[go: up one dir, main page]

CN108177030A - 一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法 - Google Patents

一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108177030A
CN108177030A CN201810088140.7A CN201810088140A CN108177030A CN 108177030 A CN108177030 A CN 108177030A CN 201810088140 A CN201810088140 A CN 201810088140A CN 108177030 A CN108177030 A CN 108177030A
Authority
CN
China
Prior art keywords
grinding
grinding wheel
brait
mirror
wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810088140.7A
Other languages
English (en)
Inventor
鲁艳军
李烈军
谢晋
周超兰
刘珍华
谭巧蔚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201810088140.7A priority Critical patent/CN108177030A/zh
Publication of CN108177030A publication Critical patent/CN108177030A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/22—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/001—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces involving the use of electric current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/06—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
    • B24D3/06—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements
    • B24D3/10—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements for porous or cellular structure, e.g. for use with diamonds as abrasives

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法，包括步骤：步骤一：通过电极修整器对粗金刚石砂轮进行放电修整修齐；步骤二：利用修整修齐后的粗金刚石砂轮对硬脆材料表面采用轴向、小切深缓进给方式进行干式磨削加工；进给深度为1～20微米，金刚石砂轮转速为1000～6000转/分，进给速度为5～200毫米/分；步骤三：重复步骤二，直至达到镜面磨削效果。本发明可获得更高更等齐的磨粒出刃高度，产生更大容屑空间，有利排出磨削热量，提高磨削表面质量；耐磨性好、有效提高磨削效率；提高粗颗粒砂轮的修锐修整效率；采用轴向、小切深缓进给进行干式磨削加工，与粗金刚石砂轮、放电修锐配合，加工效果好，能够取得较好镜面磨削效果。

