邹峰[1]2003年在《金属结合剂金刚石成形砂轮电解修整阴极设计的研究》文中提出光学玻璃、陶瓷、半导体及人工晶体等高性能硬脆材料具有复杂型面的零件在航空航天、光学、电子、汽车及军用武器装备等领域有着重要的应用,而且要求零件具备较高的表面精度和粗糙度。采用金属结合剂金刚石成形砂轮在线电解磨削可以实现硬脆材料复杂型面零件的精密、超精密加工,并能极大地提高加工效率。其中,金刚石砂轮修整阴极的形状精度和尺寸精度决定成形砂轮的精度,进而影响复杂型面零件的表面精度和粗糙度,所以,开展金属结合剂金刚石成形砂轮的电解修整的阴极设计,对于复杂型面零件的超精密磨削加工就有着重要的意义。本文首先对电解修整过程中阴、阳极两极间隙区域的电场分布进行分析,建立电场分布的数学模型,推导用法和有限元法进行阴极设计的方法和过程,并提出一种采用ANSYS软件验证设计结果正确性和准确性的验证思想。分别采用法和有限元法对汽车发动机摇臂陶瓷镶块成形磨削砂轮电解修整阴极进行设计,经对比分析及验证可知,有限元法比法的设计精度更高,因此,对于以去除余量为主且精度要求不高的陶瓷镶块加工,可以采用法进行阴极设计修整成形砂轮。对于陶瓷镶块的精密加工过程中,成形砂轮修整精度要求较高的情况下,采用有限元法设计的阴极更为精确,加工的镶块更为精密。论文基于电解修整过程中间隙电场分布的数学模型,分析了成形砂轮廓形曲率、修整电压、电解液的电导率、电流密度及电流效率等修整参数对设计阴极形状的影响,以便设计出更准确、更精确的阴极形状,达到精密、高效修整成形砂轮的目的。最后,本文采用复杂型面零件的电解加工实验来模拟阴极设计实验,研究结果表明:采用有限元法设计的阳极形状与实验结果测得的阳极形状基本吻合,从而说明了采用有限元方法设计成形砂轮的电解修整阴极形状是可行的、准确的。采用有限元方法对成形砂轮的电解修整阴极进行设计,不仅更能确切地反映电场分布对成形规律的影响,使计算的收敛性得到改善,使计算结果更为精密,而且提供了一种计算机辅助阴极设计方法,为复杂型面零件的精密、超精密磨削加工和精密电解加工开辟了更为广阔的应用前景。
华瑾海[2]2005年在《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》文中提出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。
黎文[3]2013年在《金属结合剂金刚石微粉砂轮的电火花修整工艺实验研究》文中研究表明本文主要对电火花修整金属结合剂金刚石微粉砂轮进行了工艺研究，普通修整方法对金属结合剂砂轮的修整很困难，在这样的背景下，开始对金属结合剂微粉砂轮的电火花修整进行研究，电火花修整是将特种加工应用到砂轮修整的领域。本文主要研究内容如下：(1)介绍了放电加工的过程及其机理，对影响电火花腐蚀的一些因素进行了分析，并对各因素影响放电腐蚀的原理进行了解释。从电火花加工原理入手，对现有的放电修整砂轮方法及其原理进行了描述。(2)针对本次电火花修整金属结合剂微粉砂轮的实验进行了方案设计，对所用到的仪器设备简要介绍。对实验操作步骤和实验方案进行了详细阐述，对所用到的实验装置进行了设计。(3)对实验所得数据进行了分析处理，分析了ELID911电源参数（脉冲电压、脉冲峰值电流、脉冲占空比）对放电间隙的影响，分析了电源参数对电火花整形效率的规律，分析了电源参数对砂轮表面形貌的影响。(4)最后对实验所得砂轮进行磨削试验，对试件表面质量进行测量，分析验证了电火花修整方法的有效性。实验结果表明，增加脉冲电压电火花放电间隙增大，增大脉冲占空比放电间隙增大，而增大脉冲峰值电流对放电间隙的影响不大；得出了单独增大脉冲电压或脉冲占空比或脉冲峰值电流都可以加快蚀除速度，提高效率，但增大脉冲占空比对整形速度的影响要比增加脉冲电压、电流的的影响要大的多；增大脉冲占空比或脉冲峰值电流或脉冲电压都会使得砂轮表面形貌质量变差，而增大脉冲占空比的影响要比增大电流、电压要明显。根据实验结果，认为在砂轮进行粗修时，采用大的电源参数以增加整形速度，在砂轮进行精修时，采用小的电源参数以改善砂轮的表面形貌。
沈湘[4]2017年在《金属基砂轮电火花在机修整装置及修整实验研究》文中研究表明金属基金刚石砂轮在硬脆难加工材料的精密和超精密磨削、高速高效磨削中具有十分广泛的应用和前景。但金属基超硬砂轮也存在易堵塞、自锐性差等缺点,在磨削加工过程中,砂轮由于磨削力的作用和高温的影响,金刚石磨料会逐渐钝化,容屑空间也会逐渐慢慢减少,砂轮的工作外圆轮廓也会因为不均匀磨损而逐渐失去其原有的几何形状和精度,从而导致加工效率和加工精度变低,砂轮磨削性能会大打折扣,所以经过一定时间和一定量的磨削加工之后必须对金属基金刚石砂轮进行修整。电火花修整技术作为一种有别于传统机械修整的非接触修整技术,具有修整过程中没有接触力存在、修整效率高、成本低、容易实现等优点。本文针对现有的金属基砂轮电火花修整只能离线修整,开发了电火花在机修整装置,同时进行了相关的试验研究,主要研究内容如下:(1)结合电火花修整的机理,设计了一套金属基砂轮电火花在机修整装置,CNC控制正交布置的XYZ叁轴进行联动,电极安装在Z轴输出端,可实现复杂轮廓的成形砂轮修整的自动控制。实现砂轮一次安装,同时进行磨削与修整,提高金刚石砂轮的修整效率和修整精度。(2)对电火花修整的砂轮表面磨粒形貌进行了实验研究,分析了放电电压、峰值电流和脉冲宽度等电火花放电修整参数对砂轮表面磨粒分布密度和磨粒凸出高度的影响规律。(3)将粒子群优化算法(PSO)应用于电火花修整参数的优化,建立了砂轮修整后磨粒分布密度和磨粒凸出高度的优化目标函数。用较少的实验数据对电火花修整参数进行优化,用优化参数进行砂轮修整实验,砂轮的修整效果较好。
参考文献：
[1]. 金属结合剂金刚石成形砂轮电解修整阴极设计的研究[D]. 邹峰. 天津大学. 2003
[2]. 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[D]. 华瑾海. 天津大学. 2005
[3]. 金属结合剂金刚石微粉砂轮的电火花修整工艺实验研究[D]. 黎文. 湖南大学. 2013
[4]. 金属基砂轮电火花在机修整装置及修整实验研究[D]. 沈湘. 湖南大学. 2017
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