内孔研磨超硬材质加工技术
ELID精密镜面内孔磨削技术的应用
工艺与检测ELID 精密镜面内孔磨削技术的应用哈尔滨工业大学 关佳亮 袁哲俊 张飞虎 摘要 采用金属基超硬磨料砂轮和在线电解修整(ELID)技术对碳化硅陶瓷、工具钢等材料进行精密镜面内孔磨削,得到了表面粗糙度R a 0.02～0.035 m 的加工表面。
关键词 在线电解修整(ELID ) 镜面磨削 磨削效果 在线电解修整(ELID)精密镜面磨削技术具有效率高、加工精度高、表面质量好、加工装置简单及适应加工材料广等特点。
目前,ELID 磨削技术在日本获得了广泛的应用,有几十家大公司将它用于实际生产。
加工材料包括各种黑色金属和非金属硬脆材料。
应用行业涉及电子、机械、光学、仪表、汽车等许多领域。
由于ELID 磨削技术的优点,加之具有广泛的应用前景,使得ELID 磨削技术受到各国的重视。
我国以哈尔滨工业大学袁哲俊教授为首的ELID 研究室,致力于ELID 磨削技术的机理研究和应用技术的开发,继成功地在平面磨床和外圆磨床上实现ELID 磨削之后,又成功地开发了用于M G 1420E 万能外圆磨床的内孔ELID 磨削实验系统,实现了ELID 精密镜面内孔磨削。
1 ELID 镜面磨削的基本原理 图1是ELID 精密镜面磨削机理的示意图。
它针对金属结合剂金刚石和CBN 砂轮难于修整的特点,利用在线电解修整作用,连续修整砂轮来获得恒定的出刃高度和良好的容屑空间。
同时,随着电解过程的进行,在砂轮表面逐浙形成一层钝化膜,阻止电解过程继续进行,使砂轮损耗不致太快,当砂轮表面的磨粒磨损后,钝化膜被工件表面磨屑刮擦去除,电解过程得以继续进行,对砂轮表面进行修整。
上述过程循环进行,既避免了砂轮过快消耗,又自行保持砂轮表面的磨削能图1 ELID 精密磨削机理示意图力。
2 内孔磨削的ELID 装置2.1 MG1420E 万能外圆磨床上的内孔磨削电解装置如图2所示装置实现了在小直径内孔加工过程中的ELID 磨削。
(a)电解过程 (b)磨削过程图2 内孔磨削ELID 电解装置结构示意图电解装置在设计中应注意以下几点:电极用不锈钢制造;电极在径向和轴向双向可调,以保证其与砂轮间隙控制在0.1～1.5mm 范围内;电解磨削液喷嘴位置应使电解磨削液充满整个电极与砂轮之间的间隙,以保证砂轮充分电解; 电极应与机床充分绝缘。
陶瓷内孔磨cbn砂轮磨削粉末冶金材质
陶瓷内孔磨cbn砂轮磨削粉末冶金材质
1.磨削高硬度工件，内孔磨砂轮方案
工件材质：粉末冶金
工件名称：同步环
工件硬度：HRC62
磨削类型：粗磨+精磨
磨削方式：内圆磨
普磨砂轮存在的问题：加工效率不高，损耗快；加工精度不高且稳定性差
推荐方案：陶瓷结合剂内圆磨cbn砂轮，定制
内孔磨cbn砂轮陶瓷内孔磨CBN砂轮图纸
2.陶瓷内圆磨砂轮适用范围
1、陶瓷CBN砂轮因其切削锋利、加工效率高、易修整等特点。
适用于汽车转向泵,旋叶式压缩机定子内圆磨削,活塞式制冷压缩机缸孔及轴孔内圆磨削以及轴承工业。
2、主要配套机床：日本东洋(TOYO)磨床、国内知名精密内圆磨床。
3.陶瓷CBN砂轮磨削特点
1..陶瓷CBN砂轮，以立方氮化硼磨料为原料，用于工业磨削、抛光、研磨。
陶瓷结合剂切削锋利，磨削效率高，磨削过程不易发热和阻塞，热膨胀量小，易控制加工精度，易修整。
2.此种陶瓷砂轮保持了陶瓷砂轮原有的高硬度性能，具有很高的耐磨性：砂轮的耐磨性高，磨粒消耗少，特别是在磨很硬又很脆的工件时最明显。
