6=SimSun塑性材料专用0磨削金属结合剂砂轮的研制北京工业大学机电学院H00022关圭亮范晋伟黄，东江磨削过程中砂轮电解修锐作用及生成钝化膜的效应，通过调整合金中各种成分的搭配比例，适量地增添氧化铁，使其有良好的电解成膜特性，优化出专用10磨削砂轮8扣181型。

　　磨削技术金属结合剂砂轮的研制文中采用还原铁粉铸铁粉辅以种金属添加剂作为配方，烧制出适合现有砂轮厂生产工艺条件的10磨削用金属结合剂砂轮。该砂轮只是针对般普通材料满足仙磨削要求的讪吧加砂轮，还不能完全满足塑性材料10精密镜面磨削加工中对砂轮的要求。被磨削材料的物理，化学，机械加工性等性能的不同，决定了其磨削特点和面成形机理的不同，磨削加工状态不同，因而对砂轮性能的要求也就+同。本文报极；有的研制验，通过合理地选用适量铁铜镍金属添加剂和氧化铁非金属添加剂，调整金属结合剂砂轮结合剂中主要成分铁铜的配比，优化结合剂中其它组分的配比，充分发挥各组分的*大作用和组分之间的协同效应，使砂轮磨削塑性材料的主要综合性能达到*佳，满足塑性材料精密超精密镜面磨削加。1的要求。

　　利用金结合剂砂轮导电和4电解的特性，在线电解的方法对砂轮面的结合剂材料进行去除，而磨粒本身不会被电解破坏，实现对砂轮面的修整。金属结合剂砂轮与电源正极相接做，极1电极做阴极，在砂轮和电极的间隙中通过具有电解成膜作用的磨削液，利用电解过程中解去除，从而逐渐露出崭新锋利的磨粒，形成对砂轮抑制砂轮的过度电解，使砂轮磨粒始终以锋利状态连续进行磨削加工。当砂轮面的磨粒磨损，钝化膜被工件材料刮擦去除后，电解过程继续进行，对砂轮面，新进行修整，整个过程重复进行，上述过程是个动态平衡的过程，既避免了砂轮过快消耗，又能自动保持砂轮面的磨削能力。在超精密磨削或光磨时，砂轮面生成的钝化膜具有定的厚度和弹性。1祥纳有脱落下来的料，成为种儿有良好柔性的研抛膜。精磨时，由于送给量小，钝化膜的厚度远大于磨料的出刃高度，使砂轮面磨料在磨削中不能直接与工件接触，钝化膜将代替砂轮参与真正的磨削过程。当电解作用被抑制的时候，容纳着游离态脱落磨料和滑动态脱落磨料的钝化膜对。1件面进行无压力的抛光和研磨。所以该种方法是种在金属结合，砂轮进行磨削加工的同时利用电解方法对砂轮进厅在线修锐，使砂轮农面磨粒获得恒定的突出量，保持稳定可控*佳的磨削状态，从而实现精密超精密磨削的加工技术，也是种将磨，研，抛合为体的复合式超精密镜面加工技术，其中磨粒主要是以无压力的滑动滚动和冲击的方式去除工件材料的，因此能够加工出纳米级粗糖度的超精密镜而庚而，塑性材料的磨削特点州性材料，如白钢磨！。钢1速钢各种合金超高强度钢等材料的*大特点是禚性和强度很高，延iingHouse.Allrightsreserved，httpwww.cnki.net展性较大。磨削时容易堵塞砂轮，磨肖彡度高，砂轮磨损大，工件面容易被烧伤，其磨削特点概括起来有以下点磨削力大，磨肖幅度高，加工面容易烧伤由于塑性材料钿性大，温度高强度高，所以磨削时晶格歪扭畸变大，塑性变形剧烈，因而变形抗力大。另外，由于磨粒容易磨钝，切削条件恶化，摩擦加剧，使扔削过秤中的切削力增大。股，位1枳因塑性材料的塑性变形力及摩擦力均较大，因而产生尺量的磨削热，1塑性材料的热导率却相对较低，使磨削区的切削热不易导出，造成磨削温度高。在很高的磨削温度作用下，容易产生磨削烧伤。

