精密与超精密磨削技术.doc

《精密与超精密磨削技术.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、精密与超精密磨削技术一、精密与超精密磨削技术国内外都采用超精密磨削、精密修整、微细磨料磨具进行亚微米级以下切深磨削研究,以获得亚微米级尺寸精度。微细磨料磨削，用于超精密镜而磨削树脂结合剂砂轮金刚石磨粒平均直径可小至4um.廿木用激光研磨过人造单晶金刚石上切出大量等高性一致微小切刃,对硬脆材料进行精密磨削加工，效果很好。超硬材料微粉砂轮超精密磨削主要用于磨削难加工材料，精度可达0.025um。口本开发了电解线修整（ELID）超精密镜面磨削技术，使得用超细微（或超微粉）超硬磨料制造砂轮成为E能,可实现硬脆材料高精度、高效率超精密磨削。作平面

2、研磨运动双端面精密磨削技术，其加工精度、切除率都比研磨高得多，且可获得很高平面度，工具模具制造，磨削保证产品精度质量最后-•道工序。技术关键除磨床本身外、磨削工艺也起决定性作用。磨削脆性材料时，由于材料木身物理特性，切屑形成多为脆性断裂,磨剂后表面比较粗糙。某些应用场合如光学元件，这样粗糙表面必须进行抛光，它虽能改善工件表面粗糙度，但由于很难控制形状精度，抛光后经常会降低。为了解决这一矛盾，80年代末廿本欧美众多公司研究机构相继推I门I了两种新磨削工艺：型性磨削（DuctileGrinding)镜面磨削(MirrorGrinding)。

3、1.塑性磨削它主要针对脆性材料而言,其命名来源出日该种工艺切屑形成机理，即磨削脆性材料时，切屑形成与型性材料相似，切屑通过剪切形式被磨粒从基体上切除下来。所以这种磨削方式有时也被称为剪切磨削（ShereModeGrindins）。由此磨削后表面没有微裂级形成，也没有脆必剥落时元规则凹凸不平，表面呈有规则纹理。塑性磨削机理至今不十分清楚切屑形成由脆断向逆性剪切转变为型断，这一切削深度被称为临界切削深度，它与工件材料特性磨粒几何形状有关。一般来说，临界切削深度100um以下，因而这种磨削方法也被称为纳米磨削（Nanogrinding）。根据

4、这一理论，有些人提出了一种观点，即规性磨削要靠特殊磨床来实现。这种特殊磨床必须满足如下要求：（1）极高定位精度运动精度。以免因磨粒切削深度超过lOOumHj,导致转变为脆性磨削。（2）极高刚性。因为塑性磨削切削力远超过脆性磨削水平，机床刚性太低，会因切削力引起变形而破坏塑性切屑形成条件。2.镜面磨削顾名思义，它关心不切屑形成机理而磨削后工件表面特性。当磨削后工件表面反射光能力达到一定程度时，该磨削过程被称为镜面磨削。镜而磨削工件材料不局限于脆性材料，它也包括金属材料如钢、铝钳等。为了能实现镜面磨削，LI本东京大学理化研究所Nakagaw

5、aOhmori教授发明了电解线修整磨削法ELID（ElectrolyticIn-ProcessDressing）。镜面磨削基本出发点：要达到境面，必须使用尽可能小磨粒粒度，比如说粒度2um乃至0.2umoELID发明之前，微粒度砂轮工业上应用很少，原因微粒度砂轮极易堵塞，砂轮必须经常进行修整，修整砂轮辅助时间往往超过了磨削工作时间。ELTD首次解决了仅用微粒度砂轮时，修整与磨削时间上矛盾，从而为微粒度砂轮工业应用创造条件。ELID(ElectrolyticIn-ProcessDressing)磨削磨削过程，利用非线性电解•修整作用金属结

6、合剂超硬磨料砂轮表层氧化物绝缘层对电解抑制作用动态平衡,对砂轮进行连续修锐修整，使砂轮磨粒获得恒定突出量，从而实现稳定、可控、最佳磨削过程，它适用于硬脆材料进行超精密镜面磨削。ELID磨削技术以其效率高、精度高、表面质量好、加工装置简单及加工适应性广等特点，日本己较广泛用于电子、机械、光学、仪表、汽车等领域。ELID磨削原理金属结合剂超硬磨料砂轮与电源正极相接做阳极，工具电极做阴极，砂轮电极间隙通过电解磨削液，利用电解过程阳极溶解效应，对砂轮表层金属基体进行电解去除，从而逐渐露出崭新锋利磨粒，形成对砂轮修整作用：同时形成一层钝化膜附着于

7、砂轮表面，抑制砂轮过度电解，从而使砂轮始终以最佳磨削状态连续进行磨削加工。所以该技术将砂轮修整与磨削过程结合一起，利用金属基砂轮进行磨削加工同时利用电解方法对砂轮进行修整，从而实现对硬脆材料连续超精密镜面磨削。ELTD镜面磨削过程可分为准备阶段、电解预修锐阶段、线电解修整动态磨削阶段光磨阶段。准备阶段主要对砂轮进行动平衡精密整形，减小砂轮圆度圆柱度误差：预修说阶段使砂轮获得适当出刃高度合理容屑空间，并形成一层钝化膜：动态磨削阶段形成加工表面：光磨阶段则进一步提高表面质量。ELID磨削去除材料机理与其他镜面加工有所不同。通常航面加工通过磨

8、削、研磨抛光来获得。研磨抛光以柔性研磨盘把磨料压材料表面并产生相对运动，磨料借助研磨盘压力以滚动方式使材料破碎，以滑动滚动方式去除破碎后材料。而ELID磨削，一方面由于磨粒固着结合剂，对于单颗粒固着磨粒而言