超精密磨削和镜面磨削_百度文库
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超精密磨削和镜面磨削
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　　摘要 在工件表面用喷涂方法形成陶瓷涂层，可以显著改善其性能。但是由于陶瓷喷涂层的硬脆特性，难以进行精密加工。本文引入金属基超硬在线电解修整(ELID)技术，对陶瓷喷潦层进行精密镜面的实　　验研究。结果表明，该技术加工精度高、表面质量好，极具应用前景。　　主题词 喷涂层 精密镜面磨削 金属基超硬磨料砂轮 在线电解修整(ELID)　　0 引言　　现代技术的发展对材料性能提出了越来越高的要求，特别是对零件表面往往有特殊的要求，如耐磨损、耐高温、耐腐蚀等。对性能要求很高的零部件来说，如果整体铸造或锻造比较昂贵的金属材料，不仅工艺复杂，而且造价很高。而采用喷涂方法．通过在普通材料表面上喷涂强化层、保护层或装饰层等各种功能涂层，使其实现耐磨、防腐、抗高温、耐氧化、隔热绝缘、导电和防微波辐射等功能特性，可以在满足性能要求的同时延长零件寿命、节约材料和能源、大大降低成本。因此喷涂技术作为一种综合性很强的工艺，广泛应用于汽车、造船、水泵、石油、矿山、农机、飞机及宇航等工业部门。　　随着喷涂技术的不断发展和完善，可用于喷涂的材料越来越多，除了金属和台金外，还有陶瓷、塑料、非金属矿物以及复台材料等。其中陶瓷喷涂层以其良好的耐磨、耐腐蚀和耐高温氧化等性能而得到越来越多的应用。但是由于其自身的结构特点，使得对其进行精密加工比较困难。　　 金属基超硬磨料砂轮在线电解修整(ELID)超精密镜面磨削技术是日本理化学研究所大森整博士八十年代末期开发的超精密加工新技术，是对超精密磨削加工技术的重大改进。该方法可用于加工各种金属和非金属硬脆材料，适用性广泛，而且由于可以采用微细粒度砂轮，加工后的表面粗糙度Ra值可达纳米级。应用ELID镜面磨削技术对陶瓷喷涂层进行精密加工，将为高硬度涂层的精密加工开辟一种新的途径。　　1 陶瓷喷涂层加工特点　　喷涂是采用喷枪将特殊的低熔点台金粉末高温高速喷洒到经过清理的工件表面，依靠合金粉末的物理化学反应，与基体金属产生原子扩散结合，从而获得牢固的喷焊层。合金粉末喷洒后不需进行重新熔化，整个喷涂过程保持低温，零件温度低于250℃。所以，涂层与基体表面以机械结合为主，冶金结合比较微弱。特别是对于陶瓷喷涂层，由于硬度高、脆性大而韧性差，兼具了高强度钢、高温合金与淬硬钢的性能，故而表现出加工温度高、刀具耐用度低、涂层易剥落等特点，给精密加工带来了极大困难。为满足工业发展口益增长的加工要求，探索陶瓷喷涂层精密加工的新途径已成为一项重要课题。　　2 ELID磨削的基本原理　　目前．陶瓷喷涂层的精密磨削，采用金属结合剂超硬磨料(、CBN)砂轮是比较理想的。这是因为超硬磨料的硬度高、耐磨性好，而金属结合剂(青铜、铸铁等)的结合强度高，导热性能好，与磨料的结合牢固．能够充分发挥超硬磨料的切削性能，特别适合硬脆材料的高效精密磨削。但这些砂轮的致命弱点是修整困难，用传统的机械修整方法效率很低，而且很难使砂轮表面处于理想磨削状态。　　ELID磨削技术的出现解决r上述难题，它的基本原理是利用金属基砂轮导电和可电解的特性，用在线电解的方法对砂轮表面的结合剂进行去除，而磨粒本身不会被电解破坏，从而实现对砂轮表面的修整，如图1所示。砂轮通过电刷接电源的正极，根据砂轮的形状制造一个导电性能好的电极接电源的负极，电极与砂轮表面之间有一定的间隙。从喷嘴中喷出的具有电解作用的磨削液进入电极和砂轮表面之间的间隙，在修整电源作用下，砂轮铸铁结合剂作为阳极被电解，使砂轮中的磨粒露出表而，形成一定的出刃高度和容屑空间。随着电解过程的进行，在砂轮表面逐渐形成一层钝化膜，抑制电解过程继续进行，使砂轮损耗不致太快。