　　实践证明，有些材料如超高强度钢，铁合金等若不优化磨削参数，不严格控制磨削条件，即使以很小的磨削用量磨削，也极易产生磨削烧伤。

　　磨屑容易与砂轮面粘附，并使砂轮孔隙堵塞由于塑性材料韧性大，在定磨削温度接触压力和相对运动速度条件下，磨屑容易与磨粒产生化学系和作用，使磨屑粘附在砂轮面上，并堵塞砂轮孔隙，使砂轮失去切削作用，增大了砂轮与磨削面间的摩擦，造成磨削力大，磨削温度高，加工面质量恶化。

　　加工硬化趋势严重塑性材料具有良好的塑性和韧性，磨削时塑性变形区的晶格严重扭曲，强化系数大，使已加工面发生硬化。

　　工件面出现磨削划伤磨削划伤圮难加工材料精密磨削常的缺陷之。磨肖伤的形成因素复杂，影响因素较多，主要有砂轮工作面上有突出的磨粒，在未脱落前划伤加工面；在砂轮上脱落的磨粒碎屑，掉在砂轮与工件之间，使工件面划伤；冷却润滑液中混有磨粒碎属和磨屑等杂物，供液不足或冲洗能力不强等。

　　般磨削划伤容易为面粗糙度所覆盖。而在10超精密镜面磨削中，工件的面粗糙度非常小，这种缺陷不容忽视。

　　塑性材料口磨削专用砂轮的研制1.理沦及技求方案分祈针对塑性材料的塑性变形大从而导致磨削力大，磨削温度，加工面容易烧伤的特点，要求砂轮的硬度应大，忡结合剂对磨粒的把持力比较大，磨粒脱落得慢；砂轮的强度高，以便充分发挥磨粒的切削作用。

　　针对塑性材料磨削中磨屑容易粘附堵塞砂轮面引起磨削面烧伤这特点而砂轮的硬度不能过大，否则磨钝了的磨粒不能及时脱落，与工件加工面的摩擦力增大，磨削热增加，磨削温度增高，致侦磨。1熔化粘附砂轮。

　　综上所述，用于塑性材料00磨削的砂轮应具有较高的硬度和较强的电解修锐效应。

　　2.砂轮结合剂配方的试验研究砂轮选用铁铜镇合金结合剂砂轮，主要成分是铁粉铜粉和镇粉及其他添加剂。在结合剂中铁粉和铜粉的合理配比方面起提高结合剂整体强度，硬度和耐磨性能的作用，另方面还要使结合剂在0消1冲发生，速度的阳极溶解活化反应，达到修锐砂轮的目的，同时还要使砂轮面适时生成和维持适量厚度的氧化膜达到抑制砂轮过度电解损耗和精磨以及光磨阶段充当无压力研抛层作用的目的。镍粉能进步提高结合剂中铁铜合金的强度，硬度和耐磨性，其他的添加剂主要起进步提高结合剂的机械性能，降低韧性，增加润滑，减少砂轮堵塞的作用。因此，采用有铁铜镍及添加剂组成的金作为砂轮的结通过调整纽分之间的比例关系，改善砂轮结合剂的性能，以满足塑性材料01磨削对砂轮的要求。