并具有耐热、耐油、耐水、耐酸碱、
3.磨削力小，磨削温度低，均匀的气孔率，便于冷却、排屑等。
4.磨削的工件精度高、表面质量好，自锐性好、工件的形状保持性好。
5.可修整、修整间隔长，从而提高加工工件的质量、粗糙度、效率以及加工工件自动化程度，达到降低综合成本的目的。
内孔研磨方法
内孔研磨方法1. 概述内孔研磨是一种常见的表面处理技术，主要应用于金属制品的加工过程中。
通过内孔研磨方法，可以改善金属件的表面粗糙度、形状误差，提高其加工精度和使用寿命。
本文将介绍内孔研磨的基本原理、常用研磨方法以及注意事项。
2. 内孔研磨的原理内孔研磨是利用磨削工具对孔壁进行磨削，使其表面达到一定的精度和光洁度。
其基本原理包括以下几个方面：2.1 磨削力学原理内孔研磨时，磨削工具施加在孔壁上的力会使磨粒与孔壁之间发生相对运动，从而产生磨削作用。
在磨削过程中，磨粒会不断切削孔壁上的金属，使其表面达到预期的精度。
2.2 磨削液的作用磨削液在内孔研磨中起到冷却、润滑和清洁的作用。
它可以降低磨削过程中的摩擦热和摩擦力，减少磨削工具与孔壁的磨损，同时还可以冲洗掉产生的切屑和磨粒，保持磨削的稳定性和效果。
3. 常用内孔研磨方法内孔研磨方法主要包括以下几种：3.1 钻孔研磨法钻孔研磨法是一种常见的内孔研磨方法。
它通过将研磨工具安装在钻孔机上，利用旋转运动对孔壁进行磨削。
这种方法适用于直径较小且长度较短的孔壁。
钻孔研磨法具有操作简单、成本低廉的特点，但对于孔壁的形状精度和表面粗糙度要求较高的情况下，效果可能不理想。
3.2 磨削棒研磨法磨削棒研磨法是一种较为常用的内孔研磨方法。
它采用磨棒作为研磨工具，通过旋转和推进的方式对孔壁进行磨削。
这种方法适用于直径较大的孔壁，可以满足一定的加工精度和表面要求。
磨削棒研磨法的优点是操作简单、成本低廉，但对于孔壁的圆度和直线度要求较高的情况下，可能存在一定的局限性。
3.3 内圆磨砂研磨法内圆磨砂研磨法是一种高精度的内孔研磨方法。
它采用内圆磨轮作为研磨工具，通过旋转和推进的方式对孔壁进行磨削。
这种方法适用于直径较小、形状要求较高的孔壁，可以达到较高的加工精度和表面质量。
内圆磨砂研磨法的缺点是设备价格较高，操作要求较为复杂。
4. 内孔研磨的注意事项在进行内孔研磨时，需要注意以下几个方面：4.1 研磨工具的选择根据孔壁的直径、长度和形状要求，选择合适的研磨工具。
超硬复合材料研磨设备改造及研磨工艺参数分析
超硬复合材料研磨设备改造及研磨工艺参数分析岳吉祥 綦耀光 任旭虎中国石油大学摘 要:通过对Y J2M9B研磨机进行改造,实现了单面、双面研磨的自由切换,并成功用于双面异质且可加工性差别大的超硬复合材料的研磨加工,可显著提高超硬复合材料研磨加工效率和质量。
分析了研磨剂、研磨压力、研磨速度、研磨轨迹等工艺参数对研磨效率和质量的影响;采用正交试验确定了最佳研磨参数。
