越来越受到重视.电火花整形是应用电火花加工原理,利用工件和工具电极间脉冲性的火花放电,靠局部瞬时高温把金属材料蚀除下来,从而通过工件和工具电极作相对成形运动达到整形的目的.ELID(Electrolytic In-process Dressing)磨削技术是在电化学加工、电解磨削原理基础上发展起来的一项磨削新技术,是一种新型的在线连续修整磨削的方法.研究表明,利用电火花精密整形后的高精度金刚石微粉砂轮作为工具,采用ELID磨削,可以实现脆硬材料的超精密镜面加工.

本文通过对电火花加工技术、脆硬材料的磨削技术、金刚石砂轮的修整技术、脆硬材料的磨削去除机理和ELID磨削机理等相关技术资料的分析,结合最新的ELID磨削和电火花整形的研究成果,进行了金属基金刚石微粉砂轮电火花精密整形与氮化硅陶瓷的ELID精密磨削试验研究.试验采用了先进的纳米级微进给工作台和NUDAQ-2010数据采集卡,引入了基于LABVIEw编程的实时监测和数据采集系统.经过反复调整试验参数,不断优化试验流程,并在对试验现象和试验数据的研究处理的基础上,本论文总结了金属基金刚石砂轮电火花整形规律和氮化硅陶瓷ELID磨削规律,为今后在电火花精密整型技术和ELID精密磨削技术的研究方面,及二者结合实现超精密加工的应用方面提供了一定的借鉴作用.另外,通过改进试验手段和方法,在试验结果上,电火花精整后的金刚石砂轮的圆度误差达到了0.8μm, ELID磨削的氮化硅工件表面粗糙度值达到了1.0 nm,取得了较好的效果.

6.期刊论文 华瑾海.任成祖.金卫东.靳新民 基于LabVIEW的数据采集系统在金属结合剂金刚石砂轮电火花整形上的应用 -金刚石与磨料磨具工程2004(5)

在本文中,使用霍尔电流电压传感器,数据采集卡,电容测微仪,基于LabVIEW编程语言建立了数据采集系统.通过数据采集系统实时监测金刚石砂轮电火花整形过程,以及测量砂轮圆度.揭示出电火花整形不同阶段电流电压变化的基本规律,而且通过电流和电压图形,可以判断出砂轮是否达到了某一电参数下的整形精度极限.实验结果表明最后整形阶段的微小进给量及低电压、低占空比和高频率的电参数对提高整形精度具有重要作用.基于LabVIEW的数据采集系统的电火花整形技术有助于提高精密整形的精度.W10金刚石砂轮最终可达到小于2μm砂轮圆跳.

7.学位论文 舒展 脉冲电源改进及ELID磨削技术实验研究 2006

随着科学技术的进步,硬脆材料的应用也随之日益广泛.为实现硬脆材料的精密、超精密加工,发展出了各种新型磨削方式.其中

ELID(ElectrolyticIn-process Dressing)磨削技术是最易于实际应用的新技术之一.该技术将砂轮修整与磨削过程结合在一起,利用金属基砂轮微量磨削作用进行磨削加工的同时,利用非线性电解作用对砂轮进行修整,从而避免砂轮的钝化和堵塞现象,实现对硬脆材料的精密磨削.同时,由于金属结合剂砂轮难以使用传统的整形方式,因此发展出了电火花精密整形技术.本文对超精密磨削用高频脉冲电源进行性能改进,在此基础上对铸铁结合剂金刚石砂轮在线电解修整(ELID)磨削技术与电火花精密整形技术进行了研究.

