电火花修整超硬磨料砂轮技术发展现状余剑武1,2何利华1,2 黄 帅1 尚振涛2 吴 耀2 段 文11.湖南大学,长沙,4100822.国家高效磨削工程技术研究中心,长沙,410082摘要:电火花加工技术的发展带动了电火花修整超硬磨料砂轮技术,改变了传统砂轮 硬接触”修整方法㊂近年来,许多学者致力于研究超硬磨料砂轮的电火花修整方法,为提高磨削效率和磨削精度做了大量有意义的研究㊂基于大量文献的论述与研究,回顾了近三十年来电火花修整超硬磨料砂轮技术发展过程的各种研究内容以及取得的成果,完整地阐述了电火花修整金属基超硬磨料砂轮技术的基本原理㊂以立方氮化硼(C B N )和金刚石磨料砂轮修整为主要应用,对不同电极㊁不同放电介质㊁不同放电参数以及现代工程理论辅助下的建模分析方法等方面做了介绍,分析了现有电火花修整技术发展中存在的问题,探讨了未来发展的方向及趋势㊂关键词:电火花修整;金属结合剂;超硬磨料砂轮;发展现状中图分类号:T G 661;T G 580 D O I :10.3969/j.i s s n .1004132X.2015.16.022S t a t e ‐o f ‐t h e ‐A r t o fE l e c t r i c a l D i s c h a r g eD r e s s i n g T e c h n o l o g y f o r S u p e r a b r a s i v eG r i n d i n g Wh e e l Y u J i a n w u 1,2 H eL i h u a 1,2 H u a n g S h u a i 1 S h a n g Zh e n t a o 2 W uY a o 2 D u a n W e n 21.H u n a nU n i v e r s i t y ,C h a n gs h a ,4100822.N a t i o n a l E n g i n e e r i n g R e s e a r c hC e n t e r f o rH i g hE f f i c i e n c y G r i n d i n g ,C h a n gs h a ,410082A b s t r a c t :E D Do f s u p e r a b r a s i v e g r i n d i n g w h e e l w a s d e v e l o p i n g w i t h e l e c t r i c a l d i s c h a r g em a c h i n i n g(E D M )t e c h n o l o g y ,c h a n g i n g t h e t r a d i t i o n a l w h e e l d r e s s i n g me t h o d s b a s e d o nh a r d c o n t a c t .I n r e c e n t y e a r s ,m a n y r e s e a r c h e r sw e r ew o r k i n g o nE D Md r e s s i n g m e t h o d s of s u p e r a b r a s i v eg r i n d i n g wh e e l a n d a c hi e v i n g a l o t o f s i g n i f i c a n t r e s u l t s t o c o n t r i b u t e t o t h e e f f i c i e n c y a n d p r e c i s i o n g r i n d i n g .B a s e d o n n u -m e r o u s l i t e r a