当砂轮表面的磨粒磨损后，钝化膜被工件材料刮擦去除，电解过程继续进行，对砂轮表面重新进行修整，上述过程重复进行。上述过程是一个动态平衡的过程，既避免了砂轮过快消耗，又能自动保持砂轮表面的磨削能力，通过调整电解参数(电压和电流)和磨削参数．可以对电解修整进程进行在线调控，从而实现稳定的接近理想状态的磨削过程。　　　　3 ELID磨削的实验条件与实验结果　　为了进行陶瓷喷涂层的精密磨削加工的实验研究，采用自行开发的外圆ELID镜面磨削实验装置，其示意图如图2所示。实验中使用的修整电源是自行研制的ELID磨削专用高频脉冲电源，电源输出电压为0～1．40V，电流O～10A，脉冲频率0～500kHz．磨削液使用自行研制的专用磨削液。由于ELID磨削的磨削液兼作电解液，因此，使用碱性水溶型磨削液，除添加防锈剂，钝化剂、极压添加剂，合成润滑剂外，尚需一定数量的无机盐，以使磨削液具有电解能力，其它实验条件如下：　　砂轮：铸铁结合剂金刚石砂轮，直径240mm，宽度　　10mm，磨料层厚度5mm，粒度W5。　　主轴转速：1500转／分。　　工件材料：Al2O3陶瓷喷涂层试件，工件直径　　45mm。　　工件转速：30～100转／分。　　　　应用ELID外圆磨削装置对Al2O3陶瓷喷涂层进行磨削实验时，首先对砂轮进行电火花精密整形，消除砂轮的圆度和圆柱度误差，使微细磨料尽可能等高地分布在砂轮表面上。然后进行电解预修锐，在砂轮表面形成充分的氧化膜，时间大约30分钟。接着进行在线电解动态磨削阶段。磨削完毕后，切断电源依靠砂轮表面的氧化膜对工件光磨30分钟。　　采用日本Kosaka Laboratory Ltd．公司制造的SE-3H型轮廓仪进行表面粗糙度检测，其中微观尺寸放大倍数V=20000，走纸方向放大倍数H=20，采样长度R。=O.25mm，测量长度L=2．5mm。磨后工件达到RaO027μm。磨削效果及测量曲线如图3所示。　　　　分析图3的测量曲线，可以看出检测曲线抖动剧烈，在某些地方出现不连续的现象。这主要是由于喷涂层材料在结构和性能上与普通致密材料有较大的差别。从原理上讲，喷涂是利用热源加热喷涂材料，将熔化或接近熔化状态的粒子雾化，喷射并沉积在基材表面上，从而形成特殊表面层。因此涂层的组织是由熔融粒子强烈变形和高速结晶堆砌所形成的层状结构，在喷涂粒子间的表面接触区内会出现疏松和微孔，因此涂层的密度和强度低于致密材料。对陶瓷涂层来说，涂层颗粒与基体表面的结合形成主要为机械结合，因此涂层比较脆弱，在外力冲击和应力作用下容易发生脆性断裂和脱落。因　　此在磨削过程中易出现局部剥落和微崩现象，磨削表面质量也不均匀．所以检测曲线上表现出抖动剧烈．甚至不连续情况。因此要提高涂层表面磨削质量，必须从两方面着手，一是提高涂层结合强度和致密性，尽量减少疏松和微孔；另一方面是优化磨削参数，改善磨削条件，采用更高精度的磨床、更纲粒度的砂轮等。　　4 结论　　通过对Al2O3陶瓷喷涂层ELID磨削实验的研究　　及分析，得出以下结论：　　(1)用金属基金刚石砂轮和在线电解修整(ELID)精密磨削技术对硬脆材料进行精密磨削加工可以得到很好的效果，磨削表面粗糙度很低，是陶瓷喷涂层精密加工的一种新途径，具有很好的推广价值和应用前景。　　(2)由于喷涂层材质不均匀、不致密，表面各点磨削质量是不均匀的，因此要得到更高的磨削表面质量，既需要提高涂层结合强度和致密性，又要改善磨削条件。
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93ELID镜面磨削加工技术研究进展_尹韶辉
中国机械工程第21卷第6期2010年3月下半月；ELID镜面磨削加工技术研究进展；尹韶辉??曾宪良??范玉峰??朱勇建??唐??昆；湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心,长沙,41；摘要:在线电解修整(ELID)镜面磨削技术作为一；关键词:ELID磨削;镜面磨削;硬脆材料;纳米磨；ResearchProgressesofELID；YinShaohui??Ze