Description

一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法
技术领域
本发明涉及超硬工具的微细、精密制造技术领域，尤其涉及硬脆性材料的高质量磨削工艺方法，具体为一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法。
背景技术
硬脆性材料硬度高、熔点高、脆性大，其物理机械性质（特别是韧性和强度）与金属材料相比有很大的区别。为了获得高质量的硬脆性材料产品，目前许多工业发达国家都在致力于硬脆性材料的加工研究。
光学器件、玻璃、工程陶瓷等高性能硬脆材料具有广泛的应用，其硬度较高，断裂韧性低，难以加工且不易获得高质量的表面。磨料研磨法、金刚石笔修整法和磨削软钢法等传统的修整方法不仅修整效率低，还存在着整形精度难以控制，操作复杂等问题。近年来出现了许多新的修整技术，如激光修整、电化学腐蚀修整、在线电解修整等方法，虽然提高了修整精度，但这些加工方法效率低，生产成本高，而且需要难处理的腐蚀液。
针对硬脆性材料，超精密砂轮磨削技术是最切实有效的一种加工方法，能够获得较高的加工精度与效率。然而，较细颗粒金刚石砂轮的磨损较快以及频繁的修锐修整一直是产业化的技术瓶颈，目前亟待解决的问题是如何延缓超精密磨削工具的磨损。采用金属基金刚石砂轮工具可以对硬脆性材料进行机械成型加工，加工效率高、成本低。但是，较粗颗粒的金刚石砂轮无法获得高质量的加工表面，加工工件的表面粗糙度高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电火花放电修锐修整、轴向、小切深缓进给方式磨削加工的粗金刚石砂轮的镜面磨削方法，获得镜面磨削效果。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法，它包括如下步骤：
步骤一：通过混合电极修整器对粗金刚石砂轮进行放电修锐修整，使得粗金刚石砂轮表面出刃磨粒修锐修齐；
步骤二：利用修整修齐后的粗金刚石砂轮对硬脆材料表面采用轴向、小切深缓进给方式进行干式磨削加工；进给深度为1～20微米，金刚石砂轮转速为1000～6000转/分，进给速度为5～200毫米/分；
步骤三：重复步骤二，直至达到镜面磨削效果。
作为优选的方式，所述的金刚石砂轮为金属基粗金刚石砂轮。
作为优选的方式，所述的金属基粗金刚石砂轮主要由青铜结合剂和金刚石磨料组成，所述金刚石磨料粒度为20～120目。
作为优选的方式，所述混合电极修整器的电极采用平面电极或者帽状电极，所述电极材料为铸铁与铜粉的混合电极，铸铁与铜粉的质量百分比为1:9~9:1。
作为优选的方式，所述的小切深缓进给方式为：进给深度为1～10微米，所述金刚石砂轮转速为2000～5000转/分，进给速度为10～100毫米/分。
作为优选的方式，所述对粗金刚石砂轮进行放电修锐修整的步骤具体是采用电火花放电修锐修齐，利用脉冲电火花放电去除所述金刚石砂轮表面的金属结合剂，同时利用混合电极的铸铁去除金刚石磨粒顶部，使得砂轮表面出刃磨粒修锐修齐。
作为优选的方式，所述脉冲电火花放电的开路电压为10～200伏，电流为1～10安，脉冲宽度为1～200微秒，脉冲间隔为1～200微秒。
相比现有技术，本发明的有益效果是：
（1）与较细颗粒的金刚石砂轮相比，较粗颗粒的金刚石砂轮能够获得更高的磨粒出刃高度、产生更大的容屑空间、磨粒出刃高度更一致、有利于及时排出磨削热量，提高磨削表面质量，达到镜面效果；
（2）与传统的细颗粒砂轮磨削相比，粗颗粒砂轮的磨损较慢，砂轮磨削面把持力较好，耐磨性好，从而能有效提高磨削效率；
（3）与传统的机械修锐相比，放电修锐修整能极大提高粗颗粒砂轮的修锐修整效率，同时能获得更大更齐的磨粒出刃高度，较小磨削表面的破损和裂纹；
（4）采用轴向、小切深缓进给方式进行干式磨削加工，与粗金刚石砂轮、放电修锐配合，加工效果好，能够取得很好的镜面磨削效果。
附图说明
图1为现有放电修锐修整后粗金刚石砂轮表面出刃磨粒局部放大示意图。
图2为本发明实施例的放电修锐修齐后的粗金刚石砂轮表面出刃磨粒局部放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法，包括如下步骤：
步骤一：通过混合电极修整器对金刚石砂轮进行修锐修整，使得粗金刚石砂轮表面出刃磨粒修锐修齐，所述电极修整器的电极采用平面电极或者帽状电极；
步骤二：利用修锐修整后的金刚石砂轮对硬脆材料表面采用轴向、小切深缓进给方式进行干式磨削加工；进给深度为1～20微米，金刚石砂轮转速为1000～6000转/分，进给速度为5～200毫米/分；
步骤三：重复步骤二，直至达到镜面磨削效果。
在一个优选实施例中，所述金刚石砂轮为金属基粗金刚石砂轮。
在一个优选实施例中，所述金属基粗金刚石砂轮由青铜结合剂和金刚石磨料组成，金刚石磨料粒度为20～120目。
在一个优选实施例中，所述混合电极修整器的电极采用平面电极或者帽状电极，所述电极材料为铸铁与铜粉的混合电极，铸铁与铜粉的质量百分比为1:9~9:1。
在一个优选实施例中，小切深缓进给方式为：进给深度为1～10微米，金刚石砂轮转速为2000～5000转/分，进给速度为10～100毫米/分。
