精磨玻璃tBMI金刚石砂轮的研究
金刚石砂轮结合剂的制备与性能研究

is made by smelting.We discussed that different smelting CUlWe influenced on the
steam property of the vitrified bond,we found only when all the
of crystallization and
damage SO the grinding force is very large and the
to the grinder’S main shaft is very
large,but for tl瓷vitrified bond grinding wheel,this circumstance doesn’t exist.
abrasive is very weak,80 the decrement ofthe resin bond gnnding wheel is very fast.In
the other hand to increase its lifetime the resin bond grinding wheel is made very dense,
the decomposition gas is got rid of at a lower temperature,the properties of the vitrified
bond Can be stabilized.We also examined the properties of the smelted vitrified bond.
郑州大学 硕士学位论文 磨削金刚石复合片用陶瓷金刚石砂轮结合剂的制备与性能研究 姓名:张红霞 申请学位级别:硕士 专业:无机化学 指导教师:任翠萍
表面放电辅助修整金属基金刚石砂轮机理研究

表面放电辅助修整金属基金刚石砂轮机理研究1贾妍,蔡兰蓉,胡德金上海交通大学机械与动力工程学院,上海(200030)E-mail:yjia@摘要:金刚石砂轮是实现超硬材料精密和超精密磨削的重要工具,然而在实现其广泛应用中存在一个难题,即金刚石砂轮修整困难的问题。
针对该问题提出了一种新的修整方法,即表面放电辅助的复合修整方法,并对其进行机理研究,说明该方法的可行性。
同时配合实验研究,通过VH-800三维数字显微镜和JSM6460SEM扫描电子显微镜观察放电后的砂轮表面,实验结果表明表面放电能够在不影响砂轮磨削性能的前提下,起到辅助修整的作用。
关键词:表面放电;修整;金刚石砂轮中图法分类号:TG 74+3金刚石砂轮以其使用寿命长、磨削效率高、加工表面质量好和尺寸稳定等优异的磨削性能广泛的应用于超硬材料的精密和超精密磨削领域中[1],然而其修整困难的问题很早就引起了各国学者的关注,其原因可以概括为以下两个方面:其一,金刚石是已知的最坚硬的一种材料,因此它的这一特性决定了其修整难度大的固有缺陷;其二,金刚石砂轮自锐性差、容易堵塞[2],这又使得金刚石砂轮修整技术的发展成为其能够得到广泛应用的必要条件之一。
由于上述原因,金刚石砂轮的修整技术成为超硬材料精密和超精密磨削领域中的一个瓶颈问题。
1金属基金刚石砂轮复合修整方案的提出现在普遍采用的金刚石砂轮修整方法主要有机械修整法和特种加工修整法,这两类修整方法都有其优点,也有各自的缺点。
机械法修整金刚石砂轮的过程中,有很大的机械作用力,效率低,成本高,并且工作环境相对恶劣[3],而在磨削难加工材料时,金刚石砂轮磨损较快,需要频繁修整,因此其间存在不可调和的矛盾;将电加工、激光加工等特种加工技术引入金刚石砂轮的修整,虽然可以避免修整过程中机械作用力大的缺点,但是由于修整过程通常是在高温条件下进行的,金刚石磨粒的碳化现象也是相当严重,碳化后的金刚石磨粒的强度和硬度都会大大地降低,其优异的磨削性能将受到影响,这样的金刚石砂轮很难用于磨削超硬材料。
陶瓷磨削中新型多孔金属结合剂金刚石砂轮磨损特征研究

材料 A l2 O3
表 1 A l2 O3工程陶瓷 的主要性能
密度 g / cm3
抗弯强度 断裂韧性 弹性模量 硬度 HV
MPa MPa m 1/2
GPa
GP a
3. 98
330
5
385
18
图 2 砂轮修整前、后工作面的结构变化示意图
图 1 新型多孔金属结合剂金刚石砂轮示意图
2 试验结果与讨论
2. 1 金刚石磨料的磨损及出露 由图 3可以看出, 砂轮节块选定微区内的金刚石
磨损主要包括以下三个过程。 ( 1)金刚石的初期磨损 砂轮修整后, 金刚石出露状况良好, 随着磨削加工
材料的初步进行, 金刚石表面很快出现磨耗小平面, 由 于各颗金刚石出露高度存在差异, 其磨损程度不同, 见 图 3a。
18
金刚石与磨料 磨具工程
总第 171期
( 2) 金刚石的磨耗磨损与破碎 随着磨削不断进行, 金刚石的磨耗小平面面积不 断扩大, 金刚石逐渐开始钝化。同时, 部分金刚石在磨 削过程中还发生 了局部破碎现 象, 甚至出 现破碎, 磨 耗, 在反复破碎的过程中, 见图 3b, 3c, 3d, 3e。 ( 3) 金刚石的脱落 随着金刚石磨料以及周围结合剂的不断磨损, 结 合剂对金刚石的把持力降低, 当钝化的金刚石在磨削 过程中受到的磨削阻力大于结合剂 对磨料的把持 力 时, 金刚石最终从结合剂中脱落, 见图 3e。
第 3期
赫青 山等: 陶瓷磨削中新型多孔金属结合剂金刚石砂轮磨 损特征研究
19
会形成微裂纹并进一步扩展, 从而发生金刚石的破碎 脱落。发生微破碎的金刚石可以在其破碎表面形成一 些棱角, 充当新的切削刃, 这对磨削加工是有利的, 而 宏观破碎可以使金刚石失去切削能力, 不利于磨削加 工。
