杭州优质陶瓷金刚石砂轮加工

化学性能的相关说明：树脂砂轮随着电子、机械、光学等行业的快速发展，对于单晶硅、不锈钢、硬质合金等硬脆材料的加工表面质量及加工效率提出了越来越高的要求。这些硬脆材料一般均由研、磨、抛加工完成，其中可实现高效率、超光滑表面加工的ELID超精密磨削方法受到了科研与企业界的广泛重视。目前ELID技术主要采用金属结合剂砂轮，但这种砂轮存在制作困难，成本昂贵，并且对于功能材料的洁净表面加工容易造成污染等诸多问题。针对这些问题，提出一种以炭、树脂为结合剂的陶瓷砂轮，这种砂轮具有制作简单、成本低，并且可以实现无污染、高效、高精度的镜面磨削加工。探讨树脂砂轮的ELID磨削加工机理、以及针对陶瓷砂轮的ELID磨削，研究新型的ELID磨削液，使磨削加工达到较优的效果是本文研究的重点。的电化学性能，可以得出结论：陶瓷砂轮具有良好的导电性能，并且通过电解作用后在表面产生一层钝化膜，为ELID技术的实现打下基础。磨削液作为磨削加工中的关键因素，从其防锈性能、冷却性能、润滑性能以及电解性能各方面综合分析，得出一种配方配比，能够很好的应用到ELID磨削加工中。磨削液的导电性在很大程度上决定着钝化膜的形成，采用BP神经网络和MATLAB联合仿真，建立磨削液导电率的预测模型，可以实现不同的磨削条件。采用研制的新型ELID磨削液进行了对不锈钢的磨削实验，通过对比实验结果，分别得到对于不锈钢粗加工和精加工的加工工艺，使加工效率和精度达到较优。

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数控加工的特点：1、CBN砂轮自动化程度高，具有很高的生产效率。除手工装夹毛坯外，其余全部加工过程都可由数控机床自动完成。若配合自动装卸手段，则是无人控制工厂的基本组成环节。数控加工减轻了操作者的劳动强度，改善了劳动条件；省去了划线、多次装夹定位、检测等工序及其辅助操作，有效地提高了生产效率。2、对加工对象的适应性强。改变加工对象时，除了更换刀具和解决毛坯装夹方式外，只需重新编程即可，不需要作其他任何复杂的调整，从而缩短了生产准备周期。3、加工精度高，质量稳定。加工尺寸精度在0.005～0　.01 mm　之间，不受零件复杂程度的影响。由于大部分操作都由机器自动完成，因而消除了人为误差，提高了批量零件尺寸的一致性，同时精密控制的机床上还采用了位置检测装置，更加提高了数控加工的精度。4、CBN砂轮易于建立与计算机间的通信联络，容易实现群控。由于机床采用数字信息控制，易于与计算机辅助设计系统连接，形成CAD/CAM一体化系统，并且可以建立各机床间的联系，容易实现群控。

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结合剂起粘结磨料的作用：常用的是陶瓷结合剂，其次是树脂结合剂。结合剂选料不同，影响砂轮的耐蚀性、强度、耐热性和韧性等。磨粒粘结愈牢，就愈不容易从砂轮上掉下来，就称砂轮的硬度，即砂轮的硬度是指砂轮表面的磨粒在外力作用下脱落的难易程度。容易脱落称为软，反之称为硬。砂轮的硬度与磨料的硬度是两个不同的概念。被磨削工件的表面较软，磨粒的刃口（棱角）就不易磨损，这样磨粒使用的时间可以长些，也就是说可选粘接牢固些的砂轮（硬度较高的砂轮）。反之，硬度低的砂轮适合磨削硬度高的工件。砂轮在高速条件下工作，为了保证安全，在安装前应进行检查，不应有裂纹等缺陷；为了使砂轮工作平稳，使用前应进行动平衡试验。 砂轮工作一定时间后，其表面空隙会被磨屑堵塞，磨料的锐角会磨钝，原有的几何形状会失真。因此必须修整以恢复切削能力和正确的几何形状。