在一个优选实施例中，所述对粗金刚石砂轮进行放电修锐修整的步骤具体是采用电火花放电修锐修整，利用脉冲电火花放电去除所述金刚石砂轮表面的金属结合剂，同时利用混合电极的铸铁去除金刚石磨粒顶部，使得砂轮表面出刃磨粒修锐修齐。 其中，所述脉冲电火花放电的开路电压为10～200伏，电流为1～10安，脉冲宽度为1～200微秒，脉冲间隔为1～200微秒。图1是放电修锐修整前的粗金刚石砂轮表面出刃磨粒局部放大示意图，图2是放电修锐修整后的粗金刚石砂轮表面出刃磨粒局部放大示意图，结合图1和图2可以看出，相比现有的放电修锐修整方法，本实施例的较粗颗粒的金刚石砂轮在放电修锐修齐后能够获得更高的磨粒出刃高度、产生更大的容屑空间、磨粒出刃高度更一致、有利于及时排出磨削热量，从而提高磨削表面质量，达到镜面效果。
在一个优选实施例中，采用#46青铜结合剂金刚石砂轮，采用接触放电修锐方法对粗金刚石砂轮进行修锐，修锐后的金刚石砂轮对硬质合金(YG8)进行轴向干式磨削加工试验，获得的硬质合金表面粗糙度Ra可以达到73nm～89nm。
与传统的机械修锐相比，放电修锐能够获得最大、整齐的磨粒出刃高度(见图2)，导致产生更小的磨削热和表面粗糙度。粗金刚石砂轮有较大的磨粒出刃高度和刚性，因此能够获得光滑的宏观磨削表面，可以实现硬质合金的精密镜面干式磨削加工。
在一个优选实施例中，实验采用46#青铜结合剂金刚石砂轮，采用上述接触放电修锐方法对粗金刚石砂轮进行修锐，修锐后的金刚石砂轮对分别对三种模具钢(8418、NAK80和S136H)进行轴向干式磨削加工试验干。与机械修锐相比，放电修锐后的金刚石砂轮都能获得更好的表面质量，磨削加工后，三种模具钢的表面粗糙度Ra分别达到0.022µm、0.030µm和0.027µm，其宏观表面都能达到镜面的效果。这是因为放电修锐后，粗颗粒金刚石磨粒能够达到更高的磨粒出刃高度，产生更大的容屑空间，也利于及时排出磨削热量。因此，放电修锐的46#粗金刚石砂轮能够实现模具钢的镜面干式磨削加工，其表面粗糙度Ra最小可达0.022 µm。
上述实施例中采用电火花放电修锐修整方法可以对粗颗粒金属基金刚石砂轮进行高效精密修锐修整，与传统的机械修锐相比，可以极大提高砂轮修锐修整效率，有效增加砂轮表面的微磨粒出刃高度，增加有效磨粒数，增加磨粒切削区域的容屑空间，减少砂轮磨粒切削去除工件时的碎屑堆积，获得镜面磨削效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤一：通过混合电极修整器对粗金刚石砂轮进行放电修锐修整，使得粗金刚石砂轮表面出刃磨粒修锐修齐；
步骤二：利用修整修齐后的粗金刚石砂轮对硬脆材料表面采用轴向、小切深缓进给方式进行干式磨削加工；进给深度为1～20微米，金刚石砂轮转速为1000～6000转/分，进给速度为5～200毫米/分；
步骤三：重复步骤二，直至达到镜面磨削效果。
2.根据权利要求1所述的一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法，其特征在于：所述的金刚石砂轮为金属基粗金刚石砂轮。
3.根据权利要求2所述的一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法，其特征在于：所述的金属基粗金刚石砂轮主要由青铜结合剂和金刚石磨料组成，所述金刚石磨料粒度为20～120目。
4.根据权利要求1所述的一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法，其特征在于：所述混合电极修整器的电极采用平面电极或者帽状电极，所述电极材料为铸铁与铜粉的混合电极，铸铁与铜粉的质量百分比为1:9~9:1。
5.根据权利要求1所述的一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法，其特征在于：所述的小切深缓进给方式为：进给深度为1～10微米，所述金刚石砂轮转速为2000～5000转/分，进给速度为10～100毫米/分。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法，其特征在于：所述对粗金刚石砂轮进行放电修锐修整的步骤具体是采用电火花放电修锐修齐，利用脉冲电火花放电去除所述金刚石砂轮表面的金属结合剂，同时利用混合电极的铸铁去除金刚石磨粒顶部，使得砂轮表面出刃磨粒修锐修齐。
7.根据权利要求6所述的一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法，其特征在于：所述脉冲电火花放电的开路电压为10～200伏，电流为1～10安，脉冲宽度为1～200微秒，脉冲间隔为1～200微秒。
CN201810088140.7A 2018-01-30 2018-01-30 一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法 Pending CN108177030A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810088140.7A CN108177030A (zh) 2018-01-30 2018-01-30 一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810088140.7A CN108177030A (zh) 2018-01-30 2018-01-30 一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108177030A true CN108177030A (zh) 2018-06-19