中国机械工程第21卷第6期2010年3月下半月ELID镜面磨削加工技术研究进展尹韶辉??曾宪良??范玉峰??朱勇建??唐??昆湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心,长沙,410082摘要:在线电解修整(ELID)镜面磨削技术作为一种低成本高效率的超精密镜面加工技术,广泛应用在现代超精密加工领域中。综述了ELID镜面磨削技术的历史发展和研究现状,介绍了该技术的加工机理和镜面形成过程,重点讨论了在不同条件下几种不同ELID镜面磨削的形式,最后就该技术的深入研究工作作了展望并指出了产业化推广需要解决的问题。关键词:ELID磨削;镜面磨削;硬脆材料;纳米磨削;研究进展中图分类号:TG58??????文章编号:X(50??06ResearchProgressesofELIDMirrorGrindingTechnologyYinShaohui??ZengXianliang??FanYufeng??ZhuYongjian??TangKunNationalEngineeringResearchCenterforHighEfficiencyGrinding,HunanUniversity,Changsha,410082Abstract:Asalowcostandhighefficiencyultra-precisionmirrorprocessingtechnology-ELIDmirrorgrindingtechnology,iswidelyusedinthefieldofmodernultra-precisionmachining.Thispa-persummariedthehistoricaldevelopmentandthepresentresearchsituationofELIDmirrorgrindingtechnology,introducedtotheprocessingmechanismofthetechnologyandtheformationofmirrorsurface,aswellasfocusedonseveraldifferentformsoftheELIDmirrorgrindingunderdifferentcon-ditions.Lastlyaprospectofthein-depthresearchofthetechnologyandsomeproblemsoftheindus-trializationpromotionwereproposed.Keywords:ELIDhanano-researchprogress0??引言随着微电子、光学、计算机等技术的发展,针对工程陶瓷、硬质合金、光学玻璃、玻璃陶瓷、单晶硅等高硬度、高脆性材料低成本高效率的超精密加工技术的研究工作正在广泛开展。特别是随着砂轮精密修整技术的发展及超微细粒度砂轮的使用,超精密镜面磨削逐渐受到人们的重视。超精密镜面磨削技术是一种借助高性能的机床、良好的工具(砂轮)、完善的辅助技术和稳定的环境条件,控制加工精度在0??1??m级以下、表面粗糙度Ra&0??04??m甚至Ra&0??01??m的磨削方法[1??2]径。随着超精密镜面磨削工艺的发展,它在很多领域将能够取代传统的研磨抛光[3]。近十多年来在国际上最为引人注目的镜面磨削技术就是在线电解修整(electrolyticin-processdressing,ELID)镜面磨削技术。1??历史发展和研究现状随着硬脆材料日益广泛的应用,磨削加工在整个机械加工领域已日趋重要,但由于材料的高强度、高硬度和高脆性,采用传统磨削工艺对这些材料进行加工时不仅磨削力大、磨削温度高、磨削效率低,而且砂轮极易因钝化、堵塞而丧失其切削功能,从而造成工件加工表面脆性破坏及应力集中,加工质量恶化,难以满足高精度、高效率的加工要求。