金刚石砂轮精密修整工艺研究

万方数据万方数据万方数据金刚石与磨料磨具丁程总第170期进给量为O.06mm时出现最大值;粒度为180。
的金属结合剂砂轮材料去除率在工具砂轮进给量为0.05mm时出现最大值;粒度为400。
的金属结合剂砂轮材料去除率在-丁具砂轮进给量为0.04mm时出现最大值。
从图4b可以知道粒度为80’的树脂结合剂砂轮材料去除率在工具砂轮进给量为0.05mm时出现最大值;粒度为180。
的树脂结合剂砂轮材料去除率在工具砂轮进给量为0.04mm时出现最大值;粒度为400。
的树脂结合剂砂轮材料去除率在工具砂轮进给量为0.03mm时出现最大值。
比较图4a与图4b可以知道,相同直径、宽度、粒度的金刚石砂轮,金属结合剂金刚石砂轮材料去除率最优值对应的工具砂轮进给量要大于树脂结合剂金刚石砂轮。
图5是实验得到的砂轮磨削能与金刚石材料去除率的关系曲线,从图5可以知道,磨削能与金刚石砂轮材料去除率的关系与工具砂轮进给量与材料去除率的关系是相似的,即工具砂轮最小、最大进给量或最大、最小磨削能时,金刚石砂轮材料去除率均不是最优值,此时的磨削效率均不高。
O1020∞加∞∞70瘩削健/O/-一)图5砂轮磨削能与材料去除率的关系曲线4金刚石砂轮的修锐工艺罔6a是粒度为180。
的金刚石砂轮整形后的局部放大图,图7a是粒度为400。
的金刚石砂轮整形后的局部放大图,可以看到整形后的金刚石砂轮的金刚石颗粒只有少数露出微刃,因此需通过修锐修出金刚石颗粒的微刃。
机械修锐是比较常用的方法,根据前面的分析,在砂轮整形机床上通过改变工具砂轮和金刚石砂轮的线速度比,可以完成金刚石砂轮的修锐。
在超硬材料砂轮整形机床上修整时,将金刚石砂轮的主轴转速提高到1800r/min,这时其线速度达到18.8∥s;将T具砂轮的转速调整到600r/min,这时其线速度达到6.2m/s,调整工具砂轮进给量大约为0.005mm,连续进给三次后,金刚石砂轮修锐后的局部放大图如图6b所示。
基于金刚石微粉烧结棒的超硬砂轮修整试验研究
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图"
砂轮 " 在不同主轴转速下的修整效率对比
图*
修整棒不同进给速度下砂轮修整效率的对比
" , " 砂轮参数对修整效率的影响 为了 研 究 砂 轮 参 数 对 修 整 效 果 的 影 响, 在 分别 %#/’>) 主轴转速下保持切深和进给速度相同, 对不同参数的砂轮进行了修整对比试验。试验结果 见图 <。 万方数据
图@
修整试验原理装置图
<$ 验条件见表 !。
表!
机 床
工具技术
试验条件
主轴转速 !&!%’ ( )*+, 电 "#!$% 磨齿机, 机功率 ! , %-. 碟形 金 刚 石 砂 轮 (外 径 砂轮 !: 树脂结合剂, #%0 浓度, !%/ 1 粒度 磨料层宽 $/))) 砂轮 $: &//)), 树脂结合剂, !//0 浓度, $// 1 粒度 磨齿机专用修整装置 修整装置 "#!$% 材料: 金刚石微粉烧结棒, ! 2 3, %$%)), 修整棒 " 2 &&,&%)) 变频器 456$ , $7!!8— 5 无级调速范围: / 9 &//:;
?;1,(-7,:,<8 DBAA":> 8EF8G"H8:AI J8G8 K@:8 ": J<"D< A<8 :@:LD@=A8K,D@=A8KL,"- =:K D@=A8KL,"#- D8H8:A8K D=G9"K8I ":L I8GAI J8G8 BI8K A@ ABG: M%#GN@ IA88O J@GPF"8D8I’ ,<8 DBAA":> Q@GD8I J8G8 F"DP8K BF J"A< K=A= =DRB"I"A"@: ISIA8H A<=A J=I D@:I"IA8K @Q A<8 ./!,012L= H8=IBG":> ":IAGBH8:A Q@G DBAA":> Q@GD8I ": A<G88 K"IA=:D8I,= D<=G>8 =HFO"Q"8G =:K = D@HFBA8G’ ,<8 8EF8G"H8:A G8IBOAI I<@J8K A<=A A<8 D<=:>8 G8>BO=G"AS @Q A<8 D@=A8K DBAA8G’ I DBAA":> Q@GD8 J"A< A<8 DBAA":> K8FA<,DBAA":> IF88K =:K Q88K G=A8 "I ’ TBA A<8 DBAA":> Q@GD8 @Q A<8 D@=A8K DBAA8G "I @9U"@BIOS IH=OO8G A<=: A<8 :@:LD@=A8K’ ’ I=H8 =I A<8 :@:LD@=A8K’ @’A<3(91: 345, D@=A":>, D8H8:A8K D=G9"K8I, DBAA":> Q@GD8
光学玻璃加工金刚石精磨片配方试验研究

光学玻璃加工金刚石精磨片配方试验研究1.引言光学玻璃在现代科技领域中扮演着重要的角色,其加工质量直接影响到光学仪器的性能和精度。
在光学加工中,使用金刚石精磨片进行精密加工是一种常见的方式。
然而,金刚石精磨片的配方对于加工效果有着至关重要的影响。
本文将深入探讨光学玻璃加工金刚石精磨片配方试验研究的相关内容,以帮助读者更全面地了解这一领域的知识。
2.配方试验研究光学玻璃加工金刚石精磨片的配方试验研究是一项涉及材料科学、加工工艺等多个领域的复杂课题。
我们需要了解光学玻璃的物理特性和加工要求,以及金刚石精磨片的基本性能和结构特点。
