超高頻連續(xù)感應(yīng)釬焊高速砂輪.pdf

1、以人造金剛石和和立方氮化硼（CBN）為代表的超硬磨料由于其優(yōu)異的物理力學(xué)性能，使得超硬磨料砂輪在磨削加工領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并且成為當(dāng)今難加工材料高效精密磨削加工中的研究熱點(diǎn)。單層釬焊超硬磨料砂輪在容屑空間、磨粒把持強(qiáng)度、鋒利度以及工具壽命等方面具有優(yōu)異的性能，因而近幾十年來一直備受國內(nèi)外研究者關(guān)注。然而，釬焊砂輪制作中整個(gè)基體處于高溫釬焊環(huán)境，嚴(yán)重?zé)嶙冃沃苯佑绊懥蒜F焊砂輪的制造精度，從而限制了超硬磨料釬焊工具在高效磨削尤其是高速磨削

2、中應(yīng)用，也限制了加工效率和質(zhì)量的進(jìn)一步提高。
　　針對(duì)高速磨削加工中單層釬焊砂輪制造工藝導(dǎo)致基體變形大的難題，本文提出局部加熱并結(jié)合掃描移動(dòng)的方式對(duì)大尺寸的高速砂輪進(jìn)行超高頻連續(xù)感應(yīng)釬焊的構(gòu)想，以達(dá)到提高單層釬焊砂輪制造精度目的，著重研究了超硬磨料砂輪感應(yīng)釬焊工藝中溫度分布的影響因素及其規(guī)律，砂輪基體形狀精度的控制等問題。全文完成的主要研究工作如下：
　　1、在研究了感應(yīng)器結(jié)構(gòu)對(duì)渦流與溫度分布的影響規(guī)律的基礎(chǔ)上，基于“線圈投

3、影規(guī)律”，采用試驗(yàn)和有限元仿真相結(jié)合的手段，研究了導(dǎo)磁體、線圈結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)加熱溫度分布的影響，優(yōu)化了感應(yīng)器結(jié)構(gòu)尺寸，提高了加熱效率，為超高頻連續(xù)感應(yīng)釬焊工藝的開展提供了基本條件。
　　2、搭建了超高頻連續(xù)感應(yīng)加熱試驗(yàn)平臺(tái)，采用直線掃描加熱的方式模擬砂輪基體的旋轉(zhuǎn)式連續(xù)感應(yīng)釬焊過程。研究了感應(yīng)線圈與工件表面加熱間隙、掃描速度、感應(yīng)線圈電流三個(gè)工藝參數(shù)對(duì)加熱溫度的影響規(guī)律，在滿足Ag-Cu-Ti合金釬焊溫度要求的條件下，獲得了超高頻連續(xù)

4、感應(yīng)釬焊工藝參數(shù)，在不同的超高頻連續(xù)感應(yīng)釬焊工藝參數(shù)下實(shí)現(xiàn)了對(duì)金剛石和CBN磨粒的釬焊。
　　3、對(duì)釬焊后的超硬磨粒、釬料、鋼基體結(jié)合界面的反應(yīng)產(chǎn)物、微觀結(jié)構(gòu)、殘余應(yīng)力以及釬焊磨粒的力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究和理論分析。結(jié)果表明：加熱電流27A，掃描速度0.5mm/s時(shí)可獲得較優(yōu)的磨粒表面新生化合物形貌，斷口形貌特征顯示釬料層對(duì)磨粒具有較高的把持強(qiáng)度。
　　4、研制了高速砂輪的超高頻連續(xù)感應(yīng)釬焊裝置，在該裝置上采用超高頻連續(xù)感應(yīng)

5、釬焊的工藝方法分別制作直徑?400mm單層釬焊金剛石和CBN砂輪。采用三坐標(biāo)測(cè)量結(jié)果顯示釬焊前后砂輪基體變形量為16μm以內(nèi)，安裝到磨床主軸上測(cè)得徑向跳動(dòng)量小于21?m，達(dá)到了單層電鍍超硬磨料砂輪的同等精度。
　　5、分別在最高砂輪線速度120m/s和150m/s的高速條件下對(duì)工程陶瓷和鎳基高溫合金進(jìn)行高效磨削試驗(yàn)，在不同的磨削用量條件下，磨削力比顯示兩種釬焊砂輪具有較好的鋒利度。釬焊砂輪對(duì)磨料具有高把持強(qiáng)度，且能夠長時(shí)間保持穩(wěn)定