t u r e s ,t h e r e s e a r c hf r u i t so nt h ed e v e l o p m e n to fE D Dt e c h n o l o g y w i t h i nt h e l a s t t h i r t yy e a r sw e r e r e v i e w e d .T h e b a s i c p r i n c i p l e s o fE D Md r e s s i n g t e c h n o l o g y o fm e t a l ‐b o n d e d s u p e r a b r a s i v e g r i n d i n g w h e e lw e r e i n t r o d u c e d .A c c o r d i n g t o t h e d r e s s i n g a p p l i c a t i o n s o f C B Na n dd i a m o n d g r i n d i n gw h e e l s ,t h ee f f e c t so fd i f f e r e n te l e c t r o d e s ,d i f f e r e n td i e l e c t r i c s ,d i f f e r e n te l e c t r i c a l p a r a m e t e r sa n dm o d e l i n g w i t hm o d e r nd e s i g n t h e o r i e sw e r e p r e s e n t e d .T h e e x i s t i n gp r o b l e m s i n t h ed e v e l o p i n g ED D t e c h n o l o g y w e r e a n a l y z e d ,a n d t h e f u t u r e d e v e l o p i n g di r e c t i o n sw e r e a l s od i s c u s s e d .K e y w o r d s :e l e c t r i c a l d i s c h a r g e d r e s s i n g (E D D );m e t a l ‐b o n d e d ;s u p e r a b r a s i v e g r i n d i n g w h e e l ;d e -v e l o pm e n t s t a t e 收稿日期:20141110基金项目:国家科技重大专项(2012Z X 04003‐101)0 引言近年来,光学㊁电子㊁通信㊁航空航天等领域的高科技产业飞速发展,特别是光学玻璃㊁碳化硅㊁碳化钨等先进材料的广泛应用,对零件的加工效率和加工精度提出了更高的要求[1]㊂为了达到这一要求,以磨削为代表的机械制造加工技术得到了高度关注,它反映了一个国家机械制造业的水平[2]㊂精密加工脆硬材料等难加工材料的传统工艺 精磨㊁研磨和抛光,存在许多缺点,如工序繁多,工具耐磨性差,抛光液的处理比较麻烦,零件机械损伤比较严重等[3],故最实用的加工方法仍是用超硬磨料砂轮(立方氮化硼和金刚石砂轮)进行粗磨㊁精磨,然而超硬磨料砂轮由于价格高㊁难修整[4‐6]而使得其应用受到阻碍㊂因此,国内外许多学者开始对超硬磨料砂轮精密修整技术进行研究,该技术成为精密加工技术领域最重要的课题之一㊂电火花加工(e l e c t r i c a l d i s c h a r g em a c h i n i n g,E D M )起源于20世纪40年代苏联科学家拉扎连科夫妇的研究[7],它是利用电能和热能来熔化甚至气化传统切削方法难以加工的超硬材料的加工方法[8‐9]㊂另外,E