通过实验方法和分析手段,确定合适的金刚石粒度、结合剂种类和比例、工艺参数等关键因素,进行配方试验研究。
3.实验设计在配方试验研究中,需要设计合理的实验方案,包括试样的制备方法、实验条件的控制和测量方法的选择。
通过正交试验等统计方法,系统地研究不同因素对金刚石精磨片性能的影响,寻找最优的配方组合。
要重视试验数据的可靠性和重复性,确保实验结果的准确性和可信度。
4.试验结果与分析在实验结束后,需要对试验结果进行全面的分析和评价。
通过对加工质量、加工效率、金刚石精磨片磨损情况等指标的测试和比较,找出最佳的配方方案。
结合金相显微镜等分析工具,深入研究金刚石精磨片的组织结构和磨损机理,为配方优化提供科学依据。
5.个人观点和总结在光学玻璃加工金刚石精磨片配方试验研究中,配方的优化是一个综合性的问题,涉及多个方面的知识和技术。
通过深入研究和实验,我们可以不断改进配方,提高金刚石精磨片的加工质量和效率,推动光学加工技术的发展。
在未来的工作中,我们还可以结合材料模拟和表征技术,进一步完善配方设计和优化方法,为光学玻璃加工领域的进步作出更大的贡献。
这篇文章从简介、试验设计、结果分析及个人观点等方面全面探讨了光学玻璃加工金刚石精磨片配方试验研究的相关内容。
希望能够对您有所帮助。
光学玻璃在现代科技领域中扮演着重要的角色,其加工质量直接影响到光学仪器的性能和精度。
陶瓷结合剂金刚石砂轮的制备研究

砂轮的硬度表征的是结合剂与金刚石的结合强 度。理论上讲, 烧结温度越高结合剂的流动性越好, 一 方面, 可以提高结合剂与金刚石之间的润湿性; 另一 方面可及时排出结合剂中的气孔, 提高结合剂对磨料 的把持力。故试样的硬度值在一定范围内随温度的升
8
图 8 不同结合剂含量试样表面微观结构 F ig. 8 M icro structu res of sam p le su rface w ith
differen t bond con ten t
烧结体中的气孔主要来源于两个方面: 一方面是有机 粘结剂在高温下分解产生气体, 留下气孔; 另一方面 是结合剂与金刚石起反应, 在一定烧结温度下, 结合 剂含量越高烧结体中液相越多, 产生的气体越难排 出, 容易残留在烧结体内产生大量气孔。
5
金属结合剂砂轮不同, 陶瓷结合剂金刚石砂轮须通过 烧结制备, 因此烧结温度成为影响其性能的一个很重 要因素。一个性能优异的陶瓷结合剂金刚石砂轮应当 是在金刚石粒度、烧结温度及结合剂含量上均取得一 个平衡的结果。对其进行研究可以对砂轮的生产起指 导性作用, 有利于提升其性能。
2 试验
2. 1 试验步骤 采用实验室用某结合剂与不同粒度的工业金刚
3. 1 金刚石粒度对砂轮性能的影响 图1 为1# 、2# 和3# 试样的洛氏硬度值, 由图可
知当砂轮中结合剂含量一定时, 其随金刚石粒度的增 大而减小。 图 2 分别为 2# 、3# 试样的表面微观结构 图。由图2 (a) 可知该试样已经明显发泡, 而图2 (b) 中 试样结合剂与金刚石结合较好, 未有发泡迹象。 一般
金属结合剂金刚石砂轮的研究与进展

金属结合剂金刚石砂轮的讨论与进展1引言由金刚石或立方氮化硼(CBN)磨料制作的超硬磨料砂轮,因其优良的磨削性能,已广泛用于磨削领域的各个方面。
金刚石砂轮是磨削硬质合金、玻璃、陶瓷、宝石等高硬脆材料的特效工具。
近几年来,随着高速磨削和超精密磨削技术的快速进展,对砂轮提出了更高的要求,陶瓷和树脂结合剂的砂轮已不能充足生产的需要,金属结合剂砂轮因其结合强度高、成型性好、使用寿命长等显著特性而在生产中得到了广泛的应用。
金属结合剂金刚石砂轮按制造方式不同重要有有烧结和电镀两种类型。
为了充分发挥超硬磨料的作用,国外从20世纪90时代初开始用高温钎焊工艺开发一种新型砂轮,即单层高温钎焊超硬磨料砂轮,目前国内这种砂轮还处于研制开发阶段。
2烧结型金刚石砂轮烧结型金属结合剂砂轮多以青铜等金属作为结合剂,用高温烧结法制造,其结合强度高,成型性好,耐高温,导热性和耐磨性好,使用寿命长,可承受较大的负荷。
因砂轮在烧结过程中不可避开地存在着收缩及变形,所以在使用前必需对砂轮进行整形,但砂轮修整比较困难。
目前生产中常用的砂轮对滚整形方法不仅在修整时费时费劲,而且修整过程中金刚石颗粒的脱落较多,修整砂轮本身的消耗很大,整形精度较低。
近年来各国学者相继开展了应用特种加工方法修整金属结合剂金刚石砂轮的讨论工作,重要有电解修整法、电火花修整法和复合修整法等。
电解修整法速度快,但整形精度不高;电火花修整法整形精度高,既可整形又可修锐,但整形速度较慢;复合修整法有电解电火花复合修整法、机械化学复合修整法等,修整效果较好,但系统较多而杂,因此烧结型金刚石砂轮的修整问题依旧没有得到很好的解决。
此外,由于砂轮的制造工艺决议了其表面形貌是随机的,各磨粒的几何形状、分布及切削刃所处的高度不一致,因此磨削时只有少数较高的切削刃切到工件,限制了磨削质量和磨削效率的进一步提高。
3电镀金刚石砂轮电镀金刚石砂轮的优点:①电镀工艺简单,投资少,制造便利;②无需修整,使用便利;③单层结构决议了它可以达到很高的工作速度,目前国外已高达250~300m/s;④虽然只有单层金刚石,但仍有充足的寿命;⑤对于精度要求较高的滚轮和砂轮,电镀是唯一的制造方法。
金刚石砂轮加工方法探讨

金刚石砂轮加工方法探讨作者:李晓东来源:《商情》2013年第51期【摘要】金刚石砂轮是磨削硬质合金、陶瓷、玻璃等材料的理想工具,采用优质金刚石,结合先进工艺配方,产品质量稳定可靠,磨削效率高,磨削成本低,是非常理想的磨削工具。
本文介绍了金刚石砂轮的加工方法。
