超高頻感應(yīng)釬焊單層超硬磨料成形砂輪研制.pdf

1、單層釬焊超硬磨料砂輪具有磨粒把持強(qiáng)度高、砂輪壽命長以及磨削效率高等優(yōu)勢，在高效磨削中體現(xiàn)出較好的效果，是未來高速高效磨削的重要工具。然而，由于高溫釬焊的熱過程影響，釬焊超硬磨料砂輪基體的變形嚴(yán)重問題是限制該類砂輪制造技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵問題。目前，通過采用局部超高頻感應(yīng)加熱方法，已可有效改善形面簡單的平行砂輪常用的整體加熱方法所存在的基體熱變形問題，滿足了精密磨削需求。但是，該方法還不能應(yīng)用于工作形面較復(fù)雜的成形砂輪制造，還未解決成形砂

2、輪感應(yīng)加熱時(shí)存在的形面溫度分布不均勻問題，從而限制了釬焊超硬磨料成型砂輪制造質(zhì)量的提高。
　　針對成形砂輪超高頻感應(yīng)加熱時(shí)存在的形面溫度分布不均勻問題，本文提出將復(fù)雜形面簡化為其構(gòu)成要素（凹、凸特征成形面）進(jìn)行研究，分析不同感應(yīng)器結(jié)構(gòu)對特征成形面溫度分布的影響規(guī)律，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)燕尾槽型成形砂輪釬焊用感應(yīng)器結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)成形面溫度的均勻分布。本文完成的主要研究工作如下：
　　1、將成形砂輪工作曲面簡化為凹、凸兩類特征成形面進(jìn)行研

3、究，借助有限元仿真軟件，重點(diǎn)分析了不同線圈夾角和導(dǎo)磁體磁軛尺寸對凹面特征成形面溫度分布的影響，以及不同線圈結(jié)構(gòu)和線圈夾角對凸面特征成形面溫度分布的影響，在提高凹面加熱效率的同時(shí)降低了凸面加熱效率，為燕尾槽型成形砂輪超高頻感應(yīng)釬焊用感應(yīng)器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　2、基于以上對特征成形面溫度場的研究，重點(diǎn)分析了導(dǎo)磁體長度對成形面溫度分布的影響規(guī)律，對燕尾槽型成形砂輪釬焊用感應(yīng)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的感應(yīng)器結(jié)合超

4、高頻連續(xù)感應(yīng)釬焊工藝研制了單層釬焊 CBN成形砂輪，并對焊后砂輪表面形貌以及熱變形情況進(jìn)行評價(jià)。結(jié)果表明，焊后砂輪表面磨粒仍為有序排布，形面各處釬料分布均勻，無釬料堆積和氧化現(xiàn)象；焊后砂輪基體變形量在13μm以內(nèi)，可以達(dá)到未經(jīng)歷加熱過程的電鍍CBN砂輪的同等精度。
　　3、采用研制的單層釬焊CBN成形砂輪高效成形磨削TC4鈦合金試件，分別從磨削力、磨削溫度、試件加工表面尺寸精度和輪廓精度、試件加工表面完整性以及砂輪磨損情況綜合評價(jià)