关键词:超硬复合材料, 设备改造, 研磨, 研磨工艺参数R econstruction of G rinding Equipment of Super2hard Compound Materialand R esearch on Processing P arameter in G rindingY ue Jixiang Qi Y aoguang Ren XuhuAbstract:Through reconstructing Y J2M9B grinder,the easily s witching between the single2face grinding and the double2face grinding is achieved.The rebuilt grinder is success fully used to machining super2hard com pound materials,which are with hetero2 geneity and difference w orkability in the double faces,and the grinding quality and efficiency are evidently im proved with the re2 built grinder.The in fluences of processing parameters such as grinding fluid,grinding pressure,grinding velocity and grinding track on the grinding quality and efficiency are analyzed.At last,the optimization grinding parameters are con firmed with the or2 thog onal experiments.K eyw ords:super2hard com pound material, equipment reconstruction, grinding, processing parameter 1 引言由于超硬复合材料具有超高硬度和高耐磨性,因此加工困难,其整形加工工艺一直是行业难题。
磨削加工中的超硬磨削技术
磨削加工中的超硬磨削技术随着工业的不断发展，各种材料的使用愈加广泛，但是这些材料的硬度也越来越高，传统的磨削工艺难以满足现代工业对材料加工的需求。
因此，超硬磨削技术应运而生。
本篇文章就超硬磨削技术进行深度分析，探讨它在磨削加工中的应用与发展。
第一节：超硬磨削技术的概述超硬磨削技术是一种采用高速旋转的砂轮对高硬度材料进行加工的先进技术。
它能够高效地加工各种硬度材料，如高速钢、硬质合金、非金属材料等。
与传统的磨削工艺相比，超硬磨削工艺能够达到更高的加工精度及表面质量，同时还能降低对材料的损伤和变形。
超硬磨削技术的主要设备是CNC磨床，它能够高速旋转砂轮，并在磨削过程中自动调整刀具的位置和角度。
这样一来，超硬材料的加工就变得更为精准和高效。
除此之外，超硬磨削技术还应用了液压系统、自动化系统等多种先进技术，进一步提高了加工质量和效率。
第二节：超硬磨削技术的种类超硬磨削技术包括金刚石砂轮磨削、碳化硅砂轮磨削、立方氮化硼砂轮磨削等几种类型。
在这些磨削方式中，金刚石砂轮磨削是最常见的磨削方式之一，它具有高硬度、高耐磨性和高热稳定性等优点，可以用于加工各类热敏性材料和脆性材料。
碳化硅砂轮磨削和立方氮化硼砂轮磨削则适用于加工各种金属材料。
碳化硅砂轮磨削具有高硬度、高耐磨性、高温稳定性等特点，可以用于加工大型、高硬度的锻造铸件等；立方氮化硼砂轮磨削则由于其高硬度、高温稳定性和低摩擦系数等优点，成为加工难度较大的高精度测量仪器的理想工具。
