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随着现代科学技术的发展,各种复杂型面零件在生产中的应用越来越广泛,迫切需要发展高精度、高效率、低成本的成形磨削加工技术。在当前的生产中,主要使用树脂结合剂砂轮进行成形磨削加工,但砂轮磨损严重,工件的形状精度和尺寸精度都难以保证,而且砂轮的修整严重影响加工效率。由于金属结合剂砂轮具有结合强度高,耐磨性好的特性,所以开展金属结合剂成形磨削技术是实现难加工材料复杂型面零件精密、高效、量产化加工的有效途径。
本文针对金属结合剂砂轮成形磨削的工艺技术进行了探索研究,具体做了以下工作:
(1)结合实验不同阶段的需要,提出了金属结合剂砂轮的成形修整采用电火花修形和电解修锐相结合的新思想方法,分析了加工实验过程和影响作用因素,对金属结合剂砂轮的成形修整具有指导意义;
(2)通过K40UF硬质合金材料的精密成形磨削实验,摸索成形磨削的工艺规律,总结成形砂轮的磨损规律,形成了初步的成形砂轮磨损机理;
(3)建立砂轮主轴的振动系统模型,分析了主轴振动对成形磨削的影响;另外,对电火花修形砂轮表面生成的硬质层和电解修锐砂轮表面的饨化膜在成形磨削中的作用机理进行分析;
(4)基于分层制造技术原理,对电火花修形中石墨电极的损耗进行补偿,推导出补偿公式,从理论上确保了砂轮的精密、高效修整;
(5)通过对电解修锐过程中阴、阳两极间隙区域的电场分布进行分析,采用cosθ法思想进行阴极优化设计研究。
通过以上研究工作,解决了金属结合剂砂轮成形修整问题,得出了金属结合剂砂轮成形磨削加工机理及工艺的普遍规律,对复杂型面的零件加工具有指导意义。