20世纪80年代,日本东京大学的中川威雄教授为了解决树脂基砂轮加工方式存在的问题,考虑采用金属基金刚石砂轮,发明了铸铁基金属结合剂的金刚石砂轮。在此基础上,日本国立理化学研究所的Ohmori在1987年发明了金属基金刚石砂轮ELID技术,同时开发了ELID镜[3]。与其他的超精密加工方法相比,利用超精密镜面磨削技术能够加工普通精密磨削难以加工的非金属硬脆材料和淬硬黑色金属,而且能得到更高的表面质量,与超精密研磨等光整加工方法相比,它能够实现高效率的形状创成,而且可以实现自动化与在线测量。因此对于各种硬脆材料,超精密镜面磨削技术是实现超精密表面加工最有效的途收稿日期:基金项目:国家自然科学基金资助项目()ELID镜面磨削加工技术研究进展??????尹韶辉??曾宪良??范玉峰等面磨削技术。该镜面磨削技术拓宽了纳米镜面磨削加工的新途径,在世界范围内备受关注。20世纪90年代,日本成立了ELID磨削研究会并出版了学术期刊??ELID研削研究会报??。ELID磨削高层研讨会始于1991年,在日本国内已经召开了50次。第一届国际ELID磨削会议于2008年6月在湖南大学召开,由湖南大学、中国生产工程学会和日本国立理化学研究所联合举办,聚集了国内外知名的ELID磨削领域专家。此次ELID磨削会议促进了全球ELID镜面磨削技术的学术交流和合作,提供了研讨ELID镜面磨削技术的平台。该会议主要讨论了ELID磨削工艺、ELID磨削设备、ELID磨削监测、ELID磨削应用、用于微细加工的ELID磨削及其机理分析、超精密加工技术等。许多国家和地区的学者对ELID镜面磨削技术进行了研究,并取得了一些成果。Ohmori等[3??6]律以及磨削力变化规律等进行了试验研究。湖南大学把ELID应用在高速磨削中,对各种工艺参数进行优化,实现了对陶瓷材料的高效磨削加工,取得了良好的效果。尹韶辉等把ELID镜面磨削技术引入微细制造领域,加工微小零件(光学透镜及相应的透镜模具)。西安工业大学朱育权等[20][16][17??19]对砂轮表面氧化膜形成行为进行实验研究并对形成过程进行了建模和仿真。还有一些学者对铸铁结合剂微粉金刚石砂轮和青铜结合剂金刚石砂轮的ELID磨削进行了试验研究[21??22]。这些研究成果促进了ELID技术的推广应用。目前,国内已有十几家单位将该技术应用于动压马达零件、单元陶瓷、微晶玻璃、铁氧体等航天材料零件的加工之中,以及用于光学玻璃非球曲面加工和大理石的加工之中[11]。自提出ELID方法以来,一直专注于该技术2??ELID镜面磨削加工原理及镜面成形过程????ELID磨削加工原理如图1所示,电源正极通过电刷连接到导电砂轮的中心(这可减少电刷的磨损),而电源的负极安装到砂轮表面相应的位置,砂轮与负极的间隙在0??1~0??3mm范围内调整,喷嘴中喷出的具有电解功能的磨削液充满正负极间隙之间,在直流脉冲电源的作用下,使整个系统保持电解的状态,使电解砂轮表面的结合剂溶解,自动去除结合剂,露出掩埋的磨粒,这种修整持续进行,保证在加工过程中砂轮始终有突出的磨粒用以维持砂轮的锋利状态,从而使工件表面能有效地达到镜面效果[3]的研究,对表面形成机理进行了磨削试验研究,开发了ELID专用电源、ELID专用磨削液,同时针对难加工硬脆材料(单晶硅、碳化硅、碳化钨、碳化钛等)的高品质ELID镜面磨削加工,提出了硬脆材料在延性方式下的磨削理论,系统地讨论了各种磨削工艺参数对加工性能的影响,现在该方法已成功应用于平面反射镜、球面、非球面透镜及其模具的纳米精度级加工中,他们已成功开发了ELID纳米级磨床[7??8]。Chen等[9]就ELID磨削过程中阳极金属的去除率分别进行了二维和三维模型的分析研究。Boland对ELID磨削过程的计算机控制与监控进行了探索。美、德、法、韩等一些国家的专家也对ELID镜面磨削技术进行了深入的研究。