第三节：超硬磨削技术的应用超硬磨削技术主要应用于机械制造、航空航天、汽车制造、工业钻探以及医疗器械等领域。
其中，在机械制造领域中，超硬磨削技术已经成为高精度加工的首选，并广泛应用于模具制造、齿轮加工、精密陶瓷等高端领域。
在航空航天领域中，超硬磨削技术则被广泛应用于加工高温合金等难加工材料，大大提高了零件加工的精度和质量。
第四节：超硬磨削技术的优势和未来发展方向超硬磨削技术具有高效、精确、高品质、低损伤等优点，在工业制造中是一项首屈一指的高端技术。
齿轮内孔和齿轮轴外圆高硬度车削加工
摘要：根据齿轮内孔和齿轮轴外圆几何结构特点，针对原工艺进行分析，结合实际生产，设计了新型硬车工艺，解决了磨削工艺效率低、硬车精度不稳定的问题，并给出了相应数据。
齿轮内孔和齿轮轴外圆，经渗碳淬火后，硬度达50 ～62HRC。
一般采用渗碳淬火热处理前留余量，渗碳淬火热处理后磨削加工至图样要求的工艺方法；采用渗碳淬火热处理前留余量，渗碳淬火热处理后，用CBN刀片车削至图样要求的方法。
齿轮和齿轮轴配合处内孔和外圆有较高的精度要求，渗碳淬火热处理前留余量，渗碳淬火热处理后磨削加工的方法，磨削工序生产成本较高，生产周期长。
渗碳淬火热处理前留余量，渗碳淬火热处理后用CBN刀片车削方法加工出的工件，其表面粗糙度、形位精度不稳定，不能量产，经济性差。
1. 磨削加工方法分析为保证齿轮、齿轮轴渗碳淬火热处理后正常加工，渗碳淬火热处理前需留余量，避免渗碳淬火热处理变形，使工件尺寸超差，无法加工至图样要求，尤其是厚度较薄的齿轮，长径比较大的齿轮轴一般留1～3mm余量。
磨削时存在以下困难：（1）砂轮易钝，批量生产时需经常修整砂轮，砂轮修整后需重新对刀，以确保加工尺寸。
（2）工件渗碳淬火热处理变形，需反复对刀，设置磨削起始点。
（3）磨削进刀速度有限，进刀过快，易造成工件表面烧伤，产生裂纹。
（4）对操作者的技能水平依赖性强，不能实现半自动化生产。
（5）长期磨削产生的气雾，对操作者存在一定的健康影响。
经测试，齿轮和齿轴单件磨削参数如表1所示。
磨削加工是目前较为普遍的加工工艺，能保证零件加工精度，但生产效率低，不环保，产品交货期长，在市场经济环境下竞争优势不明显。
2. 车削加工方法分析CBN刀片硬度高，相比加工硬度低的材料，刀具需更硬、更耐磨、强度更大。
切削本身是一种碰撞、摩擦及挤压的过程，并且产生大量热，尤其是刀尖部分温度最高（见图1)。
直接用CBN刀片进行半精车、精车加工，刀尖圆角极易出现后角磨损的情况，甚至出现圆角崩塌等不良情况（见图2）。
陶瓷内孔磨加工方法
陶瓷内孔磨加工方法摘要：一、陶瓷内孔磨加工方法简介二、陶瓷内孔磨加工工艺流程1.预加工2.粗磨3.精磨4.抛光三、陶瓷内孔磨加工注意事项1.选择合适的磨料和磨具2.控制加工过程中的温度和湿度3.保持设备良好状态四、陶瓷内孔磨加工的应用领域1.电子行业2.光学行业3.医疗器械行业正文：陶瓷内孔磨加工方法是一种在陶瓷材料内部进行精密磨削的技术，广泛应用于电子、光学和医疗器械等领域。
陶瓷材料具有高硬度、高熔点、低热导率等特点，因此陶瓷内孔磨加工具有一定的难度。
为了获得高质量的陶瓷内孔，我们需要掌握合适的加工方法和工艺流程。
陶瓷内孔磨加工的工艺流程主要包括预加工、粗磨、精磨和抛光四个步骤。
1.预加工：在进行内孔磨削前，首先要对陶瓷工件进行预加工，去除工件表面的毛刺和污垢，为后续磨削做好准备。
预加工方法包括磨削、铣削、钻孔等。