【关键词】金刚石砂轮加工方法金刚石砂轮是量大面广的产品,也是质量抽查的主要品种。
抽查中发现的质量问题也较多,主要集中在回转强度、孔径、硬度、静平衡、形位公差等质量特性上。
因此,必须加强金刚石砂轮加工方法的研究,从根本上提升金刚石砂轮的质量。
一、金刚石砂轮的加工方法近几年来,随着高速磨削超精密磨削技术迅速发展,对砂轮提出了更高要求,陶瓷树脂结合剂砂轮已不能满足生产需要,金属结合剂砂轮因其结合强度高、成型性好、使用寿命长等显著特性而生产得到了广泛应用。
金属结合剂金刚石砂轮按制造方式不同主要有有烧结、电镀两种类型。
烧结型金刚石砂轮。
烧结型金属结合剂砂轮多以青铜等金属作为结合剂,用高温烧结法制造,其结合强度高,成型性好,耐高温,导热性耐磨性好,使用寿命长,可承受较大负荷。
因砂轮烧结过程不可避免地存着收缩及变形,所以使用前必须对砂轮进行整形,但砂轮修整比较困难。
目前生产常用砂輪对滚整形方法不仅修整时费时费力,而且修整过程金刚石颗粒脱落较多,修整砂轮本身消耗很大,整形精度较低。
近年来各国学者相继开展了应用特种加工方法修整金属结合剂金刚石砂轮研究工作,主要有电解修整法、电火花修整法复合修整法等。
电解修整法速度快,但整形精度不高;电火花修整法整形精度高,既可整形又可修锐,但整形速度较慢;复合修整法有电解电火花复合修整法、机械化学复合修整法等,修整效果较好,但系统较复杂,因此烧结型金刚石砂轮修整问题仍然没有得到很好解决。
电镀金刚石砂轮。
电镀金刚石砂轮是用电化学法制作的金刚石砂轮,它主要包括金刚石修整砂轮,磨削或切削用金刚石砂轮。
在电镀磨料法中电镀金属结合剂单层超硬磨料砂轮应用日益广泛,不仅用其磨削工件表面(特别是成形回转表面),而且用来修整普通砂轮。
金刚石砂轮精密修整工艺研究

万方数据 万方数据 万方数据金刚石与磨料磨具丁程总第170期进给量为O.06mm时出现最大值;粒度为180。
的金属结合剂砂轮材料去除率在工具砂轮进给量为0.05mm时出现最大值;粒度为400。
的金属结合剂砂轮材料去除率在-丁具砂轮进给量为0.04mm时出现最大值。
从图4b可以知道粒度为80’的树脂结合剂砂轮材料去除率在工具砂轮进给量为0.05mm时出现最大值;粒度为180。
的树脂结合剂砂轮材料去除率在工具砂轮进给量为0.04mm时出现最大值;粒度为400。
的树脂结合剂砂轮材料去除率在工具砂轮进给量为0.03mm时出现最大值。
比较图4a与图4b可以知道,相同直径、宽度、粒度的金刚石砂轮,金属结合剂金刚石砂轮材料去除率最优值对应的工具砂轮进给量要大于树脂结合剂金刚石砂轮。
图5是实验得到的砂轮磨削能与金刚石材料去除率的关系曲线,从图5可以知道,磨削能与金刚石砂轮材料去除率的关系与工具砂轮进给量与材料去除率的关系是相似的,即工具砂轮最小、最大进给量或最大、最小磨削能时,金刚石砂轮材料去除率均不是最优值,此时的磨削效率均不高。
O1020∞加∞∞70瘩削健/O/-一)图5砂轮磨削能与材料去除率的关系曲线4金刚石砂轮的修锐工艺罔6a是粒度为180。
的金刚石砂轮整形后的局部放大图,图7a是粒度为400。
的金刚石砂轮整形后的局部放大图,可以看到整形后的金刚石砂轮的金刚石颗粒只有少数露出微刃,因此需通过修锐修出金刚石颗粒的微刃。
机械修锐是比较常用的方法,根据前面的分析,在砂轮整形机床上通过改变工具砂轮和金刚石砂轮的线速度比,可以完成金刚石砂轮的修锐。
在超硬材料砂轮整形机床上修整时,将金刚石砂轮的主轴转速提高到1800r/min,这时其线速度达到18.8∥s;将T具砂轮的转速调整到600r/min,这时其线速度达到6.2m/s,调整工具砂轮进给量大约为0.005mm,连续进给三次后,金刚石砂轮修锐后的局部放大图如图6b所示。
铸铁结合剂金刚石砂轮ELID磨削硬质合金的性能研究
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ti pp r h at rnb n e i n h es i iee t ri s eaea o t LD ( l t lt - hs a e,te s i od dda dw el wt df rn ga i r d pe i E I Ee r yi I c -o mo h f n z dn co cn
q ai u l y,b tt e a e lw rg i d n f ce c .T e EL D g i d n tt sa e d cd d b er t ft e g an t u h y h v e rn i g e in y h I n i g sae e i e y t a i o r i o i r r h o h
摘
要
硬 质 合金 具有 硬度 高、 强度 好 、 耐腐 蚀 和 耐磨 损 的特 点 , 用 传 统 方法 难 以 满足 精 密及 超 精 密 采
加 工的技 术要 求 。本 文采 用不 同粒 度 的铸铁 结合 剂金 刚石砂轮 E I LD镜 面磨 削硬 质合金 , 到 了不 同加 得
金属结合剂金刚石砂轮的研究

金属结合剂金刚石砂轮的研究作者:刘树来源:《科技视界》 2012年第35期刘树(云南锡业职业技术学院云南个旧661000)【摘要】近几年来,随着高速磨削和超精密磨削技术的快速发展,对金刚石砂轮提出了更高的要求,陶瓷以及树脂结合剂的砂轮已经不能满足现代生产的需要。
而金属结合剂砂轮因其具有把持力强,结合强度高、耐磨性好、成型性能好、寿命长、能承受较大的磨削压力等特点, 在工程陶瓷、光学玻璃、硬质合金等难加工材料的磨削加工中得到了广泛应用。
本文对金属结合剂金刚石砂轮应用特点及修整方法进行了研究和探索。