在完善ELID磨削技术的同时,富士公司采用ELID磨削技术加工光学镜头,将其镀膜后直接用在光学透镜、幻灯产品上,真正实现了光学镜头加工以磨代研、以磨代抛的工艺革命[11][10]。。尽管ELID磨削技术引入我国比较晚,但随图1??平面磨削ELID基本原理的装置示意图着我国与日本的交流和联系日益紧密,该技术在最近十来年也取得了一些进展。哈尔滨工业大学最早引进ELID技术,该校一些学者在ELID精密及超精密镜面磨削、专用磨削液、专用电源、砂轮耐用度、电解氧化膜的形成机理以及氧化铝陶瓷和石榴石铁氧体等材料的ELID磨削等方面进行了理论与试验研究,成功研制了ELID磨削专用的脉冲电源、磨削液和砂轮[11??14]。天津大学林彬等[15]电解修锐过程中,砂轮在电解作用下,其金属结合剂电离溶解,使得砂轮表面的磨粒突出同时生成一层致密而绝缘的氧化膜,这能减缓砂轮的过度电解,降低电解速度,防止砂轮磨损过快,ELID镜面磨削基本原理过程如图2所示。随着磨削加工的进行,表面的磨粒因磨损而脱落,出刃高度降低,同时生成的氧化膜也因被工件摩擦而变薄,此时砂轮的电解又恢复,金属结合剂的电解过程加快,继续开始砂轮表面的电解过程,磨粒的??对ELID超精密镜面磨削中砂轮磨损规中国机械工程第21卷第6期2010年3月下半月削,实验结果证明:ELID磨削加工过程稳定性好、效率高,加工精度高,表面裂纹少,表面质量好;砂轮不会过快磨耗,这提高了贵重磨料的利用率;不仅大大节约加工时间,提高了加工效率,而且也能获得几十纳米甚至几纳米的表面精度和良好的形状精度p-v值。由于ELID镜面磨削的在线电解作用,在磨削过程中能及时产生适应砂轮磨损的修整量,这能消除砂轮的堵塞和容屑空间减少的现象,使在长时间的磨削过程中砂轮一直保持良好的锋利切削性能。电解作用使得镶嵌图2??ELID镜面磨削基本原理过程示意图[23??25]在结合剂中的磨粒保持稳定的突出量。另外,在砂轮表面形成的氧化膜可对工件的表面进行复合抛光作用,进一步减小了工件的表面粗糙度。出刃高度增加,氧化膜又开始增厚,如此循环。利用这种非线性电解作用,可以使砂轮的修锐过程对磨削过程有一定的自适应能力,砂轮表面金属结合剂的去除速度与磨料消耗的速度达到动态平衡,从而保持砂轮有稳定的出刃高度[2]。普通镜面加工是通过研磨和抛光进行的。而ELID磨削,一方面由于磨粒固着在结合剂中,对于单颗的固着磨粒而言,其有效磨削尺寸只有磨粒尺寸的1/3,磨粒主要以微切削的方式去除材料,所以造成的破碎区要小得多;另一方面,砂轮表面形成具有一定厚度和弹性且容纳有脱落磨料的钝化膜,成为一种良好的柔性研磨膜。精磨时,由于进给量很小,钝化膜的厚度远大于磨料的出刃高度,使砂轮基体表层磨料在磨削中不可能直接与工件接触,砂轮上覆盖的钝化膜将代替金属基砂轮参与磨削过程。当电解作用完全被抑制时,钝化膜对工件进行光磨。因此,ELID磨削实际上是一种将磨、研、抛合为一体的复合式精密镜面加工技术[11],磨粒主要是以滑动方式去除工件材料的,如图3所示。??(a)平面磨削??????(b)外圆磨削6.工件??7.阳极电刷??8.绝缘板(c)内圆磨削1.喷嘴??2.紧固螺栓??3.阴极??4.砂轮罩??5.砂轮图4??ELID镜面磨削的应用3.2??间隙式ELID镜面磨削图5所示为一种间隙式ELID镜面磨削的原理。在加工之前,砂轮轴移到ELID电解修整区域,使电解砂轮生成一层氧化膜并保持一定的出图5??间隙式ELID镜面磨削原理图刃高度。电解修整之后,不再在加工走刀途中进行电解,当砂轮的出刃高度下降而变得不锋利,磨削效率下降时,将砂轮轴移到ELID电解修整区图3??ELID磨削去除材料机理示意图3??ELID镜面磨削的几种方式3.1??普通ELID镜面磨削ELID镜面磨削已经广泛应用在平面、外圆和内孔的加工之中,如图4所示。一些学者针对单晶硅、SiC、Zerodur玻璃陶瓷、蓝宝石、花岗岩、氧化锆等各种难加工材料进行ELID镜面磨域电解修整,持续电解2~3min,再进行加工。