本文首先介绍了ELID磨削专用高频脉冲电源,并在原来电源基础上做了一系列性能改进,结合计算机输出高频直流脉冲电压,为以后ELID磨削的自动化控制打下基础.然后详细阐述铸铁结合剂金刚石砂轮电火花整形技术.由于砂轮的形状精度直接影响着工件磨削表面质量,但铸铁结合剂金刚石砂轮具有的高刚度、高强度使得砂轮难以整形.根据电火花加工原理,通过一系列实验,借助于数据采集系统采集整形过程中的电压和电流,总结了铸铁结合金刚石砂轮的电火花整形规律.通过电火花整形,使铸铁结合剂砂轮达到了精密磨削的要求.最后,介绍了ELID超精密磨削技术的磨削原理、步骤及其特点,并在平面磨床MM7120A上进行了氮化硅材料的ELID磨削实验,最终氮化硅材料表面粗糙度小于5纳米.

8.期刊论文 张宾.沈剑云.徐西鹏.Zhang Bin.Shen Jianyun.Xu Xipeng 钎焊金刚石砂轮修整实验研究 -金刚石与磨料磨具工程2007(6)

单层钎焊金刚石砂轮的圆度轮廓精度由于受磨料粒径和钎焊结合剂层高度不均匀等因素的影响而使其难以在工程陶瓷等硬脆材料精密磨削中应用.然而单层钎焊金刚石砂轮的修整是直接对金刚石磨粒进行微量的磨损,修整难度大、效率低,因此,探讨快捷且精密的整形方法就成了解决其应用问题的关键技术之一.在本文研究中,分别采用铁基金刚石烧结磨块、钎焊细粒度金刚石板和氧化铝磨块三种整形工具对钎焊金刚石砂轮进行了磨削法整形实验研究,实验结果表明利用氧化铝磨块进行磨削修整效率极低;钎焊金刚石板磨削修整虽然效率高,但是对砂轮表面金刚石磨粒造成大量破碎磨损;铁基金刚石烧结磨块在整形过程中可稳定地以磨平方式磨损砂轮表面金刚石磨粒,经精密整形后的砂轮圆度轮廓精度较高,用其磨削工程陶瓷时工件表面的犁沟和裂纹明显减少.

9.学位论文 王志强 ELID磨削用砂轮的电火花整形控制研究 2007

随着硬脆材料特别是高温陶瓷材料的广泛应用，各种超精密加工方法得到了迅速发展。ELID磨削是实用性较强的方法之一，该技术将砂轮修整与磨削过程结合在一起，利用金属基砂轮的微量磨削作用进行磨削加工的同时，使用非线性电解作用对砂轮进行修整，从而避免砂轮的钝化和堵塞现象，实现对硬脆材料的精密磨削。对磨削的效果和效率有着重要影响的砂轮表面形状要求在磨削前对砂轮进行精密整形。在金属结合剂金刚石砂轮由于其自身的特点使得传统的整形方式效果不佳的情况下，电火花精密整形成为整形金属基砂轮的重要技术。由于众多因素的影响，普通电火花整形砂轮系统容易出现砂轮圆度误差恶化及整形效率较低等问题。本文建立了基于模糊控制理论的电火花整形计算机闭环控制系统，提高了整形砂轮的效率和整形精度。 本文首先利用Labview语言和数据采集卡建立了能够采集实时信号特征的数据采集系统，同时构建了能够实现电压控制的数据输出系统。通过对采集到的整形过程中放电电流、放电电压信号的分析，使用四种不同的分析原理对单个脉冲的放电状态进行了分类和鉴别。通过实验，利用鉴别程序提取能够表征整形过程加工状态的参数：连续放电系数和不正常放电率，建立加工状态表征参数和电极间隙调整量之间的关系，将其作为控制规则。实验中先对放电过程的放电电流进行鉴别以提取加工状态表征参数，而后使用模糊控制理论，利用控制规则进行模糊推理，计算电极间隙调整量，通过计算机输出控制电压驱动执行装置调节电极间隙，从而建立了电火花整形闭环控制系统。实验结果证明，与普通电火花整形系统相比，本文研制的基于模糊控制的电火花整形系统保证了砂轮整形过程中的稳定性，提高了砂轮整形的效率，并且改善了砂轮表面的形状精度。

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