砂轮渗浸工艺及其磨削性能的实验研究

摘要

磨削是一种常用的机械表面加工方法，但在磨削过程中产生的磨削热，会增大砂轮磨损，引起工件的温升，甚至产生磨削烧伤和裂纹。为了降低磨削温度，通常采用浇注磨削液的方式进行冷却和润滑。但由于砂轮高速旋转，磨削液很难进入磨削区域，起不到有效的冷却和润滑效果。特别是一些干磨场合和一些磨削液供给不充分的磨削场合，由于磨削条件恶劣，磨削温度更高，会严重影响其磨削表面质量和砂轮寿命，而且干磨时产生大量的粉尘，会严重地污染环境。 利用砂轮渗浸原理，将含有冷却剂，润滑剂，抗粘附添加剂和固化剂等成分的渗浸剂渗入砂轮气孔中，使之固化，在砂轮孔隙形成一成润滑膜。在磨削过程中，润滑膜受磨削热作用后局部熔化，直接作用于磨削区，从而起到有效的冷却和润滑作用。可以有效地改善磨削条件，减小磨削力，降低磨削温度，抑制砂轮表面的金属粘附，延长砂轮寿命，避免零件磨削烧伤和裂纹，并减少干磨时的粉尘污染。 渗浸剂和渗浸工艺是影响渗浸砂轮磨削性能的两大关键因素。 本文首先介绍了渗浸剂中化学添加剂的作用机理，然后通过正交实验法找出了合适的渗浸剂配方，研制出的渗浸剂分散均匀，完全达到渗浸要求。 为了达到较好的磨削状态，本文采用的是真空压力渗浸法，自行设计并制造出了一套真空压力渗浸实验装置，分别对渗浸工艺中压力、渗浸时间和渗浸温度进行了参数优化，得出了最为合理的渗浸工艺。 其次研究了渗浸砂轮的磨削机理，通过对其微观结构以及磨削之后表面状况分析可知：渗浸砂轮孔隙内壁附有一层固化膜，在磨削过程中这层薄膜增强了结合剂对磨粒的把持能力，能使磨粒长时间保持锋利状态，并降低磨削力。和普通砂轮进行对比得出结论：渗浸砂轮可以有效的改善磨削状态，提高工件表面质量和砂轮使用寿命。 最后，对本文进行总结，并对下一步的工作进行展望。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第1章绪 论

1.1课题研究背景及意义

1.2渗浸砂轮简介

1.3渗浸机理

1.4国内外研究现状

1.5主要研究目标

1.6本章小结

第2章磨削加工机理

2.1磨具简介

2.1.1磨削加工简介

2.1.2磨料种类及其选择

2.1.3磨料粒度及其选择

2.1.4结合剂及其选择

2.1.5组织和浓度及其选择

2.1.6磨具硬度及其选择

2.1.7磨具强度

2.2精密磨削加工机理

2.2.1磨削过程

2.2.2磨削力

2.2.3磨削温度的基本概念

2.2.4影响磨削温度的主要因素

2.2.5磨削液的作用机理

2.3磨削质量控制

2.3.1磨削加工后的表面粗糙度

2.3.2磨削加工后的表面层金属力学性能

2.4本章小结

第3章“渗浸砂轮”中化学添加剂的作用机理

3.1引言

3.2表面活性剂

3.2.1表面活性剂的作用

3.3油性及极压添加剂的作用

3.4本章小结

第4章“渗浸砂轮”中化学添加剂优选的实验研究

4.1引言

4.2渗浸剂的形成与稳定

4.2.1渗浸剂的物理性质

4.2.2 OAV型渗浸剂的形成与稳定

4.3 H.L.B值的应用

4.4渗浸剂配方的实验方案

4.4.1正交实验设计方法简介

4.4.2配方设计

4.4.3试验数据记录

4.4.4试验数据处理及分析

4.5本章小结

第5章真空压力渗浸工艺及渗浸砂轮磨削机理研究

5.1真空压力渗浸装置简介

5.1.1砂轮真空压力渗浸原理

5.1.2真空压力渗浸实验台的开发

5.2真空压力渗浸工艺简介

5.3真空压力渗浸动力学特性研究

5.4渗浸工艺的实验研究

5.4.1试验设计

5.4.2试验数据记录

5.4.3试验数据处理及分析

5.5渗浸砂轮磨削机理分析

5.5.1对照实验

5.5.2磨削机理分析

5.6本章小结

第6章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致 谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果

化学浸渍砂轮现场试用情况介绍