鋼結(jié)硬質(zhì)合金軸的精密點(diǎn)磨削工藝及砂輪在位修整方法研究.pdf

1、GT35鋼結(jié)硬質(zhì)合金廣泛應(yīng)用于刀具、模具和航天航空等領(lǐng)域。該材料是一種典型的硬脆難加工材料，在上述應(yīng)用領(lǐng)域中對(duì)精度要求高的GT35零件需使用精密磨削實(shí)現(xiàn)其精密和超精密加工。精密磨削工藝的選擇與優(yōu)化以及金剛石砂輪的精密修整是影響GT35的精密磨削后零件精度的主要因素。本文根據(jù)GT35靜壓馬達(dá)軸的精密加工要求，從GT35鋼結(jié)硬質(zhì)合金材料的微米/納米力學(xué)性質(zhì)入手，揭示了該材料的去除機(jī)理，以指導(dǎo)磨削工藝實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)了金剛石砂輪的精密在位修整系統(tǒng)，

2、應(yīng)用該系統(tǒng)完成了超薄金剛石砂輪的精密修整，并優(yōu)化了修整工藝。開(kāi)發(fā)了GT35鋼結(jié)硬質(zhì)合金的精密點(diǎn)磨削工藝，使用修整后高精度金剛石砂輪進(jìn)行磨削正交實(shí)驗(yàn)，得到最佳磨削工藝參數(shù)，獲得了高精度動(dòng)壓馬達(dá)軸零件。
　　本文通過(guò)納米、微米壓痕實(shí)驗(yàn)研究了GT35鋼結(jié)硬質(zhì)合金材料的力學(xué)性質(zhì)，揭示了該材料塑性域去除機(jī)理。根據(jù)GT35的復(fù)合材料特性，分別對(duì)該材料的硬質(zhì)相、粘結(jié)相進(jìn)行了研究。通過(guò)納米、微米壓痕實(shí)驗(yàn)揭示了兩相材料磨削時(shí)硬度互相影響的規(guī)律，即在

3、微米和納米尺度下復(fù)合材料每一相的硬度并非完全由本身決定，而是受其余相的影響，壓痕尺寸越大，影響越強(qiáng)。通過(guò)觀察壓痕裂紋，分析其產(chǎn)生方式，提出GT35塑形域磨削臨界磨削深度。
　　本文基于杯形砂輪修整法，針對(duì)Studer S30外圓磨床設(shè)計(jì)了配套的超薄金剛石砂輪在位修整系統(tǒng)。該系統(tǒng)由PLC控制，杯形修整輪由直流電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并且可以沿金剛石砂輪切向勻速運(yùn)動(dòng)、徑向高精度進(jìn)給（進(jìn)給精度小于1μm）。該套系統(tǒng)與外圓磨床配合良好，修整精度高。

4、
　　采用激光位移傳感器在位測(cè)量法測(cè)量砂輪圓跳動(dòng)和截面直線度，硅膠轉(zhuǎn)印間接測(cè)量法獲得砂輪表面微觀形貌，且建立了針對(duì)于金剛石砂輪形狀精度和表面地貌的評(píng)價(jià)體系，提出了杯形砂輪修整超薄金剛石砂輪的修整工藝。對(duì)120＃和600＃金剛石砂輪進(jìn)行修整實(shí)驗(yàn)，得出最佳修整工藝參數(shù)，獲得形狀精度為圓跳動(dòng)0.55μm，截面直線度4μm的高精度金剛石砂輪。實(shí)驗(yàn)還對(duì)比了杯形砂輪修整法、金剛石滾輪修整法的修整精度，說(shuō)明了杯形修整法的優(yōu)勢(shì)。
　　用精密

5、修整后的600＃超薄金剛石砂輪對(duì)GT35馬達(dá)軸進(jìn)行精密點(diǎn)磨削，得到了高精度的軸類零件。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，得出工件轉(zhuǎn)速、縱向進(jìn)給速度和磨削深度對(duì)工件形狀精度和表面粗糙度的影響規(guī)律，并獲得最佳磨削工藝參數(shù)。最佳磨削參數(shù)對(duì)應(yīng)的零件形狀精度為圓柱度0.34μm、圓度0.11μm、表面粗糙度Ra0.040μm。同時(shí)，觀察了磨削時(shí)GT35材料兩種相的去除方式，粘結(jié)相為塑性去除，硬質(zhì)相為塑性與脆性相結(jié)合的去除方式。根據(jù)GT35精密點(diǎn)磨削時(shí)的去除機(jī)理，提出