【关键词】金属结合剂;金刚石砂轮;运用金属结合剂砂轮存在自锐性差、砂轮表面容易堵塞、在磨削加工中容易造成工件表面烧伤, 影响工件的表面质量等问题,且金刚石砂轮具有极高的硬度,修整非常困难,这一定程度上也限制了金刚石砂轮的应用。
为解决金属结合剂砂轮在精密磨削加工中的缺陷, 国内外学者对金属结合剂砂轮的制备、结合剂配方设计、修整方法等方面的问题进行了不断的研究和探索。
1金属结合剂金刚石砂轮的分类和特点金属结合剂砂轮主要分为三种类型:①烧结金属结合剂砂轮;②电镀金属结合剂砂轮;③单层钎焊金属结合剂砂轮。
1.1烧结金属结合剂砂轮烧结型金属结合剂砂轮通常以青铜和铸铁等金属作为结合剂, 用高温烧结的方法制造而成。
其优点是结合强度高, 成形性能好, 耐高温, 导热性和耐磨性好, 并且使用寿命长, 可承受较大的载荷。
缺点是由于烧结型金刚石砂轮的制造工艺,决定了其表面形状是随机形成的,各磨粒的几何形状、分布及切削刃所处的高度圴不一致,磨粒分布不均匀,因此在磨削时只有少数较高的切削刃的磨粒能切削到工件,限制了磨削质量和磨削效率的提高。
1.2电镀金属结合剂砂轮电镀金属结合剂金刚石砂轮通常以镍或镍合金做镀层金属,其优点是电镀工艺简单,投资少,制造和使用方便,精度高,可以达到很高的工作速度,寿命长,对于精度要求较高的砂轮,电镀是唯一的制造方法,正是由于电镀金属结合剂砂轮具有这些优势,使得电镀砂轮在高速、超高速磨削中占据着主导地位。
金刚石工具加工硬脆材料时的磨损及其影响因素

金刚石工具加工硬脆材料时的磨损及其影响因素已有 42 次阅读 2011-03-10 17:04摘要:对金刚石工具加工硬脆材料时的磨损及其影响因素的国内外研究成果进行了综述,讨论了金刚石工具的磨损机理和影响金刚石工具磨损的各种因素,提出了需要深入研究的热点问题。
关键词:金刚石工具,磨损1.引言随着科学技术的进步和现代工业的发展,硬脆材料(如激光和红外光学晶体、陶瓷、石英玻璃、硅晶体和石材等)的应用日益广泛。
由于硬脆材料硬度高、脆性大,其物理机械性能尤其是韧性和强度与金属材料相比有很大差异,因此这些材料很难甚至不能采用普通的加工方法进行加工。
金刚石是自然界已知的硬度最高的物质,其优异的性能使其在硬脆材料加工领域具有广阔的前景。
目前,采用金刚石工具对硬脆材料进行切割和磨削仍是有效的加工方法,如用金刚石切割工具切割石材、用金刚石砂轮磨削陶瓷等。
加工硬脆材料的金刚石工具主要有各种金刚石锯和金刚石砂轮等,尽管各种工具的应用范围和加工特点不同,但其磨损机理都大致相同。
因为金刚石工具的磨损对工件的加工质量和加工过程的影响很大,工具的磨损性能是反映工具性能、工艺参数是否合理的一个重要指标,所以对金刚石工具磨损机理的研究对指导金刚石工具的合理制造和工艺参数的合理选择具有重要意义。
长期以来,国内外许多学者致力于金刚石工具磨损机理的研究,并已取得了可喜的成果。
2.金刚石工具磨损机理的研究用金刚石工具加工硬脆材料时,由于剧烈摩擦、高温等的作用,工具不可避免地会产生磨损,而磨损是一个非常复杂的过程。
(1)磨损的三个阶段金刚石工具的磨损由三个阶段组成:初始的快速磨损阶段(也称过渡阶段)、磨损率约为常数的稳定磨损阶段以及随后的加速磨损阶段。
加速磨损阶段表明工具不能继续工作,需要重新修整。
(2)磨粒磨损形式磨粒磨损形式可分为:整体磨粒、微破碎磨粒、宏观破碎磨粒、磨粒脱落及磨粒磨平。
这几种磨损形式所占的比例决定于不同的磨损阶段、所用工具和被加工材料等。
钎焊金刚石砂轮磨削人造石的实验研究(开题报告)
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大学本科毕业论文(设计)开题报告学院:机电及自动化学院专业班级:机械工程及自动化2008级机械工程及自动化2班课题名称钎焊金刚石砂轮磨削人造石的实验研究一、本课题的的研究目的和意义:微晶玻璃又叫做玻璃陶瓷,建筑用的微晶玻璃往往也被叫做微晶石或者尖晶石,微晶玻璃是将特定组成的基础玻璃,在加热过程中通过控制晶化而制得的一类含有大量晶体相及玻璃相的多晶固体材料。
微晶玻璃有结晶相和玻璃相组成,其结晶相是多晶结构,晶粒细小,比一般固体材料的晶粒粒度要小的多,分布是空间取向。
在晶体之间分布着残余的玻璃相,这种玻璃相是很稳定的,一般条件下不再析晶,是它把数量巨大、晶粒微细的结晶结构合起来。
当玻璃相比例大时,玻璃相是一个连续的基体,其间镶嵌着晶体,结晶彼此之间孤立着,但却是均匀地分布在基体之中。
当玻璃相减少时,玻璃相分散在晶体形成的网架之间,结晶体象许多个结点呈连续的网络状。
当玻璃相更低时,玻璃相存在于晶体与晶体的缝隙之间,是晶粒与晶粒之间的薄膜式的填充物或网络物。
微晶玻璃的种类很多,分类方法也各有不同。
可以按照晶化原理分类、基础玻璃组分、原料、外观、性能等依据进行分类。
因为组成在很大程度上决定结构与性能,所以通常按照化学组成微晶玻璃可主要分为四类:硅酸盐微晶玻璃,铝硅酸盐微晶玻璃,氟硅酸盐微晶玻璃,磷酸盐微晶玻璃。
微晶玻璃的综合性能主要决定三大因素:原始组成的成份、微晶体的尺寸和数量、剩余玻璃相的性质和数量。
主要集中在使用金属结合剂的金刚石砂轮进行elid磨削,调整磨料颗粒的粒径,工件进给速度,主轴转速,切深的数值大小,从而得到塑性磨削的表面。