D M 过程中电极和工件之间不会直接接触,因此避免了传统机械加工中的应力㊁振动等问题[10]㊂在20世纪80年代末,S u z u k i 等[11]首先提出电火花修整砂轮(e l e c t r i c a ld i s -c h a r g ed re s s i n g,E D D )技术,将E D M 技术完美地融合到了磨削领域㊂现在这项技术开始向加工精密㊁操作简易㊁成本低廉等方向发展[12]㊂E D D 技术修整砂轮过程中,由于砂轮自身存在旋转运动,且只作为磨削加工过程的重要组成部分,其应用仍存在一定的局限性,但通过对E D D 的实验研究以及实际应用,其修整原理以及修整效果已经得到人们的广泛认同㊂㊃4522㊃中国机械工程第26卷第16期2015年8月下半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.1 E D D技术原理E D D技术一般将工具电极作为加工工具(负极),金属结合剂砂轮作为被加工工件(正极),两极之间产生火花放电和无序电弧放电[13],利用电能的瞬时局部高温将砂轮的金属结合剂熔化㊁气化或软化以达到砂轮的整形和修锐要求[14]㊂金属基砂轮通过不断腐蚀金属结合剂使磨粒重新突出㊂E D D工作机理如图1所示:(1)当脉冲电压施加于工具电极与工件之间时,两极间立刻形成一个电场,使得极间介质发生电离,形成放电通道[15]㊂(2)脉冲电源驱使通道内的电子高速奔向金属结合剂(正极),正离子奔向电极(负极),两种电荷不断冲击电极和金属结合剂㊂(3)电极和金属结合剂表面放电点的瞬时高温使得金属材料熔化甚至气化[8]㊂被蚀除的材料在通道中凝聚,形成蚀除产物㊂(4)在电火花修整过程中,有的嵌装在结合剂中的磨料会自行脱落,或使旧磨料出刃高度增大[15]㊂该过程被循环进行㊂电极与砂轮之间的电压和电流脉冲随时间变化的波形特征如图2所示㊂电脉冲中起决定性作用的参数有:U0(开路电压),U e(瞬时电压), i e(瞬时电流),τd(放电延迟时间),τo n(放电持续时间),τo f f(脉冲间隔时间),τc(脉冲周期)㊂图1 E D D工作机理示意图图2 极间电压和电流脉冲波形特征 修整过程中单个脉冲电火花放电能量为[16]E e=∫τo n0U e i e d t(1)式中,E e为单个脉冲放电能量㊂在一定加工条件下,单个脉冲电火花瞬间产生,且不受其他参数影响[17]㊂当两极之间施加连续脉冲电压时,其放电能量为E=∑n i=1E e(i)(2)n=T/τc(3)式中,T为电火花修整过程中的实际加工时间㊂㊃5522㊃电火花修整超硬磨料砂轮技术发展现状 余剑武 何利华 黄 帅等Copyright©博看网. All Rights Reserved.放电能量理论上正比于加工量[18],即m ∝E e(4)式中,m 为每单个脉冲放电能量所对应的加工量,g ㊂故金属结合剂总蚀除量为m T =K c E e(5)式中,m T 为总的蚀除量;K c 为蚀除量与电能之间的转换系数㊂2 E D D 技术研究现状E D D 技术保持了E D M 技术的基本原理,但由于加工对象不同,仍存在很多差异㊂图3所示为近十年国内外在E D D 技术领域所出版的文献统计(检索并统计于‘科学引文索引(S C I )“㊁‘工程索引(E V 2-E I )“㊁‘中国知网(C N K I )“),可见利用E D D 技术修整超硬磨料砂轮的方法已受到一定的关注㊂根据研究结果,其主要表现为以下几个方面㊂图3 近十年E D D 应用研究出版文献统计2.1 电极选择E D M 技术中所用的电极同样适用于E D D技术㊂S u z u k i 等[11]首先采用ϕ0.5mm 