2.粗磨：粗磨是将陶瓷工件的内孔尺寸加工到接近最终尺寸的阶段。
在这一阶段，需要选用合适的磨料和磨具，根据工件的材质和加工要求进行磨削。
粗磨过程中，要注意控制磨削速度、进给量和磨削液的流量，以保证磨削效果和磨具的寿命。
3.精磨：精磨是将陶瓷工件的内孔尺寸精确到设计要求的阶段。
精磨时，要选用更高精度的磨具和更细的磨料，同时调整加工参数，以提高内孔的加工精度。
4.抛光：抛光是将陶瓷工件内孔表面抛光至光滑、平整的阶段。
抛光过程中，要选用合适的抛光剂和抛光液，并根据工件的表面状况调整抛光参数。
在进行陶瓷内孔磨加工时，还需注意以下事项：1.选择合适的磨料和磨具：根据工件的材质、加工要求和内孔尺寸，选用合适的磨料和磨具，以提高加工效果和效率。
2.控制加工过程中的温度和湿度：陶瓷材料对温度和湿度的敏感性较高，加工过程中要严格控制温度和湿度，以防止工件变形和裂纹。
3.保持设备良好状态：定期检查和维护加工设备，确保设备在良好的工作状态下进行加工。
陶瓷内孔磨加工在电子、光学和医疗器械等行业具有广泛的应用前景。
介绍一种超硬材料的简单加工方法
工作原因，笔者经常遇到客户反映，加工硬度较高的材料（HRC55以上）时一不小心丝锥就会折断。
针对这种情况，笔者也研究了不少对策，比如减少切削速度、增换高压切削油、选用高质量丝锥、用数控机床代替摇臂钻加工以减少人为操作因素等等。
虽取得了不错的效果，但多数情况下会有增加加工成本。
最近与客户交流中，发现一个不错的方法。
在不更换设备的情况下，最大限度的提高性价比。
客户使用情况良好，特来分享一下。
介绍一种超硬材料的简单加工方法
客户攻牙材料SKD11（硬度HRC60以上），刚开始不小心就断丝锥。
经过反复试验，终于一把丝锥可以攻丝45个！效果确实不凡。
方法其实也很简单，就是分50次多段攻丝。
攻一小段退出丝锥，让切削油进入充分润滑，然后再进刀攻丝。
如此反复，直到丝锥崩裂。
一共攻丝45孔。
极大节省了成本。
只是效率一般。
平均要3分钟一个孔。
对于普通加工，成本和效率，权衡比较，还是节约成本为第一考虑要素。
介绍一种超硬材料的简单加工方法，希望对同样有类似加工困难的朋友有所帮助。
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JG-450CP 内孔研磨超硬材质加工技术
1. 内孔研磨超硬材质加工技术：
加工机型：M oore坐标磨床
加工精度：0.002mm
加工刀具：moore钻石砂轮
加工用途：磨头转速分别有40kprm 120 kprm 175 kprm只要针对模具行业中高精度的各种圆孔方孔异性孔盲孔以及线性曲面的加工；
2.加工工件图例：
加工精度：￠10mm ￠3mm的孔加工精度均为0.001－0.002mm
位置精度：0.001－0.002mm
尺寸精度：0.001－0.002mm
3加工流程：
①加工前确认：
确认联络单编号与工件是否一致，工件有无划伤并认真审图
②选择加工方式选择加工方式
⑴平行垫块
用平行垫块装夹工件（如图一所示）这样装夹简单快捷容易把工件的平面度扫平，同时用螺丝加紧力大工件不宜松动。
但是这样由于加紧力的作用和加工过
程中产生内应力。
⑵利用V型夹装夹
加工如图二所示工件我们一般采用治具装夹的方法这样做很容易加紧工件容易找坐标但是工件装夹精度和垂直度容易受治具精度的影响同时由于工件壁厚的不同装夹时工件会产生变形。