哈尔滨工业大学的陈明君,张飞虎,董申等用elid法磨削的研究表明,金刚石砂轮的磨粒平均粒径是影响磨削表面粗糙度的一个很重要的因素,采用他们所做的实验中设备和工艺参数,采用平均磨粒尺寸小于20微米的金刚石砂轮进行磨削,可使微晶玻璃在塑性模式下进行磨削加工,从而消除表面的裂纹缺陷[2].北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院的刘春红,李成贵,张庆荣,贾世奎,通过对微晶玻璃、陶瓷、金属3试件进行超精密加工,使试件表面粗糙度值达到纳米级,采用非破坏性的x射线衍射方法对不同试件的残余应力进行了测试研究。
金属基金刚石砂轮修整技术的研究进展
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一、前言随着先进陶瓷、光学玻璃、半导体及人工晶体等高性能硬脆材料在航空、航天、汽车、电子、光学及仪器仪表中的应用,其高效、精密加工技术已成为当今的研究热点之一。
金刚石砂轮具有磨削效率高,加工质量好,加工精度高。
砂轮寿命长等特点,成为硬脆材料加工工具之首选。
砂轮的磨削性能在很大程度上取决于砂轮的表面特性,金属基金刚石砂轮具有结合强度高、耐磨性好、寿命长、能承受大负荷磨削的特点,所以在高性能硬脆材料的成形磨削和精密、超精密磨削中应用更广泛。
但是金属基金刚石砂轮的自锐性差、容易堵塞、在磨削加工中易产生由砂轮偏心引起的激振力,因而影响磨削过程的稳定性和磨削表面质量,从而限制了其在高性能硬脆材料的精密加工中的正常使用,为此,必须进行经常修整。
然而金属基金刚石砂轮存在修整时间长、修整难度大、修整效率低等特点。
因此,金属基金刚石砂轮的高效、高质量修整技术成为实现硬脆材料精密和超精密磨削、高速高效磨削、成形磨削、磨削自动化的关键技术。
二、金属基金刚石砂轮修整技术现状金刚石砂轮的修整技术是修整技术的新领域,也一直是磨削界的研究方向,然而传统的磨料研磨法、普通砂轮磨削法和磨削软钢法存在着修整效率低、修整次数频繁操作环境恶劣等缺点,各国学者竞相开发金属基金刚石砂轮的修整新技术,主要研究工作如下。
1.电火花修整法如图1所示,电火花修整过程中,砂轮高速旋转,金刚石砂轮接脉冲电源的正极,工具电极接脉冲电源的负极,以磨削乳化液为工作液,且工作液由磨床的冷却液喷嘴直接注入到金刚石砂轮和工具电极之间,然后利用金刚石砂轮和工具电极之间产生脉冲火花放电的电腐蚀现象来蚀除金属结合剂,使金刚石磨粒有效地暴露出来,从而达到整形和修锐的目的。
金属基金刚石砂轮修整技术的研究进展天津大学 (300072) 邹 峰 于爱兵 王长昌摘要 本文介绍了电火花修整、杯形修整、软弹性修整、激光修整及在线电解修整等金属基金刚石砂轮的修整技术和近年来国内外的研究进展。
精密金刚石砂轮的制造、修整及其磨削机理研究进展
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3.2压力因素的影响
在制备新型金刚石砂轮时,压力也是一个重要因素。适当的压力可以提高原 材料的致密度和砂轮的强度,从而提高其磨削性能。但是过高的压力会导致金刚 石之间的结合力过强,降低砂轮的磨削效率。因此,对压力的控制也是提高新型 金刚石砂轮制备及其磨削性能的关键。
3.3化学成分因素的影响
新型金刚石砂轮的化学成分对其性能也有重要影响。金刚石的碳含量、杂质 元素含量以及结合剂和填充剂的成分都会对砂轮的性能产生影响。通过对化学成 分的优化选择,可以进一步提高新型金刚石砂轮的制备质量和磨削性能。
引言:
精密金刚石砂轮是一种由金刚石颗粒嵌入磨料基体中的制造工具,具有高硬 度、高耐磨性及良好的切削性能。在超精密加工领域,精密金刚石砂轮被广泛应 用于各种硬材料的切割、磨削和抛光,如硬质合金、光学玻璃、陶瓷等。本次演 示旨在综述精密金刚石砂轮的制造技术、修整技术及磨削机理的研究进展,以期 为相关领域的研究和实践提供参考。
精密金刚石砂轮的制造、修整及其 磨削机理研究进展
基本内容
摘要:
精密金刚石砂轮是一种广泛应用于超精密加工领域的制造工具,其制造、修 整及磨削机理的研究对提高制造工艺和生产效率具有重要意义。本次演示对精密 金刚石砂轮的制造技术、修整技术及磨削机理的研究进展进行了综述,指出了现 有研究的不足之处,并展望了未来的研究方向。
(2)将原材料按照一定比例混合均匀,制成预制块; (3)将预制块放入模具中,在一定温度和压力条件下进行烧结;
(4)烧结后的砂轮进行冷却和 修整,得到最终产品。
1.2原材料选择
Байду номын сангаас
金刚石砂轮的原材料主要包括金刚石、结合剂和填充剂。其中,金刚石是砂 轮的主要磨削元件,要求具有高硬度、耐磨性和热稳定性;结合剂起到粘合和支 撑的作用,一般采用硬质合金或陶瓷;填充剂则用来调节磨削性能和砂轮强度。
金刚石微粉砂轮超精密磨削技术
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摘要论述了金刚石微粉砂轮超精密磨削的特点、存在的技术难题及其发展前景。
对金刚石微粉砂轮超精密磨削机理进行了探讨,认为它是以微切削为主的多种作用的融合;研究了金刚石微粉砂轮修整机理及其常用的有效修整方法;提出了树脂一金属复合结合剂金刚石微粉砂轮的构想,论述其结构的形成、制作过程及其实际磨削效果。
最后,探讨了进行金刚石微粉砂轮超精密磨削时的影响因素及环境条件。
关键词金刚石微粉砂轮超精密磨削树脂金属复合结合剂微纳米加工O前言金刚石刀具超精密切削在加工铜、铝及其合金等软金属材料中已获得极大成功,但在工程陶瓷、半导体、光学玻璃、石材等各种硬脆材料的精密和超精密加工上,却在很大程度上仍依赖于研磨、抛光等加工方法,虽然这些方法可以达到很高的精度和极低的表面粗糙度,但加工效率较低,对于一些形状复杂如非球面零件等的超精密加工就显得比较困难。
