研磨加工在國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

      在 國(guó)內(nèi),航空精密機(jī)械研究所、長(zhǎng)春光學(xué)機(jī)械研究所、上海光學(xué)機(jī)械研究所、哈爾 濱工業(yè)大學(xué)、兩北工業(yè)大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、天津大學(xué)等諸多高校 的學(xué)者都付出y 的勞動(dòng)。如浙江工業(yè)大學(xué)的袁巨龍等人對(duì)氮化娃陶瓷球的研磨加工, 以及功能陶瓷研磨等超精密加工技術(shù)展開(kāi)了深入的研究。哈爾濱工業(yè)大學(xué)精密工程研 究所的潘洪平、梁迎春等提出超聲振動(dòng)研磨法,通過(guò)對(duì)氮化娃陶瓷球進(jìn)行超聲振動(dòng)研磨 試驗(yàn)研究,相比傳統(tǒng)的研磨技術(shù),極大的提高了加工效率。劉晉春等研究了電解研磨, 對(duì)電解和磨粒刑磨復(fù)合作用機(jī)理及主要參數(shù)的影響規(guī)律進(jìn)行了探討。北京理工大學(xué)陳幼松在電解研磨中應(yīng)用電火花加工技術(shù),提出電解電火花復(fù)合研磨加工技術(shù)清華 大學(xué) 教授王先逵等人研究超聲波砂帶研拋,采用氧化招砂帶研拋45鋼作試驗(yàn),得出超聲波砂 帶研拋與普通砂帶研拋相比,表面粗糖度值平均下降0.05微米,加工效率平均增加了 1 倍;李愚和和劉桂玲分別研究了平面和球面研磨中磨具和工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。查立豫 則分析了平面研磨中的相對(duì)線速度分布和壓強(qiáng)分布。東北大學(xué)的李長(zhǎng)河、蔡光起等人根 據(jù)磨粒特征尺寸與砂輪、工件間小間隙比值的變化,研究了砂輪約束磨粒加入精密光整加工材料去除機(jī)理,并得出在兩體加工及三體加工模式條件下,單顆磨粒運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)以 及磨粒由兩體研磨加工向三體拋光加工轉(zhuǎn)變的臨界條件。

　　在國(guó)外,日本,美國(guó)和英國(guó)等國(guó)家的在固著磨粒超精密研磨技術(shù)方面目前處于領(lǐng)跑 水平,它們不僅研磨技術(shù)水平高,而且商品化程度也較高。針對(duì)工程零件的精密加工, 韓國(guó)的Kim Jeong-Du等專門研究了工程零件圓柱面的固著磨料研磨加工,對(duì)研磨參數(shù)進(jìn) 行了優(yōu)化_。炎國(guó)的J.Kang和M.Hadfield等對(duì)Si3N4陶瓷軸承滾子進(jìn)行固著磨料研磨 試驗(yàn),分析了力和冷卻液對(duì)材料去除率的影響韓國(guó)E.S丄ee以及H本的Nobuhide 等將在線電解修整(IED或ELID)技術(shù)應(yīng)用于超精密固結(jié)磨料研磨,對(duì)一些硬脆材料進(jìn)行 了 ELID輔助固著磨料精密研磨研究。在前輩學(xué)者們的不寫努力下,各種新型的超精 密加工技術(shù)相繼出現(xiàn),尤其是研磨加工不僅向更高的加工精度發(fā)展,而且其加工質(zhì)量也 在不斷提高,并且?guī)缀蹩梢约庸と魏喂虘B(tài)材料。現(xiàn)在用磨粒去除材料的去除單位己經(jīng)達(dá) 到納米甚至是亞納米的數(shù)量級(jí),目前在超精密研磨加工方面有以下幾種納米級(jí)研磨加工方法。

      幾種納米級(jí)研磨加工方法

　　在線電解修銳(Electrolytic In-process Dressing,簡(jiǎn)稱ELID)加工方法：就是比較成 熟的技術(shù)之一,利用金屬結(jié)合劑磨料層和砂輪基體導(dǎo)電及可電解的特性,用在線電解的 方法對(duì)砂輪磨料層表面的金屬結(jié)合劑材料進(jìn)行去除,而磨粒本身不會(huì)被電解破壞,實(shí)現(xiàn) 對(duì)砂輪表面的動(dòng)態(tài)修整,使其達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡過(guò)程,既避免了砂輪過(guò)快消耗,又能 自動(dòng)保持砂輪表面的磨削能力,極大的提高加工精度,且易于實(shí)現(xiàn)智能化操作。

　　電火花加工技術(shù)：基于工具和工件電極之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐燭現(xiàn)象燭除多余材料的加工方法。FI本長(zhǎng)R科技大學(xué)和東京大學(xué)首先發(fā)現(xiàn)并系統(tǒng)研究了該項(xiàng)技術(shù),突 破了電火花只能加工導(dǎo)電材料的傳統(tǒng)束縛,使絕緣性材料的電火花加工成為可能。此外, Katholieke大學(xué)研究了放電加工復(fù)合陶瓷的去除機(jī)理;Public of Navarre大學(xué)研究了放 電參數(shù)對(duì)陶瓷材料去除率、電極損耗率等的影響;Nottingham Trent大學(xué)作了電火花放電 激發(fā)裂紋的陶瓷高效加工研究。與傳統(tǒng)加工方法相比,電火花加工在不降低材料表面質(zhì) 量的條件下可提高加工效率,而且該技術(shù)特別適于陶瓷異型件的加工,可以完成傳統(tǒng)加 工技術(shù)很難完成的工作。

　　彈性發(fā)射加工：它是一種新的“原子級(jí)尺寸加工方法”,它使用軟的聚亞胺脂球(在 微小壓力下很容易發(fā)生變形)作為研磨工具,同時(shí)控制旋轉(zhuǎn)軸與加工工件的接觸線保持 在45°角,加工時(shí)在垂直工件方向施加載荷,并保持載荷是一個(gè)常量,研磨用的微粉粒 徑為亞微米。微粉與水混合,并強(qiáng)迫其在旋轉(zhuǎn)的聚亞胺脂球面下方加工工件,保持球與 工件間的距離稍大于微粉尺寸。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)這種加工方法可使工件具有包括幾何形狀 和表面形狀完美的表面。

　　磁流變研磨加工：這是利用磁流變液的特性來(lái)改變其在磁場(chǎng)中的粘性,即含有去離 子水、鐵質(zhì)微粉、磨粒和經(jīng)處理過(guò)的其他物質(zhì)的磁流變液由菜驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定地循環(huán)進(jìn)行加工 的技術(shù)。在磁力作用的區(qū)域,其表現(xiàn)為固體形式,進(jìn)行研磨;而在無(wú)磁力作用時(shí),其表 現(xiàn)為液體形式,磁流變液的這兩種形態(tài)在循環(huán)中交替出現(xiàn)。采用這種加工方法能夠保持 非常穩(wěn)定的去除能力,而且也能加工出光滑、無(wú)損傷的表面,同時(shí)這也是一種可控的加工方法。