Family

ID=62551708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810088140.7A Pending CN108177030A (zh) 2018-01-30 2018-01-30 一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108177030A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110340739A (zh) * 2019-07-05 2019-10-18 华南理工大学 一种基于热力控制的金属光滑磨削方法
CN112548686A (zh) * 2020-12-01 2021-03-26 常州晶业液态金属有限公司 一种非晶合金产品的去料加工方法
CN113370080A (zh) * 2021-05-18 2021-09-10 河南科技大学 一种自动调整放电电压的砂轮修锐方法
CN114131516A (zh) * 2021-12-09 2022-03-04 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 一种加工粗糙度可控的砂轮及磨削工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6244939B1 (en) * 1998-08-19 2001-06-12 Riken Micro-discharge truing device and fine machining method using the device
CN102490121A (zh) * 2011-11-24 2012-06-13 华南理工大学 一种气中放电对磨的金属基金刚石砂轮v形尖角修整方法
CN103395002A (zh) * 2013-07-24 2013-11-20 华南理工大学 一种大颗粒金刚石砂轮的气中放电修锐修齐方法
CN104742002A (zh) * 2015-03-19 2015-07-01 华南理工大学 一种短脉冲电熔排屑冷却的智能磨削装置
CN105479340A (zh) * 2015-12-25 2016-04-13 华南理工大学 一种砂轮微放电修锐修整的在线监控装置及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6244939B1 (en) * 1998-08-19 2001-06-12 Riken Micro-discharge truing device and fine machining method using the device
CN102490121A (zh) * 2011-11-24 2012-06-13 华南理工大学 一种气中放电对磨的金属基金刚石砂轮v形尖角修整方法
CN103395002A (zh) * 2013-07-24 2013-11-20 华南理工大学 一种大颗粒金刚石砂轮的气中放电修锐修齐方法
CN104742002A (zh) * 2015-03-19 2015-07-01 华南理工大学 一种短脉冲电熔排屑冷却的智能磨削装置
CN105479340A (zh) * 2015-12-25 2016-04-13 华南理工大学 一种砂轮微放电修锐修整的在线监控装置及方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110340739A (zh) * 2019-07-05 2019-10-18 华南理工大学 一种基于热力控制的金属光滑磨削方法
CN110340739B (zh) * 2019-07-05 2021-08-06 华南理工大学 一种基于热力控制的金属光滑磨削方法
CN112548686A (zh) * 2020-12-01 2021-03-26 常州晶业液态金属有限公司 一种非晶合金产品的去料加工方法
CN113370080A (zh) * 2021-05-18 2021-09-10 河南科技大学 一种自动调整放电电压的砂轮修锐方法
CN113370080B (zh) * 2021-05-18 2022-09-13 河南科技大学 一种自动调整放电电压的砂轮修锐方法
CN114131516A (zh) * 2021-12-09 2022-03-04 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 一种加工粗糙度可控的砂轮及磨削工艺
CN114131516B (zh) * 2021-12-09 2023-01-31 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 一种加工粗糙度可控的砂轮及磨削工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103395002B (zh) 一种大颗粒金刚石砂轮的气中放电修锐修齐方法
CN105563665B (zh) 金刚石涂层刀具与制备方法及其在石墨高速加工中的应用
CN102350666B (zh) 一种椭圆环工作面的金刚石砂轮及其对磨成型修整方法
CN108177030A (zh) 一种粗金刚石砂轮的镜面磨削方法
CN106002633B (zh) 一种陶瓷结合剂cbn砂轮的复合修整方法
JP6191839B2 (ja) ダイヤモンド焼結体ボールエンドミルとその製造方法
Pal et al. Development and performance evaluation of monolayer brazed cBN grinding wheel on bearing steel
Qinjian et al. Study on electrical discharge and ultrasonic assisted mechanical combined machining of polycrystalline diamond
CN102490121A (zh) 一种气中放电对磨的金属基金刚石砂轮v形尖角修整方法
CN205167262U (zh) 应用于石墨高速加工中的金刚石涂层刀具
CN112677061B (zh) 一种钢铁打磨用钎焊金刚石磨盘及其制备方法
Thoe et al. Polycrystalline diamond edge quality and and surface integrity following electrical discharge grinding
CN101298122A (zh) 一种复杂型面刀具的加工方法
Shanawaz et al. Grinding of aluminium silicon carbide metal matrix composite materials by electrolytic in-process dressing grinding
Srivastava Review of dressing and truing operations for grinding wheels
CN204565876U (zh) 螺旋金刚石磨头
CN111496279A (zh) 一种微结构刀头及其电火花辅助机械磨削复合加工方法
Suzuki et al. Development of a grinding wheel with electrically conductive diamond cutting edges
CN104708294A (zh) 一种硬质合金刀具加工方法
CN105522237B (zh) 一种反应烧结SiC陶瓷磨削过程中的金属基砂轮在线电火花修锐方法
JP3648442B2 (ja) 研削砥石の製造方法、研削砥石の製造装置、及び研削砥石
Shanawaz et al. Characteristics of electrolysis in-process dressing grinding of Al/SiCp composite materials
Suzuki et al. New diamond grinding wheels with electrically conductive cutting edges
Peng et al. Grinding and dressing tools for precision machines
JP3086670B2 (ja) 超砥粒砥石

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180619