论文部分内容阅读
金刚石或立方氮化硼(CBN)砂轮统称为超硬磨料砂轮。超硬磨料砂轮具有异常优异的磨削性能,但因其修整困难,限制了其优异性能的发挥。超硬磨料砂轮的修整已成为国内外研究的热点同时也是迄今未解决的难点。基于材料与激光相互作用热效应的激光修整是一种新的修整方法,具有适应性广、能实现选择性去除等优点,是一种非常有前景的修整方法,但仍有许多难点亟待解决。本文以超硬磨料砂轮为实验对象,以声光调QNd:YAG脉冲激光为修整“刀具”,对激光修整超硬磨料砂轮技术相关问题进行了研究。 首先,详细地叙述了现有声光调QNd:YAG激光修整系统的原理、组成及特点,深入地分析了该系统存在的不足,提出了对该系统进行改进的方法和措施。 其次,采用光谱分析法对激光修整青铜金刚石砂轮产生的等离子体进行了分析,包括:选取了用于等离子体温度、电子密度计算的特征谱线;研究了激光参数(平均功率、脉冲频率)对等离子体强度的影响;计算了常用修整参数下等离子体温度、电子密度及等离子体逆韧致吸收系数,并进行了分析。 最后,对激光-机械复合修整超硬磨料砂轮新方法进行了深入的研究,包括:(1)设计了激光-机械复合修整超硬磨料砂轮的工艺流程为:激光-机械复合粗修、机械法精修、激光修锐、激光精修四道工序;(2)在合理的假设条件下对青铜结合剂的去除过程进行了多脉冲有限元仿真,找出了采用本实验用激光器对青铜金刚石砂轮进行激光-机械复合粗修工序的最佳激光参数(激光功率密度、离焦量)以及确定了激光-机械复合粗修工序砂轮圆跳动所能达到的范围为100-150μm;(3)选择仿真实验得到的参数,对刚烧结成型的青铜金刚石砂轮进行了激光-机械复合修整实验,从修整精度、砂轮表面形貌、修整后砂轮磨削性能三个方面对激光-机械复合修整和单一机械法修整进行了比较,结果显示:激光-机械复合修整是一种有效的修整方法;(4)对激光-机械复合修整实验过程进行了分析,找出了不足之处并提出了解决的措施。