因此电解修整和磨削加工交替反复进行,最终实现镜面加工的要求。这种间隙式ELID镜面磨削方式广泛应用于小砂轮而且间隙很小不利于安装负极装置的情况。Qian等利用CIBCCBN砂轮综合EDT修整和间隙式ELID镜面加工技术,针对不同的硬淬材料如WC、Al2O3、轴承钢等进行加工试验,讨论了电极形状、磨粒大小、旋转速[26]ELID镜面磨削加工技术研究进展??????尹韶辉??曾宪良??范玉峰等度、材料等加工因素对表面质量的变化趋势。3.3??无电极ELID镜面磨削对于一些导电的难加工材料,为了简化ELID镜面磨削系统,在相对砂轮的位置不安装负极,利用导电工件作为负极取代专用的负极结构装置,大大简化了结构,如图6所示。砂轮和导电工件之间形成导电通路产生电解氧化反应,在砂轮表面生成氧化膜,达到在线电解修整砂轮的目的,从而能够实现ELID镜面磨削加工。同时,为了避免砂轮和导电工件之间可能发生的放电现象,采用导电材料为半导体材料或者半导体结合剂的砂轮,能够实现稳定的ELID磨削,使加工表面达到镜面要求。如哈尔滨工业大学对碳化物材料和硬质合金材料应用无电极ELID镜面磨削,获得了表面粗糙度Ra=0??127??m甚至更高的精度[27]。Qian等[26]利用MRBCCBN砂轮针对SKD11、SKH51等材料进行无电极ELID镜面磨削,表面粗糙度Ra达到了20~30nm。图8??喷嘴式ELID镜面磨削原理图图7??电极喷嘴结构图4??发展趋势对于硬脆材料及难加工材料,ELID镜面磨削技术作为一种高效的镜面加工技术,将取代传统的研磨抛光工艺进行精密镜面加工。目前,该技术在机理、工艺等方面都产生了相关研究成果,具有很好的应用前景。其研究趋势包括以下几个方面:(1)ELID与其他工艺组合,形成新的组合工艺,以便能高效地加工各种复杂形状、高表面精度的工件。尹韶辉等[30]结合ELID和磁流变抛光图6??无电极ELID镜面磨削原理图技术(MRF)加工工艺的优点,对BK7玻璃、微晶玻璃、碳化硅等光学材料进行了超精密加工试验,可以在短时间内使工件表面得到亚纳米级别的表面粗糙度和峰谷值为??/20(??为单位波长,??=632??8nm)的形状精度;陈逢军等结合ELID磨削工艺和磁力研磨(MAF)工艺,通过对复杂曲面的加工控制,实现了模具复杂表面精密加工的自动化和高效率化;Lee等[32][31]3.4??喷嘴式电极ELID镜面磨削利用ELID镜面磨削加工微细硬脆性材料零件如微小透镜和微细透镜模具,砂轮的直径有可能达到3~5??m。在这种情况下,如果安装普通的电极装置,由于尺寸太小,电极正极与电刷不易接触,同时负极没有放置的空间,这也就意味着安装这样的电极就变得很困难。由于尺寸小而限制了ELID的应用,因此考虑不用电极,而是通过一种特殊的喷嘴结构[28],如图7所示,在喷嘴上固定两块铜板,分别接电源的正负极,保持一个电解通路,使得电解在喷嘴的前端进行,这样磨削液电解产生OH离子,再喷射在砂轮的表面,和砂轮表面结合剂生成氧化膜,从而实现砂轮的在线修整,因此这种方式称??喷嘴ELID磨削??,其原理如图8所示[7]。试验表明,该方式相对于无电极ELID磨削的方法,尽管获得的表面粗糙度相对低一点,但其具有更高的磨削效率,通常为无电极ELID磨削的3倍左右,且砂轮和工件之间不会产生电火花放电而损伤工件表面质量,同时砂轮的磨损也大大减小[29]。-结合ELID与磁力抛光工艺加工Zerodure,有效地提高效率且获得了Ra=1??7nm的表面;其他的复合工艺如ELID镜面磨削与弹性发射加工(EEM)相结合、ELID镜面磨削与超声波研磨相结合也是重要的发展趋势。(2)扩展ELID技术的应用范围,应用于微细加工,如微型沟槽、微细结构、微小非球面及其微小模具等微细零件的加工。尹韶辉等[33]利用4000号金属结合剂金刚石砂轮对透镜进行微修整和微磨削试验,获得了最小半径为8??2??m的微型沟槽。