⑶利用磁力平台吸磁的方法
该方法可以直接将工件放在磁力平台上利用磁力平台的吸力给工件一个力不使工件移动然后根据加工情况可以采用万能胶水粘在工件四周。
如图所示三：
同时当加工一个通孔时必须有让刀部分这就要求磁力平台要沉下去一些，如
图：
4建立加工坐标
⑴量表的选择：
精度要求在0.002mm以内的选择的刻度为0.001mm的杠杆量表
精度要求在0.002mm以上的选择的刻度为0.002mm的杠杆量表
⑵建坐标的基本原则
加工工件时外形尺寸要求精度高时，采用用工件外形建立坐标。
当外应精度一般时我们采用工件中精度高的各种孔建立坐标，选择尽可能远的两个孔来建坐标，同时方孔优先于圆孔。
如果工件外形和孔的精度都不高时，使用JG所加工孔建立坐标。
⑶建立坐标的方法（包括架模找坐标步骤）
我们在加工如图所示零件时使用工件外形找正坐标，粗略确定工件的中心并输入工件的坐标
2然后，采用移动X轴或Y轴的方式测量工件的最高点，调整工件坐标在工件中心。
5砂轮的选择
⑴砂轮大小的选择
根据孔的大小选择砂轮，一般为空的2/3大小，
加工16mm－31mm的砂轮选择砂轮为12－18mm左右的砂轮
加工8mm－15mm的砂轮选择砂轮为9.5mm的砂轮
加工5mm－8mm的砂轮选择砂轮为4mm－6mm的砂轮
⑵砂轮磨料及结合剂的选择（常见的磨料及各种磨料的加工性能）
常见的磨料：
CBN超级磨料ABD超级磨料钻石超级磨料
结合剂：
常见的有三种； A ：树脂结合剂
B ：电镀砂轮
C ：金属烧结砂轮
3．磨料的定义及作用：
1传统磨粒氧化铝系及氧化矽系的磨粒
特点:成本低削正和削锐简单寿命较短
2.电镀砂轮
单一层的CBN 或ABN磨粒利用镍为粘结剂电镀到砂轮柄上
特点：A 不能修整
B 和超级磨料粘结组织相比成本较低但寿命较短
3.CBN(ABN)超级磨料
常用来研磨低碳钢和高碳钢高铬钢及高速钢
特点:特别使用于长时间而且没有中断的磨削一般用于连续轮廓的治具的研磨4.钻石超级磨料
用于轮磨钨钢陶瓷树脂石膏及玻璃以及超硬合金
特点;实际上只有轮磨钨钢的经验特别使用于连续轮廓治具的轮磨长时间切削能力强当使用插磨时可以磨出较细的轮廓表面粗糙度
5树脂结合剂
树脂结合剂是一种树脂粘结材料及磨粒以矩阵的方式结构均匀的分布在砂轮上当砂轮磨耗时新的磨粒会露出来继续研磨工件
特点:a:特别使用于干磨
b:需要周期性的削正和削锐
c:不适合用来做粗磨
6金属烧结结合剂
使金属填入高温的粘结剂磨粒规则性的以矩阵的结构均匀的分布在砂轮
特点: a:磨粒的粘结度比树脂强较强的粘结度在较大的面积的研磨状况下磨粒的粘结度良好.
b:最适合于研磨小孔
c:很细的轮磨表面粗糙度
d:可以延伸最长的超级磨料粘结结构
6加工与测量
A：加工参数：
加工速度：40000ppkm
加工砂轮：moore砂轮
B：加工中的测量（包括温度找坐标控制坐标漂移进行2-3次确认选择高一级精度的测量工具）
加工过程中保持室温在21 ±0.5℃，才能保证加工精度测量精度，
加工过程中要进行2－3次重新确认坐标，为了防止加工中温度的影响坐标产生漂移。
测量各种大小圆孔时采用高一级测量精度的工具进行测量。
7最终检测结果
孔位精度控制在0.001－0.002mm
同轴度控制在0.0005－0.0035mm
垂直度控制在0.0005－0.0025mm
注：所有图2D---Auto-CAD 3D---Por/e 绘制。