的黄铜丝电极对砂轮进行电火花修整,并将其与磨石修整后的砂轮进行对比,两者对氮化硅陶瓷的磨削力几乎无差别,这说明黄铜丝电极电火花修整效果显著;当然丝电极效率低,成形精度受丝电极直径影响大,为此S u z u k i 等[11]又采用成形石墨电极进行砂轮修整,同时切削刀具对磨损严重的石墨电极进行在线修形,确保砂轮修整精度高,利用修整后的砂轮对陶瓷进行磨削,成形结果好㊁精度高㊂在不同材料电极修整效率的比较中,W a n g等[19]将石墨电极和铜电极进行实验对比,结果显示铜电极的修整效率高于石墨电极的修整效率,但是修整过程中铜电极不可避免会发生电解,使得铜电极表面损耗严重,影响砂轮修整精度,故石墨电极更适合实验使用㊂然而,S a n c h e z 等[20]在利用石墨电极和铜电极修整大粒度磨粒砂轮后提出,石墨颗粒容易在磨料之间发生堵塞,影响磨粒出露,因此实际使用中更趋向于使用铜电极㊂L e e [21]也对铜电极修整砂轮进行了研究,采用1/3砂轮大小99%纯度的铜作为电极,修整的同时加工锰锌铁磁体,与无E D D 修整情况相比,加工效率和加工精度明显提高㊂2.2 放电介质选择采用E D D 技术对金属结合剂超硬磨料砂轮进行修整时,不同的放电介质对修整过程有不同的影响,许多学者在这方面也进行了研究㊂与E D M 技术相似,在实验中研究者们大多采用传统液体作为放电介质㊂S u z u k i 等[11]采用的是J a h n s o n 公司生产的磨削液[11]作为放电介质,其电阻率为83.2Ω㊃c m ,砂轮直接安装在磨床主轴上,避免离线修整后二次安装误差,实现了高精度整形㊂王先逵等[22]采用普通乳化液作为介质在磨床上进行在线修整,取得了满意的修整效果㊂S a n c h e z a 等[23]在实验中采用喷射液体介质方式对超硬磨料砂轮进行修整,并规划喷射路径与电极运动轨迹保持一致,以确保材料去除区域始终存在液体喷射,以防堵塞㊂除传统介质以外,王艳等[24]分别进行了气中电火花放电修整金刚石砂轮和气介质下电火花线切割修整金刚石砂轮的实验研究,证明了气中放电修整㊁修锐金刚石砂轮的可行性㊂C a i 等[25]提出了一种在雾气中放电修整金刚石砂轮的技术,其中介质分别采用了雾状乳化液㊁煤油和离子水,得出利用专用煤油的喷雾修整效率最高,雾状乳化液修锐的砂轮表面形貌最佳的结论㊂洪建军等[26]比较和研究了压缩空气㊁水雾气㊁雾状乳化油三种放电介质对修整过程的影响㊂试验结果表明:压缩空气为介质的修整速度最慢,表面质量最差;雾状乳化油为介质的修整效率及效果最好;水雾气为介质的修整效率与效果接近雾状乳化油㊂2.3 放电参数设计E D D 过程中的热特性问题存在很大的随机性,从某种程度上来说,每个实验存在独立性以及实验参数的复杂耦合性等原因,使得这种热特性现象很难通过确定的电参数来解释㊂W a n g 等[19]对ED D 过程进行了实验分析,得出选择适当的实验电参数可获得高修整效率的结论,适当的电参数一般为较大电流㊁较高电压㊁较低砂轮转速和低脉冲频率,占空比选为50%㊂L e e 等[21]在E D D 过程中设定了峰值电流㊁脉冲持续时间和脉冲间隔,进行持续修整,金属结合剂不断被去除,修整间隙变大,绝缘程度不断提高,电极和砂轮之间的电流不断减小而电压不断增大㊂X i e 等[27]通过不同介质下对比实验研究,发现放电间隙随开路电压的增大而增大,但增大速㊃6522㊃中国机械工程第26卷第16期2015年8月下半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.