目的利用ELID磨削技術(shù)對(duì)ZGMn₁₃Cr₂高錳鋼進(jìn)行精密超精密鏡面磨削加工試驗(yàn)研究,解決其加工性能差的問題,以提升表面質(zhì)量,采用二次回歸通用旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)試驗(yàn),探究不同試驗(yàn)因素對(duì)ZGMn₁₃Cr₂高錳鋼加工表面質(zhì)量的影響規(guī)律,并對(duì)各因素工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。方法對(duì)MSG-612 CNC超精密成型平面磨床進(jìn)行ELID磨削工藝模塊化改造后,采用240#、W10粒度的金屬結(jié)合劑金剛石砂輪對(duì)直徑Φ50 mm、厚度10 mm的樣件進(jìn)行ELID磨削加工,對(duì)比兩種粒度砂輪的加工效果。應(yīng)用二次回歸通用旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)進(jìn)行工藝試驗(yàn),搭建表面粗糙度二次回歸數(shù)學(xué)模型,探究不同試驗(yàn)因素對(duì)工件表面質(zhì)量的影響程度,使用判定系數(shù)R²檢驗(yàn)二次回歸模型對(duì)實(shí)際情況的擬合程度。最后,由lingo軟件對(duì)^二次回歸數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化,得出ZGMn₁₃Cr₂高錳鋼ELID磨削各試驗(yàn)因素工藝參數(shù)的最佳組合。結(jié)果經(jīng)W10金屬結(jié)合劑金剛石砂輪加工后,樣件獲得較高精度的鏡面效果,兩種... 

【文章來源】：表面技術(shù). 2020,49(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

ELID磨削裝置示意圖

ELID鏡面磨削的成形過程依次經(jīng)歷預(yù)電解修銳、磨削和精磨三個(gè)階段[15-21]。在預(yù)電解修銳階段，電解修銳和氧化抑制作用同時(shí)進(jìn)行，開始時(shí)，電解修銳作用大于氧化抑制作用，磨粒出刃高度隨著電解的進(jìn)行逐漸增大，但同時(shí)伴隨著磨粒周圍金屬結(jié)合劑的溶解。這些稀松柔軟的溶解物以氧化膜的形式覆蓋在砂輪表面，阻礙著電解作用的發(fā)生，氧化抑制作用凸顯，直至電解作用消失，有效抑制砂輪的過度電解，此時(shí)磨粒獲得最大的出刃高度，如圖2a和圖2b所示；磨削階段，由于磨削加工中的連續(xù)進(jìn)給，氧化膜被工件刮除，出刃磨粒對(duì)工件表面進(jìn)行磨削加工。當(dāng)砂輪表層的出刃磨粒被磨鈍時(shí)，其根部的金屬結(jié)合劑由于電解作用逐漸變薄，把持力逐漸減弱，以致不足以將其把持在結(jié)合劑中，此時(shí)在磨削力的作用下脫落并游離于砂輪表面的氧化膜中。與此同時(shí)，隨著磨削過程中電解過程的持續(xù)進(jìn)行，先前包裹在表層金屬結(jié)合劑下的磨粒也會(huì)獲得出刃并參與磨削，此過程與磨削同步進(jìn)行，砂輪金屬結(jié)合劑中的磨削磨粒發(fā)生推陳出新的作用，如圖2c和圖2d所示；精磨階段，由于砂輪進(jìn)給量小于砂輪表面氧化膜厚度，此時(shí)固著磨粒不參加磨削，只有附著在砂輪表面且蘊(yùn)含著游離態(tài)磨粒的氧化膜隨著砂輪高速旋轉(zhuǎn)，并對(duì)已加工表面進(jìn)行高速、無壓力的研磨拋光加工，從而獲得超精密鏡面表面，如圖2e所示。所以，ELID鏡面磨削加工是磨、拋、研集成化的精密超精密鏡面加工技術(shù)。2 試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)工藝過程為：首先采用粒度為240#的金屬結(jié)合劑金剛石砂輪對(duì)樣件進(jìn)行半精密加工，然后再采用微粉級(jí)粒度的金屬結(jié)合劑金剛石砂輪（W10）對(duì)樣件進(jìn)行精密超精密加工。磨削工藝參數(shù)及結(jié)果如表2所示，磨削后的加工效果如圖3所示，SEM表面形貌如圖4所示。由表2和圖3能夠看出，ELID磨削后樣件獲得了較低的表面粗糙度及較高的鏡面效果。從圖4a中可以看出，采用粒度為240#的金屬結(jié)合劑砂輪磨削得到樣件的表面無燒傷，磨削紋路規(guī)整明顯，這說明ELID磨削中砂輪磨削狀態(tài)良好，從而保證了磨削痕跡的均勻性和一致性。對(duì)比觀察在同等放大倍率下的圖4b，其樣件表面無燒傷且磨削痕跡均勻細(xì)密。微粉級(jí)粒度的W10金屬結(jié)合劑金剛石砂輪對(duì)樣件表面可實(shí)現(xiàn)微細(xì)加工，致密均勻的加工痕跡能夠覆蓋半精加工留下的較粗痕跡。另外，圖4b中殘留著較深的縱向劃痕是材料缺陷造成的。綜合以上分析可見，對(duì)于ZGMn13Cr2高錳鋼材料，ELID磨削技術(shù)可避免工件表面燒傷，獲得高質(zhì)量和高精度的加工表面，同時(shí)還可以減少加工工序，降低加工成本，提高加工效率。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3485703