机械5

珩磨头上的油石容易堵塞和磨粒磨损变钝是影响珩磨质量和加工效率的主要原因，所以采用有效的珩磨头修整方法，使珩磨头保持良好的锋利状态和磨削性能是解决工程上一些硬脆材料磨削加工的关键技术之一。本文介绍了在线电解修锐(ELID)技术，对金属结合剂的珩磨头进行电解修锐。并在一定程度上介绍了一般珩磨的特点,珩磨是一种固结磨粒压力进给切削的精整加工方法，不仅能切除较大的加工余量而且能有效的提高工件的尺寸精度和形状精度、降低工件表面的粗糙度。珩磨主要加工内孔，在一定条件下也可以加工外圆、平面、球面、齿面。珩磨轨迹是交叉网纹，珩磨加工变质层很小能提高工件的使用寿命。珩磨与主轴一般采用浮动连接，符合广整加工的浮动加工原理。 在对ELID磨削原理进行深入分析总结的基础上，本文首先对ELID磨削必备的阴极、阳极电刷等装置进行设计开发，分析了修锐珩磨头ELID专用磨削液，并对其电解成膜特性进行了分析。 目录 前言1 1.设计的目的1 2.设计的主要内容和要求1 3.程序和时间安排2 第一章绪论3 1.1课题的来源及研究背景3 1.1.1课题来源及研究意义3 1.1.2珩磨加工的特点4 1.2珩磨头修整技术的发展现状5 1.2.1珩磨头现有的修整方法5 1.2.2在线电解修锐技术的发展及研究现状7 1.3研究的主要内容10 第二章珩磨头的设计11 2.1珩磨头设计因素及要求11 2.1.1珩磨头设计时应考虑的因素11 2.1.2对珩磨头结构的基本要求12 2.2珩磨头的结构形式13 2.2.1通用珩磨头15 2.2.2小孔珩磨头16 2.2.3大孔珩磨头20 2.2.4平项珩磨头21 2.2.5特殊珩磨头22 2.3珩磨油石24 2.3.1珩磨油石的性能24 2.3.2珩磨油石的规格及数量29 2.3.3珩磨油石的连接方式30 2.4小结31 第三章珩磨头在线电解修锐原理32 3.1 ELID磨削的基本原理32 3.2 ELID磨削的特点34 3.3 ELID修锐的电化学反应原理36 3.4 ELID修锐中氧化膜的作用机理39 3.5小结42 第四章ELID珩磨装置系统42 4.1 ELID珩磨装置42 4.2 ELID珩磨装置及方法44 4.2.1背景技术44 4.2.2 ELID珩磨装置专用电源49 4.2.3阴极的设计50 4.2.4阳极电刷的设计52 4.2.5 ELID高速磨削专用磨削液的研制53 4.2.6 ELID磨削液的性能要求及成分选择53 4.3小结54 结束语55 致谢57 参考文献58 珩磨加工可以提高工件的尺寸、几何形状精度和表面光洁度，它的加工特点有： （1）表面质量特性好珩磨可以获得较低的表面粗糙度，一般可达Ra0.8~0.2μm，甚至可低于Ra0.025μm，同时珩磨表面上有均匀的交叉网纹有利于贮油润滑。实现平顶珩磨，可使有相对运动的摩擦副获得较理想的表面质量。珩磨加工面具有交叉网纹，有利于润滑油的贮存和油膜的保持，并有较高的表面支承率，因而能承受较大的载荷，乃磨损，从而延长了使用寿命。另一方面，由于珩磨速度低，且油石与孔是面接触，因此每一磨粒的平均磨削压力很小，这样工件的发热量很少，工件可能产生的变形量也少，工件表面几乎没有热损伤和变质层，适于加工相对运动精度高的精密偶件，此外，珩磨加工面几乎没有嵌砂和挤压硬质层。 （2）加工精度高现代珩磨技术不仅可以获得较高的尺寸精度，而且还能修正孔在珩磨加工中出现的轻微形状误差，如圆度、圆柱度和表面波纹等。珩磨小孔时，圆度与圆柱度可达0.5μm，轴线直线度可小于1μm；珩磨中等孔径，圆柱度可达5μm，圆柱度不超过10μm；珩磨短孔时，若用刚性连接珩磨头与平面浮动夹具，还可适当提高短孔轴线与端面的垂直度。间断孔珩磨可以提高同轴度。它不提高孔对其他孔或表面的相互位置精度，且一般对前道工序有一定的精度要求，否则不易保证得到较高的形状精度。 （3）珩磨效率高可以使用多条油石或超硬磨料油石，也可提高珩磨头的往复速度增大网纹交叉角，能较快地去除珩磨余量与孔形误差。也可应用强力珩磨工艺，有效地提高珩磨效率。珩磨工件干净，在冷却液的冲洗下，很少积存脏污。珩磨加工一些圆周有孔或内槽的液压系统偶件时，可以保持这些孔与工件孔壁形成锐边，以保证偶件的液压性能。 （4）珩磨工艺较经济薄壁孔和刚性不足的工件，或较硬的工件表面，用珩磨进行光整加工不需要复杂的设备与工装，操作方便。磨料选择适当，工具设计合理，切削速度合理的情况下，珩磨的经济效果较研磨好（主要反映在加工效率、加工精度和表面质量上），且加工稳定，因而零组件的成品率高。并且，珩磨加工可节省研磨加工所必须的辅助材料，如清洗用的汽油、棉花等。采用超硬磨料做珩磨油石，经济效果更好。 1.软弹性修整法 软弹性法修整珩磨头时，超硬磨料珩磨头以一定的速度旋转，而卷带轮则缓慢地转动，带动砂带缓慢移动，利用珩磨头的旋转而使砂带弹性变形不能完全恢复来实现去除珩磨头上油石上高点的目的。采用软弹性修整法修整砂轮时，被修整的砂轮与砂带之间能自动选择合适的挤压力，能保持修整过程稳定;砂带低速进给，与油石表面接触的砂带上的磨粒基本上没有磨损，因而可获得较强的修整能力;砂带是弹性的，因而它能去除砂轮表面磨粒间的结合剂，同时不损害磨粒的切削刃。 2.激光修整法 激光修整法是利用光学系统把激光束聚焦成极小的光斑作用于油石表面，在极短的时间内使油石局部表面的金属结合剂材料以蒸发、气化和熔融溅射的形式被去除，而不损伤超硬磨粒，从而达到修整的目的。激光修整珩磨头时，激光照射区域小，节省油石材料;修整过程中珩磨头上的油石不受机械力，适于磨削过程中在线修整;通过焦距的改变，可以有选择地除去油石上阻塞的工件材料:不存在修整工具磨损报废的情况，可重复利用性强;修整速度快、工效高、易实现自动化。 3.超声振动游离磨粒珩磨头修整法 超声振动珩磨头修整的机理是由超声波发生器发出的超声频电信号传给换能器，变换成超声频的机械振动，由变幅杆放大后带动修整器对油石进行修整。超声振动修整珩磨头是一种优良的珩磨头修整方法。试验证明，超声振动修整后的珩磨头具有表面磨粒均匀、方向性好等特点。对于珩磨工件来说易于避免工件烧伤、降低磨削温度、减小磨削力、提高珩磨头的使用寿命等优点。 4.在线电解修锐技术 在线电解修锐技术是利用油石金属结合剂在电源的驱动下，在具有电解作用的磨削液中发生电解反应而溶解去除，使油石中的磨粒露出结合剂表面，形成一定的出刃高度和容屑空间，同时，在油石表面逐渐形成一层氧化膜，氧化膜的不断磨损与不断生成使得上述修整过程保持动态平衡，既避免了油石的过快消耗又自动保持了油石表面的磨削能力。在线电解修锐技术是专门应用于金属结合剂珩磨头的修整方法，与传统的电解修整方法相比，它具有修整效率高、工艺简单、修整质量好等特点。