Suzuki等[6]应用ELID技术加工微小透镜模具,获得了峰谷值为??0??1??m的形状精度。对微小零件的ELID镜面磨削,由于存在装夹困??中国机械工程第21卷第6期2010年3月下半月难,因此,进一步优化夹具装置结构以实现纳米级精度的微细加工,使其更实用化,是ELID技术发展的重要趋势。(3)对于硬脆材料的超精密加工,如何保证精密零件的加工质量,砂轮的修整技术是关键。ELID修整法是一种砂轮修锐和磨削同时进行的方法,具有加工精度高的特点,可实现镜面磨削。通过ELID技术和其他砂轮修整技术相结合,形成一种切实可行的、整形效率高的复合修整技术,如ELID和杯形修整相结合、ELID和电火花修整相结合、ELID和激光修整相结合、ELID和超声振动游离磨粒砂轮修整相结合[35]。相对传统的单一修整技术,整合各种修整技术的优点,既可最低限度地减少砂轮的损耗,又能获得很高的整形精度。(4)进一步改进ELID磨削加工表面质量性能,建立其相关的理论体系和掌握该技术的本质:研究各种工艺参数对加工表面质量的影响;研究磨削力的产生、磨削比能;研究减少磨削热、温度和损伤的措施;研究表面残余应力和表面及亚表面损伤等。(5)对专用ELID磨削液的流动状态进行仿真分析,控制参数以实现最优化的磨削效率和质量。[12??16][2][34]faceGenerationofHardandBrittleMaterialsbyELIDGrindingwithSuperfineGrainMetallicBondWheels[J].AnnalsoftheCIRP,):287??290.[5]??OhmoriH,NakagawaT.UtilizationofNonlinearConditioninPrecisionGrindingwithELIDforFab-ricationofHardMaterialComponents[J].AnnalsoftheCIRP,):261??264.[6]??SuzukiT,MoritaS,LinWeimin,etal.Ultraprec-isionELIDGrindingforMicroLensMold[C]//In-ternationalConferenceonLeadingEdgeManufac-turingin21stCentury.Nagoya,6.[7]??OhmoriH,LinW,KatahiraiK,etal.DevelopmentalHistoryandVariationofPrecisionandEfficientMa-chiningAssistedwithElectrolyticProcessPrincipleandApplications[C]//TheFirstInternationalELID-GrindingConference.Changsha,.[8]??SalehT,RahmanMS,LimHS,etal.DevelopmentandPerformanceEvaluationofanUltra-precisionELIDGrindingMachine[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,??291.[9]??ChenHong,LiJCM.AnodicMetalMatrixRemov-alRateinElectrolyticIn-processDressingII:Pro-trusionEffectandThree-dimensionalModeling[J].JournalofAppliedPhysics,):.[10]??puterControlandProcessMonito-ringofElectrolyticIn-processDressingofMetalBondFineDiamondWheelsforNIFOptics[J].OpticalManufacturingandTestingII,??69.