超高速陶瓷CBN砂輪關(guān)鍵技術(shù)及其磨削特性研究中文摘要

國(guó)內(nèi)對(duì)超高速陶瓷CBN砂輪磨削技術(shù)的研究尚處于起步階段，其磨削特性與加工機(jī)理的研究幾乎是空白。本項(xiàng)目基于申請(qǐng)者已經(jīng)取得的超高速磨削與電鍍CBN砂輪研究成果，進(jìn)行集表面創(chuàng)成、工件表面創(chuàng)成、砂輪磨損與修整為一體的陶瓷CBN砂輪超高速磨削計(jì)算機(jī)仿真與實(shí)驗(yàn)研究；通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真與實(shí)驗(yàn)，研究超高速陶瓷CBN砂輪磨削加工的材料去除機(jī)理和加工特性，獲取合理的磨削加工工藝參數(shù)；研究超高速陶瓷CBN砂輪的磨損機(jī)制、砂輪磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及修整參數(shù)的優(yōu)化；確定超高速陶瓷CBN砂輪實(shí)現(xiàn)脆性材料（陶瓷、硅片等）延性域加工的材料去除機(jī)制轉(zhuǎn)變的臨界條件，并建立典型材料工件表面質(zhì)量的預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)體系；在理論研究的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)具有實(shí)用價(jià)值的高性能超高速陶瓷CBN砂輪。本項(xiàng)目的研究將會(huì)推進(jìn)我國(guó)超高速陶瓷CBN砂輪磨削技術(shù)的發(fā)展，縮小與國(guó)外同行的差距，打破技術(shù)壟斷，為我國(guó)難加工材料特別是超硬材料及脆性材料的加工提供技術(shù)參考。

國(guó)內(nèi)對(duì)超高速陶瓷CBN砂輪磨削技術(shù)的研究尚處于起步階段，其磨削特性與加工機(jī)理的研究幾乎是空白。本項(xiàng)目基于申請(qǐng)者已經(jīng)取得的超高速磨削與電鍍CBN砂輪研究成果，進(jìn)行集表面創(chuàng)成、工件表面創(chuàng)成、砂輪磨損與修整為一體的陶瓷CBN砂輪超高速磨削計(jì)算機(jī)仿真與實(shí)驗(yàn)研究；通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真與實(shí)驗(yàn)，研究超高速陶瓷CBN砂輪磨削加工的材料去除機(jī)理和加工特性，獲取合理的磨削加工工藝參數(shù)；研究超高速陶瓷CBN砂輪的磨損機(jī)制、砂輪磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及修整參數(shù)的優(yōu)化；確定超高速陶瓷CBN砂輪實(shí)現(xiàn)脆性材料（陶瓷、硅片等）“延性域”加工的材料去除機(jī)制轉(zhuǎn)變的臨界條件，并建立典型材料工件表面質(zhì)量的研究和評(píng)價(jià)體系；在理論研究的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)具有實(shí)用價(jià)值的高性能超高速陶瓷CBN砂輪。針對(duì)超高速陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪關(guān)鍵技術(shù)，將傳統(tǒng)的砂輪制備工藝與納米復(fù)合材料技術(shù)相結(jié)合，制備出了具有優(yōu)越性能的超高速納米陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪。同時(shí)綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)、超高速磨削加工等一系列先進(jìn)技術(shù)，在理論分析基礎(chǔ)上，通過(guò)仿真優(yōu)化與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，揭示了超高速陶瓷CBN砂輪的磨削加工機(jī)理與特性，探究了陶瓷CBN砂輪延性域磨削特性，研究了超高速納米陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的磨損狀態(tài)與特性，同時(shí)為超高速納米陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的制備及應(yīng)用提供了理論與技術(shù)支持。本項(xiàng)目的研究將會(huì)推進(jìn)我國(guó)超高速陶瓷CBN砂輪磨削技術(shù)的發(fā)展，縮小與國(guó)外同行的差距，打破技術(shù)壟斷，為我國(guó)難加工材料特別是超硬材料及脆性材料的加工提供技術(shù)參考。 2100433B

本課題通過(guò)超高速磨削試驗(yàn)及理論分析對(duì)典型金屬材料超高速下的變形地為和磨削表現(xiàn)進(jìn)行了研究。探討了超高速?zèng)_擊成屑和表面創(chuàng)成機(jī)理，提出了磨削參數(shù)與材料應(yīng)變率及磨削輸出的理論聯(lián)系，研究了砂輪有效磨粒前角的變化對(duì)磨粒與工件材料摩擦作用的影響，建立了高效深磨傾斜運(yùn)動(dòng)熱源的基本傳熱模型，揭示了超高速深磨的基本傳熱規(guī)律及對(duì)工藝過(guò)程的影響。制造了新了磨削液供液系統(tǒng)，確定了超高速磨削的供液方式及基本參數(shù)，初步搞清了典型金屬材料超高速磨削的工藝規(guī)律。本課題研究完善了超高速磨削理論，發(fā)展了超高速磨削工藝技術(shù)，已發(fā)表論文9篇，受到國(guó)內(nèi)高度重視。本課題的研究取得多方面成果，圓滿完成了課題研究工作。

磨削液種類非常多，通?？煞譃閮纱箢愋停核苄阅ハ饕汉陀腿苄阅ハ饕海苄阅ハ饕河挚煞譃椋喝榛?、半合成、全合成。其中油溶性磨削液主要成分多為礦物油。普通礦物油是在低黏度或中黏度礦物油中加防銹添加劑。如在機(jī)械油、輕質(zhì)柴油、煤油中加脂肪酸以增強(qiáng)潤(rùn)滑作用。另外在磨削液中加入硫、氯、磷等元素的極壓添加劑形成極壓油，其滲透能力和潤(rùn)滑能力會(huì)更佳適宜表面粗糙度要求低的工序加工使用。油溶性磨削液有較好的附著性，能隔絕空氣，防止磨削區(qū)氧化和水解等不良的化學(xué)反應(yīng)。如CBN砂輪易高溫下與水發(fā)生反應(yīng)，所以使用CBN高速磨削時(shí)應(yīng)采用油性磨削液。水溶性磨削液中的乳化液含油量50%左右，半合成含油量5-40%，全合成不含油，主要由水基化合物和水組成；水溶性磨削液其具有很好的冷卻效果，且配制方便、成本低廉、不易污染。