度非常缓慢;放电去除量也随开路电压的增大而增大,且去除速度快㊂结合统计学的方法,S a n c h e z等[20]根据阿达玛矩阵设计方法进行了20组试验,将峰值电流㊁脉冲持续时间㊁修整持续时间等电参数设定在一定的范围内,利用标准误差和t分布建立了回归方程,使用该方程仅用放电电流和脉冲持续时间就可计算并测定电极磨损量与砂轮材料去除量之间的比值㊂2.4 E D D技术与现代工程理论结合E D D技术作为一个复杂的工程问题,已经不能仅仅依靠传统的分析方法了㊂将E D D技术加以数学描述,形成一组可编程计算的数学模型,再将该模型在计算机中可视化,直观地分析大量物理数据,这一过程已得到学者们的认可并进行了深入研究㊂S a n c h e z等[20]通过测试磨削力的变化情况对粗磨粒砂轮的结合剂电火花去除机理进行了理论建模和分析㊂X u等[28]根据修整参数变量建立了电极补偿模型公式,分析了砂轮形貌与轮廓,并用实验方法测量了磨削力和表面粗糙度,以评估修整后的砂轮㊂E D D作为一种热去除工艺,在修整超硬砂轮时,必须防止超硬磨粒发生碳化或石墨化㊂W e-i n g a r t n e r等[29]建立了一个热电模型,用于计算金刚石内部温度分布情况,结果显示,E D D过程金刚石石墨化不容易发生,只有当磨粒周边被集中放电时金刚石才会被损伤㊂W a n g等[30]在进行气中电火花修整金刚石砂轮时,为了在特定条件(如电压㊁温度㊁热对流一定等)下选择最优参数,利用A N S Y S对温度分布作有限元分析,当切削深度和火花放电点与金刚石修整器之间的距离都在热影响区内时,修整器可以去除软化的金属结合剂㊂3 E D D技术应用不同超硬磨料的砂轮其应用范围也不同, C B N砂轮主要用于黑色金属材料磨削,而金刚石砂轮主要用于脆硬材料磨削㊂传统的金刚石笔修整法[31]或滚轮(C杯形砂轮㊁D C杯形砂轮)修整法[32]都会产生修整器的高磨损率,从而引起砂轮尺寸精度和轮廓精度的降低[33],使得整形㊁修锐工艺成为一个难题[34],限制了金属结合剂超硬磨粒砂轮的使用㊂E D D技术改变了传统修整方法并得到应用㊂3.1 C B N砂轮的修整实际生产中,一般有超过60%的结构零部件为圆柱形零部件,其中不乏一些精密部件,如滚轴㊁推杆和纤维套管等,这些零部件外表面要求精密高效处理㊂针对这一问题,O h m o r i等[35]利用电火花整形技术进行加工使得磨粒明显突出砂轮表面,该技术在无心磨床上进行了测试㊂经过电火花整形,得到了800号青铜铸铁混合结合剂C B N砂轮高精度轮廓,其直线度误差为6μm/ W50mm,圆度误差为2μm/ϕ150mm㊂为得到更高的修整精度,E D D技术很少应用于大粒度C B N砂轮,这是由于砂轮和电极之间的放电间隙小于磨粒突出高度,在修整过程中,很容易引起非导电磨粒与电极的接触㊂O r t e g a等[36]提出了一套修整大粒度磨粒的专有技术,并将E D D修整完的砂轮与机械修整砂轮的方法作比较,前者可将磨削力降低50%,同时磨粒的较高突出使得进给切削深度加大㊂3.2 金刚石砂轮的修整脆硬材料的磨削首先考虑使用金刚石砂轮,但是金属结合剂砂轮用S i C滚轮法修整,效率极低,精度又差㊂王先逵等[37]用E D D技术对ϕ200 mm青铜结合剂金刚石微粉砂轮进行修整,部分磨粒在电火花爆炸力作用下或在周围金属熔化状态下脱落,修锐过程不氧化表面磨粒,修锐后仍能获得较好的磨削工件表面㊂在研究超细磨粒金刚石砂轮中,Z h a n g等[38]采用烧结方式制作500号铸铁基金刚石砂轮并进行E D D整形,能达到较高的修整效率和相对高的修整精度,用修整后的砂轮对氧化铝陶瓷进行孔加工,磨削过程稳定㊂L e e[39]利用E D D技术对4000号铸铁基金刚石砂轮修整进行了研究,并在修整的同时加工锰锌铁磁体,可以降低砂轮表面粗糙度和磨削力㊂C h e n 等[40]采用E D D方法将ϕ4mm圆柱形金刚石砂轮制成半球头形砂轮来磨削石英玻璃,并用该方法来保证磨削后砂轮的半球形几何精度㊂近几年也有学者开始研究大粒度金刚石砂轮的E D D修整㊂W a n g等[30]选用120号~140号金属结合剂金刚石砂轮进行E