　　2.1结合剂主要成分的选抒塑性材料10磨削砂轮对结合剂的要求是，首先结合剂必须是导电可电解蚀除的，以便在。磨削中实现电解修锐，其次由于是针对难加工材料的精密超精密镜面磨削加工，要求砂轮具有较高的硬度，强度和耐磨性，很好的形状保持性，并能够承受较大有很高的强度硬度和脆性，收缩率小，导热性好，有利于降低磨削温度防止烧伤，完全能满足塑性材料铁和铜作为砂轮结合剂的主要成分，但是要使砂轮结合剂的硬度强度和电解修锐效应达到适合塑性材料1410磨削加工的茶件，还必冲忡铁铜进行合理搭配十能得以实现泛获高砧度仉，度的结合剂，其中的铁粉含量要尽量大些，铜粉的含量相对小些，结合剂中铁铜的比例决定着结合剂的强度指标强度和硬度和电解成膜的速度及质量，铜快，砂轮损耗大。铁的含量决定着结合剂的强度和硬度和生成氧化膜的速度和质量，其含量越大，结合利越硬，电解越不存易，1成氧化膜的质！1越差22金属添加剂的选抒在铁基铜基钴基钨基合金中添加适量的银镜锡锌铅等金属添加，可以提高结合，的强度指标，改善热学性能及电解速度和成膜质量。恰当合理地选用金属添加剂能够使结合剂的性能得到改善。适应不同材料磨削特点的要求。根据铁基和铜基的特点，结合各种金属添加，的作甩我们选择镍作为塑性材料的磨削砂轮结六剂中的金属添加剂，因为适量镍加入铁铜合金后，能够对合金起因溶强化和弥散强化作用，镍弥散于合金中，使合金晶粒得到细化从而提高铁铜合金的强度指标和耐磨性。此外镍还能在定程度上浸润金刚石磨料，有利于提高结合剂对金刚石的结合强度。

　　2.3非金属添加剂的选择非金属添加剂布结合剂般不参与烧结反应，多以游离态存在于结合剂中，起润滑，造孔5提高脆性，减小砂轮堵塞的作用。因此我们选择能够提高结合剂脆性的氧化铁作为结合剂中的非金属添加剂。以减少砂轮的堵塞。

　　结合剂配方的确定遵循上述2的选择原则，结合己有通用型0磨肖轮的研制经验，通过大量的对比分析试验，确定出塑性村料的，用砂轮结合剂的*佳配方质量比实验室配方主要技术指标砂轮主要性能评定指标检测结果检测方法硬度此只150人洛氏硬度计强度KN万能电子试验机结合度1等压力研磨单位时间损耗量电解成膜性*大电解电流10*小电解电流2钝化膜生成周期6分钟阳极活化钝化曲线813，1型金属结合剂砂轮的磨削检测结果六实际应用效果采用上述塑性材料专用磨削砂轮和通用型1磨削砂轮，利用自行开发的，0精密镜面磨削工艺系统，在130型300毫米卧轴矩台平面通用型金属结合剂砂轮的磨削检测结果磨床上1975年生产的，由北京工具总厂机械修配厂制造对奥氏体不锈钢进行10精密镜面磨削对比实验，得到的样件检测结果如上。

　　通过对高速高精度数控车床主轴系统在化33咖1模块中建立维稳态温度场有限元分析模型，利热分析求解器卟算得到邰件热平衡时的温度场分布和温升，以及拟合得到主轴和箱体*高温升与转速曲线，得出如下结论热量通过部件间的热传导和对流向周扩，热流输入处的局部，度*纟请近热流输入的层面温度梯度明显，远离热流输入的层面温度变化均匀，这为设计散热结构提供了依据。

　　1轴高速运转时，溢皮场分佰相对轴线不对称。拟合得到的主轴和箱体*高温升与转速曲线可以你旧测主轴和箱体在主轴不同转速下的稳态谩随着主轴转速的增加，主轴和箱体的*高温升也增加，并且主轴转速越高，热误差占机床总误差1田维贤。机械制造中的热变形，武汉华中理工大学出版2郭策。高速高精度数数控车床主轴系统的温度场建模与仿真，制造业自动化，2003 3王国强。实用工程数值模拟技术及其在=38上的实践，西安西北工业大学出版社，2001上接第38页七结论通过对塑性材料磨削特点和砂轮结合剂成分祚1.磨削的作用机理的分析研究。经过大对比分析试验，研制出适合塑性材料，精密镜面磨削加工的专用磨肖砂轮8几5，1型。实验证实，磨削面粗糙度值比原通用型磨削砂轮降低了33，很好满足了塑性材料1精密镜面磨削加工的要求。

　　1关佳亮。10镜面磨削技术金属结合剂砂轮的研制。制造技术与机床。2001.3 2任敬心等编。难加工材料的磨削。国防工业出版社。1999.2 3王秦生主编。金刚石烧结制品。中国标准出版社。2000.