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

摘要

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。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1国内外超精密加工技术的发展概况

1.1.1超精密加工技术的组成

1.1.2超精密加工实现的条件和基础

1.2超硬磨料砂轮修整技术发展概况

1.2.1电火花整形技术

1.2.2 ELID磨削技术

1.3 ELID磨削的研究现状及特点

1.4本文的研究背景及主要研究内容

第二章基于LabVIEW的数据采集系统建立

2.1引言

2.2 DAQ卡的主要性能和技术指标

2.3 LabVIEW采集程序流程

2.4数据采集软件界面及其程序

2.5本章小结

第三章铸铁结合剂金刚石砂轮电火花整形试验研究

3.1引言

3.2传统整形技术

3.3铸铁结合剂金刚石砂轮电火花整形原理

3.4铸铁结合剂金刚石砂轮电火花整形试验研究

3.4.1电火花整形试验系统及试验过程

3.4.2电火花整形装置

3.4.3放电参数的选择

3.4.4电火花极性效应及工作液

3.5电火花整形试验结果及分析

3.5.1基于实时监控的电火花整形试验

3.5.2放电间隙的控制及短路避免

3.5.3砂轮整形精度

3.6本章小结

第四章ELID磨削技术试验研究

4.1基于平面磨床的ELID系统配置

4.2 ELID磨削过程

4.3钝化膜状态及其表征

4.4 ELID精密镜面磨削实验系统

4.5实验步骤及方法

4.5.1电火花整形

4.5.2电解预修锐

4.5.3 ELID磨削

4.5.4 ELID磨削结果

4.6本章小结

第五章全文结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的主要论文

致谢