1=SimHei关键词激光修整；金刚石砂轮；树脂结合剂；黄铜结合剂中分类号1665文献标识码金刚石和立方氮化硼，砂轮统称为超硬磨料砂轮。金刚石砂轮具有优异的磨削性能，抗磨损能力强，在工程陶瓷光学玻璃硬质合金等难加工材料的磨削加工中得到了广泛应用，尤其金属和树脂结合剂金刚石砂轮，其结合剂强度高把持力强，有利于提高磨削速度。但它具有极高的硬度，修整非常困难，在定程度上限制了金刚石砂轮的应用。采用普通砂轮磨削法游离磨料研磨法等机械方法修整金刚石砂轮时，存在修整效率低成本高操作环境恶劣，且昂贵的金刚石磨料损耗严重等明显缺点。

　　因而，各国学者竞相开展金刚石砂轮修锐技术的研究。鉴于研究对象是9025数控光学曲线磨床金刚石砂轮，要求在线修整时不得使用任何冷却液。本文着以1绍念刚石砂轮激光修惜新技术。

　　基金项目上海市重点科技项目资助021251原理激光加工具有高功率密度高注入速度高加工效率无工具损耗非接触易控制和无公害等特点1.利用光学系统把激光束聚焦成极小的光斑作用于砂轮面，理论上激光的功率密度达到108，贾咖可以在极短的时间内使砂轮局部面修整金刚石砂轮时，如果激光功率密度足够高，可以同时去除砂轮面的金刚石磨粒和结合剂材料，达到娜砂轮的目的。另方面，金丙柘磨料与结合剂材料的光学和热物理性能相差较大，利用激光可控制性好的特点，通过合理调整激光加工参数，可以选择性地去除砂轮面的结合剂材料，使金刚石磨粒具有定的突出高度，达到修锐砂轮的的。

　　与般激光加工中材料的去除过程类似，激光修整金刚石砂轮时，结合剂材料的去除过程也要经过激光照射和光能吸收光能转换和材料加热材利。

　　破坏或去除几个阶段。激光照射在砂轮面时，由于金刚石对激光的吸收率般0.0.3，黄铜和铸铁等金属结合剂对激光的实际吸收率可达0.7以上，树脂结合剂激光吸收率可达0.9以上所以砂轮结合剂要比金刚磨粒吸收更多的激光能此外，金刚石和结合剂材料在热物理性能方面的差别很大，金刚石的热导率为146界1.，分别是黄铜和树脂结合剂的3倍和350倍，其热扩散率是82分别是黄铜和树脂结合剂的倍和私幻低金刚石的熔点是3700，4000，对陡哂诮岷霞敛牧袭因此，可以通过拉制激光参数选抒性地上除砂轮面的结合剂材料。而不损伤金刚石磨粒。使砂轮面具有定的磨粒突出高度和容屑空间。

　　2试验本实验在上海华中雷鸥激光设备有限公司制造构，叩802数控，制，实现轴联动。在激光加工机上分别对黄铜和树脂结合剂金刚石砂轮进行激光修整试验。利用，100维数字显微镜观察激光作用前金刚砂轮农而的微观形貌。

　　激光扫描过程中若能量密度过大会引起结合剂过恪而削弱结合剂对磨料的把持能力，同时还会对金刚石产生不利影响；另方面，若能量密度过小则不能恪化结合剂，起不到修整的作用。因此，合理确激光修整金刚石砂轮的效果非常关键。设激光光斑直径为4，扫描速度为1迅，功率为户识，则单位扫描面积上的平均能量对于给定的结合布财料，根据上面的分析可知，必须在某个相应的范围内取值，即存在有上下限。激光功率扫描速度以及焦点高度影响激光光斑直出似终通过上式对修锐效果泣合产生影响。激光修锐砂轮时，激光束垂直作用于砂轮面，通过SIEMENS 802C数控系统控制砂轮的切向进给运动速度，用13000型。2激6器拧制激光输出功率，砂轮面离光束焦点的距闻为2.