金刚石砂轮磨削硬脆材料是一种有效的超硬磨料精密加工方法,它磨削能力强、耐磨性好、使用寿命长,磨削力小、磨削温度低、表面无烧伤、无裂纹和组织变化,加工表面质量好,且磨削效率高,因此近年来得到广泛应用,但在几何形状精度和表面粗糙度上很难满足超精密加工的更高要求,因此提出了金刚石微粉砂轮超精密磨削加工方法。
按我国国家标准规定,磨粒直径在50斗m以下称为微粉。
金刚石微粉砂轮一般是以粒度为w40一w5的金刚★王先逵,清华大学教授,博士生导师,清华大学精仪系制造工程研究所北京100084。
★产品与技术Products&Technolog),★石微粉为磨料,采用树脂、陶瓷、金属(如铜、纤维铸铁等)为结合剂烧结而成,其特点如下:(1)金刚石微粉砂轮由于其微粉磨料的粒度很细,可以获得极低的表面粗糙度,同时在精密磨床或超精密磨床上磨削可获得很高的磨削精度,是一种比较理想的微纳米超精密加工方法。
(2)金刚石微粉砂轮超精密磨削是一种固结磨料的微量去除加工方法,具有一般磨削的特点,可方便地磨削外圆、孑L、平面和成形等表面,加工效率高,加工质量好,极具发展前途。
精密金刚石砂轮的制造_修整及其磨削机理研究进展
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图 4 在线电解修整工作原理示意图[17] F ig. 4 Sketch of EL ID op era ting p rincip le
32
候, 产生电解, 把多余的金属腐蚀掉, 从而达到金刚石 磨粒出刃的目的。学者们在EL ID 过程中主要研究砂 轮表面氧化层的形成、氧化层结构与砂轮表面状况以 及砂轮磨削性能和工件加工质量之间的关系。
第 20 卷 第 4 期 超 硬 材 料 工 程
2008 年 8 月
SU PERHA RD M A T ER IAL EN G IN EER IN G
V o l. 20 A ug. 2008
精密金刚石砂轮的制造、修整及其磨削机理研究进展①
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(2.砒愕zb“P0掘c厅n幻胁玩姚,铂印g妫删450007鳓i脚)
摘要:提高砂轮寿命和磨削效果是树脂结合剂金刚石砂轮制造研究的关键问题.本课题采用烯丙基、环氧树脂及丁 晴橡胶对双马来酰亚胺树脂改性增韧,得到了具有耐热温度较高,韧性良好,成型工艺性能稳定等特点的增韧双马来酰 皿胺(t—BMI)热固性树脂;用该结合剂研制出的玻璃磨边机专用卜BMI金刚石精磨砂轮磨削效果好,砂轮使用寿命长. 能消除磨削时的玻璃崩边现象,明显提高玻璃的表面质量,可替代直边机或斜边机上的同类进口砂轮。 关键词:增韧双马来酰亚胺树脂;金刚石砂轮;精磨;平板玻璃; 中图分类号:1℃W 文献标识码:A
第一作者简介:魏源迁,男,1965年生,工学博士,国内外博士 后,北京工业大学机电学院副教授。研究方向:生态加工与零 排放生产、新素材磨料磨具与纳米加工、喷金属微制造技术等。
E.mail:yqwei@sohu.c鲫
(收稿日期:2003.10-5)
(编辑:王琴)
(上接第22页) 溶、粘附性好、固化物坚韧、工艺性能稳定等特点。 (2)研制的玻璃磨边专用t—BMI金刚石精磨砂轮 具有耐高温、韧性好、工艺性能稳定等优点。 (3)在平板玻璃加工过程中,磨削效果好,明显提 高玻璃的表面质量,砂轮使用寿命提高近两倍,可替代 直边机或斜边机上的同类进口砂轮。
作者简介:华勇(1962一),男,江苏无锡人,郑州工业高等专科学 校副教授,郑州大学博士研究生,主要从事磨料磨具和超硬材 料专业教学和研究。
(收稿日期:2004—02.28)
{编辑:王孝琪)
万 方数据
衰4直边机磨削效果对比
磨削比的影响,选用金刚石浓度25%一75%。选2卜
40%的zn0、Fe2 03、Cu和SiC粉作填料以改善结合剂 的耐热性、硬度、强度。采用正交试验法进行配方设 计。 工艺参数:成型设备:Y-200热压机 热压温度:160。200℃ 热压时间:15。30分 硬化温度:165。220℃ 硬化时间:10。30h 预冷压力:300。600kg/c矗
1.4一1.6×1舻m for Key
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1.7—2.2×l秽m
O
引言
平板玻璃都必须经过磨边加工,以减低玻璃棱边
性能较脆,磨削效率低且有玻璃崩边现象。本课题研 制出改性增韧双马来酰亚胺树脂作结合剂,采用热压 工艺生产金刚石精磨砂轮,与国内同类产品相比具有 良好的磨削韧性,耐热、耐水,使用寿命长,加工效果 好。
2配方设计及工艺参数制定
在精磨加工玻璃直、斜边时,砂轮与玻璃接触面积 大,为减小玻璃崩边现象,选人造金刚石原始晶粒,经 破碎、按粒度组成分级制成。考虑砂轮的使用寿命和 3.2・宣边机磨削试验
பைடு நூலகம்
设备型号:9头配置直边机(聊11Pw)
工件材质:8r肿浮法平板玻璃
加工要求:平直边 砂轮规格:①150×22×10 砂轮转速:2800r,mirI 对比磨削结果见表4。
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参考文献
[1]陈保恒.平板玻璃的金刚石磨削[J].磨床与磨削.1995.2,24—
2S
[2]王琴译.加工平板玻璃时金刚石砂轮的选择[J],磨料磨具与磨 削,199l,(5):41—42 [3] 赵渠森.高韧性高性能QY951l的双马来酰亚胺树脂.玻璃钢,复 合材料,2000,J7一li. [4]丁盂贤,何天白.聚酰亚胺新型材料[M].北京:科学技术出版 社.1钙喀.