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粒度和浓度的说明：我们通常都认为机床本身并不是能够达到高精度磨削加工的其中的方法，其中金刚石砂轮和粒度、金刚石砂轮修整系统、软件系统、操作员的智能等等一系列因素都对高精度产品的加工生产都起着非常关键的作用。曾经有人采用一个254mm直径的SLA金刚石砂轮，对其以14000 r/min的转速和186m/s的表面线速度运行时的情况进行了研究。研究结果表明，随着磨削时间的增加，上裸露的磨粒增多，那么磨损面扩大，就会出现连续的微粒磨钝现象，磨削温度和磨削力度也随之上升，不过这病没有磨粒碎裂或者脱落的情况发生。之后机械工程师们还试图了解进给量和速度会如何去影响SLA金刚石砂轮的磨损，从而找到由于平面区域磨损增加进而所造成的潜热损坏的模式，也有效地预测可有效调节生产工艺的变量。总的来说，要想获取足够的信息来预测金刚石砂轮的切削参数，那么就要求金刚石砂轮磨粒的形状和尺寸必须都是规则的。假如用户知道金刚石砂轮的显微结构图，那么金刚石砂轮的表面也同样是一致的，那么就可以对切削变量进行编程，以补偿金刚石砂轮的磨损参数。

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磨具按其原料来源分，有天然磨具和人造磨具两类。机械工业中常用的天然磨具只有油石。人造磨具按基本形状和结构特征区分，有砂轮、磨头、油石，砂瓦(以上统称固结磨具)和涂附磨具五类。此外，习惯上也把研磨剂列为磨具的一类。按所用磨料的不同，可分为普通磨料固结磨具和超硬磨料固结磨具。前者用刚玉和碳化硅等普通磨料，后者用金刚石和立方氮化硼等超硬磨料制成。此外，还有一些特殊品种，如烧结刚玉磨具等。普通磨料固结磨具是由结合剂将普通磨料固结成一定形状，并具有一定强度的磨具。一般由磨料、结合剂和气孔构成，这三部分常称为固结磨具的三要素。磨料在磨具中起切削作用。结合剂是把松散的磨料固结成磨具的材料，有无机的和有机的两类。无机结合剂有陶瓷、菱苦土和硅酸钠等；有机的有树脂、橡胶和虫胶等。其中较常用的是陶瓷、树脂和橡胶结合剂。气孔在磨削时对磨屑起容屑和排屑作用，并可容纳冷却液，有助于磨削热量的散逸。为满足某些特殊加工要求，气孔内还可以浸渍某些填充剂，如硫黄和石蜡等，以改善磨具的使用性能。这种填充剂，也被称为磨具的第四要素。表示普通磨料固结磨具特征的项目有：形状、尺寸磨料、粒度、硬度、组织和结合剂。磨具硬度是指磨粒在外力作用下，从磨具表面脱落的难易程度，它反映了结合剂把持磨粒的强度。磨具的硬度主要取决于结合剂加入量的多少和磨具的密度，磨粒容易脱落的表示磨具硬度低；反之，表示硬度高。硬度的等级一般分为超软、软、中软、中、中硬、硬和超硬七大级，从这些等级中还可再细分出若干小级。测定磨具硬度的方法，较常用的有手锥法、机械锥法、洛氏硬度计测定法和喷砂硬度计测定法

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磨削工件表面波纹的说明：CBN砂轮平面磨削时，工件表面出现等距离分布直形波纹，则表明磨头系统刚度差和存在着强迫振动。其振源主要来自砂轮或电动机的不平衡。因此，应检查磨头主轴轴承间隙是否过大；磨头电动机转子是否存在不平衡和转子与定子之间的间隙的均匀性；磨头架塞铁间隙是否过大或接触不良；砂轮是否存丰不平衡问题以及是否有外界振源引起磨床振动等。因此，应根据检查的结果采取相应的技术措施。如调整好主轴轴承间隙、电动机定子与转子间的间隙；对配合滑动面进行修刮、调整好塞铁间隙，保持其工作精度和增强刚性；平衡电动机的转子及砂轮；选用较软且硬度均匀的砂轮并进行精细修整，修整时将金刚石安装在工作台面上，以减小砂轮不平衡量的不良影响；此外，还应检查并解决砂轮法兰盘锥孔与主轴接触不良以及可能存在的外界振源问题。工件表面如出现两边单条形波纹或一边单条形波纹，说明工作台换向时产生冲击，而使磨床的立柱摇晃。当工作台换向后，工件再次进入磨削，此时立柱正在晃动，因而工件的两边或一边出现单条波纹的缺陷。故应调整工作台换向撞块的位置，使之适当；调整工作台换向节流阀螺钉，减小工作台换向冲击。此外，应注意消除液压系统的振动与爬行。CBN砂轮磨削平面时如出现菱形波纹，原因也是振动。由于砂轮每分钟转数与工作台每分钟行程次数之比，多数情况下不是整数，因此出现菱形波纹比出现等距分布的直波纹的机会要多。故应提高磨头系统刚度，适当减小垂直进给量，并调整工作台换向时间，使其符合：工作台换向时间/砂轮每转时间=整数，以消除菱形波纹。