D D修整,修整效率是机械修整效率的两倍,且修整质量较高㊂3.3 E D D技术的衍生应用E D M作为非传统材料去除的典型方式,被不断深入研究,发展至今日趋成熟,已被应用于非导电超硬材料领域㊂K o n i g等[41]利用在非导电工程陶瓷上涂覆的方法使其导电值达到约100Ω㊃c m㊂类似地,许明明等[42‐43]在非金属基金刚石砂轮表面涂覆导电介质,达到了满意的修整效果㊂I w a i等[44]则在实验中将超细铜粉混入陶瓷结合剂,同时与金刚石颗粒一起制成砂轮毛坯,并㊃7522㊃电火花修整超硬磨料砂轮技术发展现状 余剑武 何利华 黄 帅等Copyright©博看网. All Rights Reserved.成功利用E D D技术将其修整成精密陶瓷结合剂砂轮㊂一些基于电火花原理的新的加工方式也不断出现,其中,线切割电火花(w i r e‐c u t E D M, W E D M)技术是E D M技术应用拓展最为成功的一种技术[45],这种技术同样也符合一种工具电极对金属结合剂砂轮放电的形式,所以也被称为丝电极放电修整技术(w i r ee l e c t r i c a ld i s c h a r g e d r e s s i n g,W E D D)[46]㊂R h o n e y等[47]利用W E D D 技术修整砂轮并同时加工陶瓷材料,修整后砂轮中的金刚石保持性好,磨削力减小20%~40%㊂K o n r a d等[48]提出应用W E D D技术的主要优点是修整切削深度小,金属结合剂去除率高,电极丝和砂轮的相对运行速度大并使热损伤尽量降低㊂T a m a k i等[49]提出了基于电火花原理的新的修整方式 接触式放电修整(e l e c t r o c o n t a c t d i s c h a r g ed r e s s i n g,E C D D)技术,舍去了脉冲电源和自动控制放电间隙装置㊂X i e等[50]利用E C-D D技术实现了脆硬材料的有效磨削,并指出砂轮磨粒的突出受放电电流和放电脉冲的影响很大㊂L u等[51]采用实验验证了E C D D的修整效率在很大程度上依赖于修整参数和放电效率㊂4 E D D存在的问题及发展趋势磨削技术正朝着高效率㊁高精度以及超高精度方向深入,因此对磨床㊁砂轮㊁磨削工艺提出了高要求㊂超硬磨料的出现一方面为高精度磨削提供了一种思路,推动了磨削行业的发展,另一方面也带来了不可忽视的问题 超硬磨料砂轮修整㊂利用E D D技术修整砂轮在应用方面取得的成果在一定程度上得到了认可,其研究的主要领域如图4所示㊂目前的E D D技术还有很多的局限性㊂例如:以电火花腐蚀砂轮金属结合剂,在保证高修整精度的同时修整效率不高;基于热能的作用来蚀除金属结合剂,那么热能同样会作用到电极和磨粒,因此如何保证电极损耗小㊁磨粒无损伤以及金属结合剂的高去除率是需解决的问题;修整过程是一个动态随机过程,电极和砂轮之间存在电场㊁流场,且放电间隙不均匀,因而对修整过程实时监测的辅助性要求高;该技术需要专门的修整装置,在现有的数控磨床上加装电火花放电装置,虽然避免了偏心和砂轮不平衡问题,但是还不能达到工业生产的要求,失去了其实现企业需求的意义㊂因此,为使E D D技术适应现代机床发展的要求(高效㊁高精㊁自动化),可从以下几个方面作为问图4 E D D主要研究领域(括号内数字对应本文章节号)题解决的突破口㊂4.1 砂轮组织研究砂轮是由多种材料经烧结而成的复合体,其中最重要的部分就是结合剂和磨粒㊂E D D技术适用于导电金属结合剂砂轮,但受限于弱导电甚至非导电结合剂砂轮,如树脂结合剂砂轮㊁陶瓷结合剂砂轮等㊂在实际应用中,一般通过检测砂轮表面磨粒的有效出刃高度来评价E D D技术㊂因此,不同于电火花直接加工工件,E D