金刚石形面约束下自由磨粒变速挤磨砂轮修整机理研究

超硬磨料砂轮磨削是先进磨削技术的基础，目前广泛应用于航空航天等高科技领域的难磨材料加工中，但是由于超硬磨料的高硬度和耐磨性使其砂轮修整环节变得非常困难，严重阻碍其磨削技术和应用领域的发展，因此超硬磨料砂轮修整问题是目前国际上研究超硬磨料砂轮磨削技术的热点课题之一，及时开展研究对于解决超硬磨料精密磨削关键技术、推动其普及应用具有重要意义，符合我国磨削加工发展需求。针对超硬磨料砂轮修整特性本项目首次提出金刚石包络形面约束下的自由磨粒变速挤磨砂轮修整方法，该方法拟通过将高效挤压修形和精密微量研削修磨有机结合实现超硬磨料砂轮高效、精密、成形修整。本项目计划通过开展该方法修整机理研究、验证实验研究，建立基于金刚石形面约束自由磨粒变速挤磨的超硬磨料砂轮修整理论和方法，为解决超硬磨料砂轮磨削关键技术难题、推动磨削加工学科的发展、提高超硬磨料砂轮磨削技术水平贡献力量。

超硬磨料砂轮磨削是先进磨削技术的基础，目前广泛应用于航空航天等高科技领域的难磨材料加工中，但是由于超硬磨料的高硬度和耐磨性使其砂轮修整环节变得非常困难，严重阻碍其磨削技术和应用的发展，是目前国际上磨削领域的热点研究课题。.至今为止开发的修整方法普遍存在修整工具磨损快、修整装置复杂、修整效率低及修整精度低等问题，尤其对于精密复杂形面的修整更加困难，有些情况甚至不能修整。因此开发新的高效精密修整技术是十分必要而迫切。.本研究开发了一种采用金刚石磨粒包络形面约束下自由磨粒变速挤磨超硬磨料砂轮的修整新方法，该方法的基本原理是通过修整过程中自由磨粒变速挤压和金刚石磨粒包络形面微研削对被修砂轮结合剂和磨粒作用，实现了对超硬磨料砂轮高效、精密的成形修整。本项目并通过对修整过程中自由磨粒变速挤压和金刚石形面微研削对被修砂轮结合剂和磨粒作用过程研究，揭示本方法实现高效、精密、成形修整超硬磨料砂轮的基本原理，同时开展基础工艺规律实验研究，建立一套高效挤压修形和精密微研削修磨有机相结合的新修整法及其基本理论。在超硬磨料砂轮的高效、精密、复杂形面成形修整技术方面取得突破，有效解决目前存在的超硬磨料砂轮修整难题，使超硬磨料砂轮修整技术取得新的突破，推动超硬磨料砂轮磨削技术的发展。.本项目取得的重要成果有以下几个方面：.（1）金刚石形面约束下自由磨粒挤磨修整机理研究，建立了挤磨修整系统模型，对金刚石形面约束下自由磨粒高效挤磨和形面精密修磨过程进行了理论和实验研究，揭示了高效挤磨修形和精密修磨过程的机理，为建立高效高精修整方法奠定了理论基础。.（2）研制了挤磨修整装置，装置由金刚石挤磨修整滚轮、驱动主轴、自由磨粒供液器和自调整进给滑台组成。经修整试验和初步应用表明该装置可以取得高效修形和精密修磨的高效精密修整结果，为该本项目进一步研究和成果的推广应用提供了条件。.（3）研制了高精度复杂形面挤磨修整滚轮，通过对材料和结构的研究解决了挤磨刚性、包络形面约束等技术问题，精度达到微米级水平。为实现各种砂轮的复杂形面精密修整奠定了基础，并且具有极大的、广泛的应用价值。.（4）基本工艺规律实验研究，自由磨粒高效挤磨阶段的主要影响因素为自由磨粒粒度、自由磨粒液浓度和挤磨速比等；形面精密修磨阶段的主要影响因素为修磨力和修磨速比。为该技术的应用提理论依据。