[11]??周曙光,关佳亮,郭东,等.ELID镜面磨削技术??综述[J].制造技术与机床,??40.[12]??张春河,袁哲俊,张飞虎,等.在线电解修整(ELID)超精密镜面磨削的影响因素初探[J].金刚石与磨料磨具工程,):21??23.[13]??ZhangFeihu,LiWei,QiuZhongjun,etal.Applica-tionofELIDGrindingTechniquetoPrecisionMa-chiningofOptics[J].AdvancedOpticalManufac-turingandTestingTechnology,8??223.[14]??关佳亮,郭东明,袁哲俊.ELID镜面磨削砂轮氧化膜生成机理[J].中国机械工程,):630??632.[15]??林彬,张春河,徐燕申.ELID超精密镜面磨削砂轮磨损规律的研究[J].天津大学学报,):74??76.[16]??王树启.砂轮在线电解修锐(ELID)技术在工程陶瓷高速磨削中的应用研究[D].长沙:湖南大学,2006.[17]??YinShaohui,OhmoriH,DaiYutang,etal.ELID5??产业化推广需要解决的问题ELID镜面磨削技术的理论研究日趋成熟,关键技术也取得了突破性的进展,但进一步推广该技术的产业化应用,仍需解决如下关键问题:(1)导电微粉砂轮制造,提高砂轮磨粒粒径的均匀性和分布的均匀性。(2)超精密磨床以及微纳磨床的开发,重点是提高磨床的进给精度(期望目标是达到亚微米级)。(3)优化加工工艺过程,以降低成本、提高效率。参考文献:[1]??袁哲俊.精密和超精密加工技术[M].北京:机械工业出版社,1999.[2]??张春河.在线电解修整砂轮镜面磨削理论及应用技术的研究[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学,1996.[3]??OhmoriH.ElectrolyticIn-processDressing(ELID)GrindingMethodforUltra-precisionMir-rorSurfaceGrinding[J].JournalofJapanSocietyforPrecisionEngineering,):1451.[4]??OhmoriH,NakagawaT.AnalysisofMirrorSur-包含各类专业文献、生活休闲娱乐、外语学习资料、文学作品欣赏、幼儿教育、小学教育、应用写作文书、中学教育、高等教育、93ELID镜面磨削加工技术研究进展_尹韶辉等内容。　
　在工程应用中为提高该工艺方法的加工精度,研究其机械...考虑到磨削力很小,床身可仿照铣床来 设计相关参数。...参考文献: [1] 尹韶辉 . 磁场辅助超精密光整加工... 　可以说磁流变抛光技术将带给机械精加工行业一次新的...2 进行了磁流变抛光去除磨削亚表面损伤层的实验研究...尹韶辉等人[7] 设计了 4 种不同形状的抛光头, ... 　[12] 尹韶辉,唐昆,朱勇建,陈逢军. 小口径玻璃透镜热压成形模具的超精 密...轴对称回转曲面精密磨削加工技术研究 [D]. 广东工业大学: 2011. [15] 崔胜民... 　小口径非球面玻璃透镜模压成形尹韶辉 朱科军 余剑武 朱勇建 陈逢军 (湖南大学...ELID 镜面磨削加工技术 研究进展[J]. 中国机械工程,):750-755. ... 　尹韶辉 陈根余 金滩 熊万里 ①1101 英语②2007 机械制造 金湘中 工艺学③...切削磨削加工 刘继常 理论、3012 特种加工 选一 刘坚 邓乾旺 余剑武 邓朝晖*... 　及研究方向 080200 机械工程 01 机械制造及其自动化 指导教师周志雄 尹韶辉 陈...机械制造工艺学③ 3011 切削磨削加工理论 或 3012 特种 加工 备注 02 机械电子...