大直径细粒度钎焊金刚石砂轮的制备及其磨削性能研究

摘要

近年来，随着钎焊金刚石工具制备工艺的发展，制备大直径细粒度钎焊金刚石砂轮并将其运用于高效、高精密磨削加硬质合金等硬脆性材料得到广泛的关注。目前，大直径细粒度钎焊金刚石砂轮的制备存在两大瓶颈：砂轮表面磨粒的等高性和分布均匀性。针对以上问题，本文设计了一套制备大直径细粒度钎焊金刚石砂轮的装备，同时通过高速磨削铝硅合金4032和硬质合金YG8对所制的大直径细粒度钎焊金刚石砂轮进行磨削性能研究。围绕上述的研究思路，本文的主要工作和结果归纳如下：
　　（1）涂覆机构由基体旋转机构、涂料机构和刮料机构组成，通过LabVIEW程序实现了各机构有效准确的控制。在砂轮的涂覆过程中，依据砂轮跳动对刮料片进行实时补偿运动控制，砂轮径向跳动为20μm。通过振动方法与砂轮旋转运动相结合将磨粒均匀撒落在砂轮表面上，将泰森多边形法运用于评价砂轮基体表面磨粒的分布均匀性Cv，并探究出最适的撒粉工艺参数。
　　（2）磨削实验结果研究表明，磨削两种材料时，磨削深度Ap对磨削力的影响都是最大。且磨削铝硅合金4032时砂轮线速度Vs对其磨削力的影响较大，主要是因为铝硅合金4032材料以塑性去除为主。磨削铝硅合金4032的磨削力比为2.6，而磨削硬质合金YG8的为4.7。
　　（3）磨削两种材料时，材料主要是以塑性去除为主，工件加工表面呈现明显的耕犁滑擦沟痕。且磨削铝硅合金4032时，材料表面析出的硬质点（Mg2Si）会以挖除、切断、破碎、保持完整等形式存在，工件表面由孔洞、光滑区、划痕和磨屑黏附构成。磨削铝硅合金4032时，工件表面粗糙度Ra在0.1μm～0.7μm；磨削硬质合金YG8时，工件表面粗糙度Ra在0.1μm～0.9μm。
　　（4）通过检测砂轮表面形貌，发现磨削两种材料时，砂轮表面金刚石主要是以完整、破碎、磨平、折断和脱落形式存在。磨削铝硅合金4032时，磨粒折断比例较大，而磨削硬质合金YG8时，磨粒主要以破碎和磨平为主。
　　（5）从实验结果可知，制备的大直径细粒度钎焊金刚石砂轮对铝硅合金4032和硬质合金YG8具有良好的磨削性能。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 钎焊金刚石工具技术

1.2 钎焊金刚石砂轮的发展趋势及存在问题

1.3 课题的研究思路及内容

第2章 大直径细粒度钎焊金刚石砂轮的设备搭建及其制备

2.1 大直径细粒度钎焊金刚石砂轮制备的总体方案

2.2 涂覆机构的设计

2.3 撒粉机构的设计

2.4 金刚石砂轮钎焊加热

2.5 本章小结

第3章 大直径细粒度钎焊金刚石砂轮性能评价条件与方案

3.1 实验材料及性能

3.2 平面磨削实验系统

3.3 磨削实验方案

3.4 磨削表面质量的检测

3.5 本章小结

第4章 大直径细粒度钎焊金刚石砂轮磨削性能研究

4.1 磨削力特征

4.2 磨削力比特征

4.3 磨削比能特征

4.4 工件的表面完整性

4.5 砂轮磨损

4.6 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文和研究成果