超高頻連續(xù)感應釬焊高速砂輪.pdf

1、以人造金剛石和和立方氮化硼（CBN）為代表的超硬磨料由于其優(yōu)異的物理力學性能，使得超硬磨料砂輪在磨削加工領域得到了廣泛的應用，并且成為當今難加工材料高效精密磨削加工中的研究熱點。單層釬焊超硬磨料砂輪在容屑空間、磨粒把持強度、鋒利度以及工具壽命等方面具有優(yōu)異的性能，因而近幾十年來一直備受國內(nèi)外研究者關注。然而，釬焊砂輪制作中整個基體處于高溫釬焊環(huán)境，嚴重熱變形直接影響了釬焊砂輪的制造精度，從而限制了超硬磨料釬焊工具在高效磨削尤其是高速磨削

2、中應用，也限制了加工效率和質(zhì)量的進一步提高。
　　針對高速磨削加工中單層釬焊砂輪制造工藝導致基體變形大的難題，本文提出局部加熱并結合掃描移動的方式對大尺寸的高速砂輪進行超高頻連續(xù)感應釬焊的構想，以達到提高單層釬焊砂輪制造精度目的，著重研究了超硬磨料砂輪感應釬焊工藝中溫度分布的影響因素及其規(guī)律，砂輪基體形狀精度的控制等問題。全文完成的主要研究工作如下：
　　1、在研究了感應器結構對渦流與溫度分布的影響規(guī)律的基礎上，基于“線圈投

3、影規(guī)律”，采用試驗和有限元仿真相結合的手段，研究了導磁體、線圈結構尺寸對加熱溫度分布的影響，優(yōu)化了感應器結構尺寸，提高了加熱效率，為超高頻連續(xù)感應釬焊工藝的開展提供了基本條件。
　　2、搭建了超高頻連續(xù)感應加熱試驗平臺，采用直線掃描加熱的方式模擬砂輪基體的旋轉(zhuǎn)式連續(xù)感應釬焊過程。研究了感應線圈與工件表面加熱間隙、掃描速度、感應線圈電流三個工藝參數(shù)對加熱溫度的影響規(guī)律，在滿足Ag-Cu-Ti合金釬焊溫度要求的條件下，獲得了超高頻連續(xù)

4、感應釬焊工藝參數(shù)，在不同的超高頻連續(xù)感應釬焊工藝參數(shù)下實現(xiàn)了對金剛石和CBN磨粒的釬焊。
　　3、對釬焊后的超硬磨粒、釬料、鋼基體結合界面的反應產(chǎn)物、微觀結構、殘余應力以及釬焊磨粒的力學性能進行了試驗研究和理論分析。結果表明：加熱電流27A，掃描速度0.5mm/s時可獲得較優(yōu)的磨粒表面新生化合物形貌，斷口形貌特征顯示釬料層對磨粒具有較高的把持強度。
　　4、研制了高速砂輪的超高頻連續(xù)感應釬焊裝置，在該裝置上采用超高頻連續(xù)感應

5、釬焊的工藝方法分別制作直徑?400mm單層釬焊金剛石和CBN砂輪。采用三坐標測量結果顯示釬焊前后砂輪基體變形量為16μm以內(nèi)，安裝到磨床主軸上測得徑向跳動量小于21?m，達到了單層電鍍超硬磨料砂輪的同等精度。
　　5、分別在最高砂輪線速度120m/s和150m/s的高速條件下對工程陶瓷和鎳基高溫合金進行高效磨削試驗，在不同的磨削用量條件下，磨削力比顯示兩種釬焊砂輪具有較好的鋒利度。釬焊砂輪對磨料具有高把持強度，且能夠長時間保持穩(wěn)定