杭州定制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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磨料力度的说明：在磨削过程中，金刚石砂轮磨料粒度的选择会直接影响超硬材料在磨削加工表面的质量与效率。所以在选择正确的磨料力度是必不可少的，所以在满足加工质量要求的前提下，尽量选择较粗的粒度，提高加工效率。粗磨时，可以选用120-150#粒度的磨料，精磨时可以选用180-240#粒度的磨料，超精磨时可以选用W40-W7粒度的微粉磨料。中磨料的浓度对超硬材料的磨削效果有一定的影响，浓度过高或过低都会造成磨料的过早脱落，使砂轮损耗费用增加，所以在选择磨料浓度的时候也是非常关键的一步。实验结果表明，粗磨时，可以选择较高的浓度，以增加单位面积内的有效磨粒数，提高加工效率+精磨时应选择较低的浓度。一般情况下，粗磨时磨料浓度可以选用100-150%，精磨时磨料浓度可以选用75-100%左右。较后一个结合剂的选择，导热性较好的金属结合剂对磨粒的结合力较大，适用于晶形比较完整的金刚石磨料，具有相对较高的磨削比。树脂结合剂对磨粒的结合力较弱，适用于脆性大、强度低的金刚石磨料。陶瓷结合剂性能介于上述二者之间。铸铁短纤维结合剂对磨粒的结合力高达50-100kg/mm2，抗拉强度高达15-30kg/mm2，比普通金属结合剂性能优越很多。由其制成的金刚石砂轮磨削加工工程陶瓷时，磨削比大约是树脂结合剂砂轮的4-5倍，适用于制作晶形完整的金刚石磨粒砂轮。

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控制技术的说明 金刚石砂轮由于其良好的磨削性能，广泛应用于各种高性能，硬脆材料的精密和超精密磨削加工中，但是由于金刚石砂轮自锐性差、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工件磨削表面质量，从而限制了金刚石砂轮的正常使用，为此必须进行经常修整。然而传统的机械修整方法存在修整时间长、难度大、效率低、精度不高等缺点。因此开发高效率、高精度的金刚石砂轮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。 压电陶瓷微位移驱动原理为基础，对精密驱动技术在气中连续放电辅助加工控制系统中的应用进行了研究。设计了一个包括单片机、压电陶瓷驱动电源、信号检测及处理电路以及步进电机驱动模块组成的气中连续放电辅助加工控制系统。 针对辅助修整的特殊要求，设计了相应的辅助加工用直流电源。实验的结果表明，该电源可为修整金属基金刚石砂轮和树脂基金刚石砂轮提供相应的加工电压及电流，基本上能满足加工要求。 金刚石砂轮气中放电辅助加工用控制系统实验的结果表明，该系统能根据加工时两电极间电压的变化自动寻找较佳放电间隙，并维持辅助加工中的连续放电，可应用于一些高硬度、难切削材料的辅助加工领域。

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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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电气设计的方法：由于空气的绝缘强度较高，故气中放电不同于一般的液中放电，试验研究发现，在气中放电的两极需瞬间接触才能产生放电，而由于金刚石磨轮试验中作为电极一极的工件圆定于机床称之为固定电极，而另一极则定在机床工作台上可随工作台移动称之为活动电极，所示，若活动电极与固定电极的接触完全由机床工作台控制，则由于活动电极至固定电极的距离未知，导致机床工作台的进给量未知，故只能靠肉眼观察两极是否接触，若未接触则继续进给活动电极，这样给加工带来了诸多负面影响，例如活动电极很容易由于气机床工作台的过冲而顶死工件、两极接触引弧产生放电后，活动电极不能即时回退至较佳放电间隙处，可能出现由于极间温度过高而出现的两极胶着现象，由丁于两极的接触与分开靠机床工作台进给与回退保证，一方面无法实现两极快速接触，引弧后快速回退至较佳放电间隙处的要求，另一方面机床工作台亦无法根据两极间放电状态自动进给或回退。由于采用机床工作台控制活动电极的诸多不利因素，考虑到机床控制土作台进给不确定微小位移量的不便，采取了在活动电极接触工件表而后即由步进电机驱动其回退至设定位置，之后改由压电陶瓷进行微位移补偿的方案。

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的回转方式说明 金刚石修整滚轮主要分为三种回转方式，一是连动型，二是制动型，三是驱动型，在这三种回转方式中，制动型和连动型加工面容易出现粗糙或者波纹，而且操作条件设定也非常的困难，所以在现在加工方式中，客户主要采用的是驱动型，这样可以考虑修整机构及考虑磨削性能，金刚石修整滚轮修整出来的砂轮工件精度和设定参数都是在使用过程中一种较好的回转方式。 由于阳极面积远小于阴极面积, 在加厚及增厚镀层时, 阳极易于钝化和被阳极泥渣覆盖。因此, 应准备一副备用阳极, 以便及时更换并清洗活化在用阳极。 上砂时应用一细棒在靠近阴模型上捣实金刚石, 以使金刚石与各点都能紧密接触, 使内型腔上的金刚石分布均匀, 不出现空白点。此外在上砂过程中还要用细棒搅动金刚石, 使滞留在里边的氢气泡及时排出。 电镀修整滚轮增厚镀层时, 应尽可能用高的电流密度, 以节约制造时间; 在到达快结束前1～ 2h, 让电流密度更大些,以使镀层表面粗糙, 这样能增强浇铸低熔合金与镀层的结合牢度。