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华勇1’2李亚萍2王秦生2蒋登高1 (1.郑州大学化工学院郑州450052)(2.郑州工业高等专科学校郑州450007)
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(1.Z托rlg勘“‰沁您妙,Zk,lg才眦450052,吼iM)
*河南省科技攻关项目(1999k430023),豫科鉴委字[2001]第314号
万 方数据
22
金刚石与磨料磨具工程
总第141期
边。针对上述情况,我们选择了以双马来酰亚胺为活 性端基的低分子化合物,通过加入烯丙基、环氧基等化 合物对双马来酰亚胺热固性树脂的改性合成,研制出 了一种新型增韧的双马来酰亚胺热固性树脂(t— BMI),其特点是:耐热温度较高,有较好的流动性和韧 性,成型工艺性能稳定,技术指标见表1。
表1 项目
从表2可以看到:经过改性的t—BMI热压温度降 低了20—50℃,而且加热的流动性好,对磨料润湿粘合 能力强,工艺参数可按金刚石酚醛树脂磨具的生产工 艺执行,给加工带来了极大的方便。
3磨削试验
将研制的t—BMI金刚石砂轮与国产酚醛树脂金 刚石砂轮分别在直边机和斜边机上作磨削对比试验。 3.1斜边机磨削试验 设备型号:8头配置斜边机(BM8320P) 工件材质:5H蚰银镜玻璃 加工要求:直边斜面,斜边角度15。,宽20mm, 砂轮规格:①150×22×10 砂轮转速:2800r/rnin 磨削对比结果见表3。
2004年6月
总第14l期第3期
Di帅nd&№ives
金刚石与磨料磨具工程
En舀neering
June.2004 Sedal.14l No.3
文章编号:1006—852X12004)03—0021一02
精磨玻璃t—BMI金刚石砂轮的研究“
RESEARCH oN ToUGl|匝NED BISA僵A I,En御回lE RESIN BoNDED DLU垤OND
的锋利程度,保证人们的使用安全,并获得良好的视觉 效果。平板玻璃的棱边可根据装饰要求加工成平直 边、圆边、c形边或斜边等多种形状,这类加工通常是 在专用玻璃磨边设备上经多道工序一次性完成的,在 这种生产线上,平板玻璃经过粗磨、半精磨、精磨、抛光 等工序连续磨削,分别由金刚石金属砂轮、金刚石树脂 砂轮、普通磨料抛光砂轮等加工完成。随着玻璃磨边 机系列设备的国产化,与其配套的系列磨轮的国产化 的需求也日益迫切。目前,我国用于粗加工工序的金 属结合剂金刚石砂轮由于其性价比的竞争优势,已占 据了国内的主要市场。但用予半精磨和精磨的金剐石 树脂砂轮仍以进口为主。国产金刚石树脂轮多以酚醛 为主,其主要不足是耐热温度不高,砂轮寿命短,树脂
1结合剂制备
目前,国内金刚石树脂轮常用的结合剂主要为酚 醛树脂和聚酰亚胺类树脂。酚醛树脂在使用过程中存 在许多不足,如耐热温度不高,有部分金刚石未充分发 挥作用而过早脱落;磨粒利用率低,表现为砂轮不耐 磨,寿命短。聚酰亚胺金刚石树脂轮其耐磨性和磨削 效率均优于传统的酚醛树脂,但这类树脂成型温度太 高造成加工困难,树脂的流动性差,对磨料润湿粘合性 不好,工艺操作性能不稳定,同时由于交联密度过高, 树脂性能脆,当用于玻璃磨边时,有时会造成玻璃崩
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表2参数对比
4结论
(1)通过改性增韧的双马来酰亚胺树脂,具有易 (下转第27页)
万 方数据
第3期
与评价[J].工具技术,2000(12).
魏源迁等:论生态加工液与零排放生产
27
[39]张书桥.干式切削加工技术及应用[J].工具技术,2002(2). [40]邓定瀛,陈世平.干式切削加工技术的现状与未来[J].机械设 计与制造工程,2002(4). [41]侯滨,陈波水,方建华.关于绿色切削液研究开发的几点思考[J] .润滑与密封,2002(4). +[42]贾晓鸣,王宝中,冯喜京.绿色切削加工技术分析[J].润滑与密 封,2002(6). [43]谭显春,刘飞,曹华军,李智勇.面向绿色制造的切削液综合选择 模型及其应用实例[J].工具技术,2002(9). [44]赵振保.切削液:功能、类型及发展方向[J].山西煤炭管理干部 学院学报.2003(1). [45]江志刚,张华,潭显春,杨勇,王立华.切削液系统的绿色特性分 析及优化策略[J].工具技术,2003(5). [46]刘超.我国绿色切削液的研究现状[J].机械,2003(s1). [47]裴宏杰,张春哗,王贵成.绿色机械加工中切削液优选的基本途 径[J].组合机床与自动化加工技术,2003(7).
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[27]马祖军,代颖.千切削加工及其措施[J].制造技术与机床,200l
(1).
[28]高航,王继先.切削加工冷却方法的现状与发展[J].机械,200】