《超高速單層釺焊多晶CBN超硬砂輪自銳問題研究》是依託南京航空航天大學，由丁文鋒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超高速單層釺焊多晶CBN超硬砂輪自銳問題研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：丁文鋒
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超高速磨削技術在以鎳基合金為代表的強韌性難加工材料高效加工領域具有獨特優勢和廣闊前景，但傳統單晶CBN磨粒製作的超高速砂輪難以通過磨粒微破碎自銳而實現砂輪高鋒利度的長時穩定保持，這已成為制約超高速磨削效率提高的關鍵問題。本項目提出研製超高速單層釺焊多晶CBN超硬砂輪，通過釺焊殘餘應力與磨削力的協同約束解決影響多晶CBN磨粒微破碎的內因與外因問題，實現砂輪自銳行為的主動控制，攻克如何長時穩定保持砂輪高鋒利度的難題。研究內容包括：多晶CBN磨粒釺焊殘餘應力控制方法與機理、磨削力約束的超高速砂輪磨粒分布陣列設計模型、基於磨粒微破碎控制的殘餘應力與磨削力協同約束、單層釺焊多晶CBN砂輪超高速磨削自銳性能評價。項目的完成可為研製滿足砂輪安全性、磨粒把持力、砂輪鋒利度綜合要求的超高速單層釺焊多晶CBN超硬砂輪奠定科學基礎，對於實現強韌性難加工材料長時穩定的高效率磨削具有重要理論和實際意義。
結題摘要
超高速磨削是難加工材料高效精密加工的重要方法，也是現階段先進制造技術領域的研究熱點。但是，普通樹脂、陶瓷、金屬結合劑砂輪無法滿足超高速磨削工藝對砂輪安全性、磨粒把持力與砂輪鋒利度的要求，而釺焊單晶立方氮化硼（CBN）超硬磨料砂輪由於單晶磨粒在力學性能方面各向異性的特點，易發生解理破碎，從而降低了砂輪的耐用度，仍然無法滿足超高速磨削對CBN砂輪鋒利度及其保持能力的高要求，導致落後的工具與配套工藝技術成為制約難加工材料超高速磨削技術發展的瓶頸。有鑒於此，本項目提出研製超高速單層釺焊多晶CBN超硬砂輪的構想。通過協同約束釺焊殘餘應力與磨削力以控制多晶CBN磨粒的微破碎行為，解決砂輪自銳難題，為實現超高速磨削過程中砂輪高鋒利度的長時穩定保持提供理論與技術支持。 主要工作包括： （1）採用複合釺料實現了多晶CBN磨粒的高質量釺焊連線，結合實驗與仿真闡明了多晶CBN磨粒內部釺焊殘餘應力的分布規律與形成機制，提出了釺焊殘餘應力的控制策略； （2）通過單顆磨粒磨削實驗與釺焊砂輪磨削實驗，揭示了砂輪承受的總磨削力與單顆磨粒承受的磨削力之間的聯繫，闡明了磨削工藝條件對磨削負荷的影響規律； （3）提出並實現了採用分形維數對磨粒的微破碎程度進行定量表征，建立了多晶CBN磨粒微破碎特性、釺焊殘餘應力和磨削力負荷三者之間的關係模型。在此基礎上，實現了基於磨粒微破碎控制的殘餘應力與磨削力範圍協同確定。 （4）綜合評價了單層釺焊多晶CBN砂輪超高速磨削的自銳性能，從磨削力、磨削比能、磨削溫度角度闡明了超高速磨削工藝對單層釺焊多晶CBN砂輪磨損行為的影響規律。揭示了單層釺焊多晶CBN砂輪的磨損機理，提出了磨損抑制策略，最後完成了典型強韌性難加工材料超高速高效磨削驗證。