　　3结合剂的去除模型在激光作用下，金刚石砂轮面结合剂材料破坏和去除机理1.对于黄铜结合剂而言，当材料面温度升到稍低于其蒸发温度时，固态金属首先熔化，继而出现气相，金属蒸气携液相起喷出。金属气化的时间较激光脉冲宽度短得多，金属气化6.激光仍然继续提供能量，而金4蒸气比固态金，吸收史多的激光能上这时金属被继续强烈加热，使照射区域的底部形成更强烈的金属喷射和飞派。激光作用停止后，部分，出的液相金属形成再结晶结合剂为高分子材料，无固定熔点，受热后软化或恪融，般温度超过350，就会发生碳化分解。在激光作用下，树脂结合剂面的局部温度远远超过其分解温度，树脂材料以气化形式被去除1化。

　　金属结合剂树脂结合剂4激光修锐后砂轮面微观形貌分析4.1树脂结合剂金刚石砂轮被修整的树脂结合剂金刚石砂轮是上海砂轮厂定舰柳腿，身笈故至。，1.4.形75，砂轮磨竭卮的面形貌2.金刚石砂轮金刚石磨粒的脱落破碎和磨耗。磨损后的砂轮面有效磨粒数减少，磨粒突出高度和容屑空间减少。这样的砂轮磨削加工时磨削温度和磨削力急剧上升，并引起振动，所以必须进行修锐。木文布输出功率5离尸焦+ 2，条件下，选择了5组实验参数进行金刚石砂轮激光修锐对比吹冰，作过修说的树脂结介剂金刚砂轮面的微观形貌3.中离焦量砂轮线速度轴向进给量分别用由34.选择合适的能1密度就可以使结合剂溶化定大小的容屑空间，使金刚石磨粒裸露高度增大而且毫无损失。当修锐参数选择不当时，修锐后砂轮面磨粒的裸露高度反而有所降低。用哈尔滨量具刃具厂生产的2205型面粗糙度测量仪测得树脂结合，金刚石砂轮磨损后的面峰点高度分布如14由可，曲线波峰波谷度差较小，明金刚石颗粒磨损较大或砂轮堵塞，以至磨粒裸露高度减少。砂轮磨粒进行高效磨削的合理裸露高度，与磨粒平均粒径的关系为3=30，0.42，另外，曲线很少有尖锐独立的峰点，明磨粒间填充着大量结合剂，没有足够的容屑空间，所以这时砂轮不具备磨削性能，必须进行修锐。磨粒裸露高度是评价砂轮修锐效果的个重要参数。由3修锐后砂轮面峰点高度分布5可以看出，曲线波峰波谷高度差增大，而且出现了大量独立的峰点，这说明经过激光修锐，砂轮面的磨粒裸露高度增大了，磨粒之间填充的结合剂被去除了，砂轮获得了定的容肩空间。通过对修锐后砂轮面3的观察叮以看到。3激光功率较人而进给速度较小时，因为单位时间内照射在单位面积上的激光能量较大，使砂轮面的结合齐嘛磨粒同时被破坏，砂轮形成较深的孔，当嗔分外金刚石肷粒被激光破坏其颜色变黑。经，射线能谱分析明发生了从金刚石到石墨结构的转变，这时破坏的金刚颗粒强度消火，仲砂轮，而工作磨粒数减少，恶化砂轮磨削性能。由此可，用激光对树脂结合剂砂轮进行修锐时存在个合适的修锐参数范围。

　　从5组金刚石砂轮修锐实验结果可以看出，采用第5组实验参数户=5贾，连续型激光束，内照射在单位面积上的激光能量较大，部分金刚石颗，磨削性能下，其他4组实验参数均能认得较理想的修锐效果。

　　4.2黄铜结合剂金刚石砂轮沆铜结合剂金刚石砂轮磨损后的面形貌如圈6，其相应的面峰点高度分布7.采用5组实验参数对黄铜结合剂金刚石砂轮修锐卮的由8可，用激光对黄铜结合剂砂轮进行修锐时样存在个合，的参数范在这个范，内。

　　激光修锐4以获得较好的效。果。而采用8现了烧焦的现象。砂轮磨削性能下降。其他4组实验参数修锐效果较好。8对应的修锐后黄铜结合剂金刚石砂轮面峰点高度分布9，曲线波峰波谷高度差增大且出现了大量独立的峰点。激光修锐后的砂轮面单颗金刚石磨粒形状完整，未产生损伤，且具有较大的磨粒突出高度和容屑空间。

　　5结语金刚石砂轮。1有卓越的磨削性能。抗磨损能力远远超过普通磨料砂轮，但是金刚石砂轮在安装与使用钝化后的修整十分困难。激光修整技术为非接触加工，尤修整，几的磨损，热作用区域小。实验证明，通过合理选择激光修锐参数范围可以获得较好采集与计算机像处理的砂轮形貌尺寸在线检测技术以及基于曲面法向跟踪砂轮进给控制技术相结合，使得河19025数控光学曲线磨床朝着加工检测处理控制体化方向发展，能够实现智能化。

　　王家金。激光加工技术肘。北京中国计量出版社，康仁科，史兴宽，任敬心，等。激光修整金则石砂轮的朱峰，陈日曜，黄奇葵，等。树脂结合剂砂轮面状态对磨削比的影响。1.华中理工大学学报。