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消失模铸造球铁基cBN砂轮的修整研究

田诗意  
【摘要】:消失模铸造制备的奥-贝球铁基cBN砂轮具有胎体强度高、胎体对磨粒把持力大等优点,但也存在着铸造砂轮毛坯尺寸精度不高,磨削层修整余量大,并且由于cBN磨粒尺寸大和铸铁胎体强度硬度高,使其修整较为困难等不足之处,因此有必要探索对其进行高效修整的工艺方法。本文针对铸铁结合剂胎体具有良好导电性的特点,重点研究电解修整法对大粒度球铁基cBN砂轮修整的最佳工艺参数及其修整效果,把其修整效果分别与机械修整、电解-机械复合修整进行对比分析,并且研究上述不同修整方式修整后砂轮的磨削性能。研究结果表明:电解修整的最优工艺参数组合为电解间隙S=1mm,电解液浓度W=30%,电流I=1.5A,占空比Y=20%,脉冲周期T=1000μs。但是电解修整30min后砂轮将产生钝化,使电解修整难以继续进行,因此,单独采用电解修整不能达到所需的砂轮精度要求。采用SiC滚轮机械修整,当转速比为+0.3时其修整效率最高,但修整效率随时间的增加逐渐减小,修整至第120min时才能够达到砂轮的目标精度。采用机械-电解复合修整或电解-机械-电解复合修整,砂轮经过75min修整就可以达到目标精度,更为重要的是砂轮经电解-机械-电解修整后,砂轮表面完整的cBN磨粒的数量和cBN磨粒平均出刃高度大大高于经机械-电解复合修整和机械修整的砂轮,相应地砂轮出现严重破碎、磨平和脱落的磨粒数量大为减小。在相同的磨削工艺参数下,机械修整过的砂轮的磨削力、磨削力比、比磨削能均为最大,机械-电解修整其次,电解-机械-电解修整的最小,它们之间的差距随着磨削深度的增加而增大。经过机械修整和机械-电解修整的砂轮在磨削到45min时,法向力和磨削力比开始出现急剧增大,而经电解-机械-电解修整的砂轮的磨削力随磨削时间的增加而缓慢上升,磨削到90min时,磨削力仍然较小。钝化的砂轮分别进行电解修锐和SiC油石修锐,经电解修锐后砂轮的磨削力和力比下降幅度是油石修锐的两倍以上。采用机械修整砂轮、机械-电解修整砂轮、电解-机械-电解修整砂轮连续磨削时,工件表面开始出现振纹的时刻依次延后。观察砂轮的表面形貌发现,经过机械修整和机械-电解修整的砂轮磨削45min后,cBN磨粒表面出现明显的金属粘附,磨粒的顶部有较大的磨耗平台。电解-机械-电解修整的砂轮磨削90min后,磨粒的完整性仍然较好。


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