ELID精密镜面磨削技术及其应用研究.pdfVIP

第13卷第3期 湖南I程学院学报 V01．13．№．3 枷3年9月 ofHunanInstituteof S印t．2003 JouⅡ1a1 Engineering ELID精密镜面磨削技术及其应用研究 龚庆寿，宁立伟，黄菊生，吴安如，黎小辉 (湖南工程学院机械电子工程系，湖南湘潭411101) 摘要：主要讨论应用ELID磨刺技术，分别在平面、内圆和外固磨床上对多种典型硬脆材料实现精密 镜面磨削．实验结果表明，该技术加工精度高，成本低，工艺简单可靠，具有广阔的应用前景． 关键词：ELID磨削；硬脆材料；精密镜面加工 中闰分类号：TG622文献标识码：A 文章编号：1671—119x(2003)03—0045一03 表层的金属结合荆进行电解去除．在这一过程中，一 方面砂轮在工作状态下金属结合剂产生电解作用， 0引言 以露出棱角分明的锋利磨粒；另一方面结合剂表层 随着硬质台金、工程陶瓷、光学玻璃、淬火钢及 产生的钝化膜对电解又有抑制作用，以减少砂轮的 半导体等硬脆材料日益广泛的应用，磨削加工在整 过分消耗这种电解作用与表层钝化膜的抑制电解 个机械加工领域已日趋重要，但由于材料的高强度、 作用处于动平衡状态，从而使砂轮连续的在线修整， 高硬度和高脆性，采用传统磨削工艺不仅磨削力大， 以保证磨粒获得恒定的突出量，达到最佳的磨削工 磨削温度高，磨削效率低，而且砂轮极易钝化、堵塞 作状态． 而丧失其切削性能，从而造成加工面脆性破坏及应 力集中，加工质量恶化难以满足高精度，高效率的加 2 ELID磨削过程及精密镜面形成机理 工要求．日本富士公司采用ELID磨削技术加工光 学镜头，镀膜后直接用在望远镜、幻灯等产品上，真 ELID镜面磨削过程可分为准备阶段、电解预 正实现了以磨代研的转变；日本东京物理化学研究 修锐阶段、在线电解动态磨削阶段和光磨阶段准备 所将ELID磨削技术应用于超精密加工，磨削光学阶段主要是对砂轮进行动平衡调整和精密整形，减 玻璃和碳化硅陶瓷等材料的高精度非球曲面，获得 小砂轮的圆度和圆柱度误差；预修锐阶段使砂轮的 了满意的效果．ELID(E1ectr。lvticInProoess 磨粒获得适当的出刃高度和合理的容屑空间，保证 Dressif】g)磨削是在磨削过程中，利用非线性电解的钝化膜的形成；动态磨削阶段形成加工表面；光磨阶 修整作用和，金属结合荆的超硬磨料砂轮表层氧化 段进～步提高表面质量．ELID磨削点面积总和均 物绝缘层对电解作用的动态平衡，对砂轮进行连续 大于被观察表面的30％，最大的达到70％，而超声 的修锐修整，使砂轮磨粒获得恒定的突出量．从而实 珩磨从60一190r／而In速度下均可获得延性切削表 现稳定可控和最佳的磨削过程，它适合于硬脆材料 面，整个表面破碎很少，破碎点数不大于10％，最大 的超精密镜面磨削． 破碎凹坑面积小于8肿l，延性珩磨磨粒刻划的痕迹 十分清楚． 1 ELID磨削的基本原理 ELID磨削去除材料的机理与其他镜面加工有 所不同．通常的镜面加工是通过磨削、研磨和抛光是 ELID磨削的基本原理如图l所示．金属结合 剂超硬磨料砂轮与电源正极相接为阳极，工具电极