D技术更需要分析并认识砂轮修整后磨粒有效出刃高度及其分布与金属结合剂类型之间的内在关系,以及两者在电参数作用下的热影响,开展并深入对现有砂轮材料的特性研究,包括导电㊁导热等问题,寻找并确定砂轮旋转运动下合理的材料去除机理,为探索高效㊁高精㊁低成本㊁工业应用性强的放电修整技术做好理论准备㊂4.2 新型智能电源研究电源是实现E D D技术的重要硬件之一,而目前在E D D技术的实际应用中仍然沿用非常简单的E D M电源㊂与E D M加工工件不同,E D D加工中砂轮作为被加工对象,在蚀除金属结合剂的同时应使磨粒不受损伤㊂为此,探索砂轮在不同的组织结构㊁不同的金属结合剂类型等情况下的修整电参数设置,根据修整精度和修整效率设计和细分放电回路,修整中在线检测修整过程,自动反馈并调整电参数设置,进一步提高砂轮修整的质量与效率,实现操作简易方便与自动化,是目前E D D技术电源研究的重要方向㊂㊃8522㊃中国机械工程第26卷第16期2015年8月下半月Copyright©博看网. All Rights Reserved.4.3 E D D工艺数据库研究超硬磨料价格昂贵,砂轮修整时间长,这些因素都会使砂轮修整过程投入大量人力㊁物力㊁财力㊂合理选择和优化修整工艺参数是提高修整精度和效率的关键㊂计算机所提供的虚拟环境和数据存储功能为砂轮修整研究提供了便利㊂针对电火花修整砂轮技术,首先需要对已经积累的数据工艺参数进行分析,通过机器学习方法对修整工艺建模并优化工艺参数,以此为基础建立电火花修整工艺数据库㊂在数据库的支撑下,修整系统能推理出合适的放电参数,指导电火花修整超硬砂轮㊂随着计算机的发展,自适应控制功能以及图形化的人机交互系统越来越被重视,数据存储㊁提取和管理等操作变得更容易㊂因此,E D D工艺数据库的研究为实现超硬砂轮电火花修整自动控制软件开发打下了基础㊂虚拟计算环境建立不同于实际问题,它是通过经验积累来自动提高工作性能的,因此参数设置应尽可能符合实际情况,以确保修整过程的可靠性,提高具体实验结论的参考价值㊂4.4 小型智能化修整装置研究砂轮修整的目的是使被磨损的磨粒重新突出,恢复或保持砂轮原来较好的形貌㊂大多数研究人员将砂轮安装到磨床主轴上再进行结合剂去除,这样可以实现高精度,避免了离线修整后砂轮二次安装出现偏心与不平衡㊂然而实验室装置大多为研究人员自主配置加装,还未达到工业生产所要求的自动化水平,因此,需要开发电火花修整在线或在机修整装置㊁检测装置,实现砂轮边磨削边修整或磨削与修整都基于同一次砂轮安装,提高修整效率㊁修整精度,同时实时监测砂轮形貌㊁火花放电间隙㊁磨削力等参数,保证修整质量并对修整质量实时评价,及时修正㊂装置应小型化㊁集成化㊁智能化,通用性强,安装与卸载方便㊂5 结语超硬磨料砂轮传统修整方法已经很难适应现代高效㊁高精以及超高精磨削技术的发展,产品精度要求的提高迫使研究人员实现技术革新㊂E D M技术的发展带动了E D D技术的发展㊂然而超硬磨料砂轮作为被加工对象,以及E D D技术作为辅助装置作用于砂轮,需要进行新的探索㊂砂轮作为复合材料,其物理化学特性受到高温㊁挤压等多种因素的影响,研究适用于旋转砂轮的新的电气或非电气工艺参数,通过仿真预测和实验验证相结合手段分析砂轮结合剂的放电通道㊁去除机理,优化不同的工艺参数使得修整效率和修整精度得到改善是十分必要的㊂现代数控技术的发展给E D D技术自动化发展增加了可行性,大大提高了E D D技术的可控性㊂但是超硬磨料砂轮的电火花加工修整技术还需要更加深入细致的研究,实现高效㊁高精㊁智能㊁工业性强的修整装置是今后超硬磨料砂轮电火花修整技术发展的方向㊂参考文献:[1] 郭东明,刘战强,蔡光起,等.中国先进加工制造工艺与装备技术中的关键科学问题[J].数字制造科学,2005,3(4):1‐36.G u oD o n g m i n g,L i uZ h a n q i a n g,C a iG u a n g q i,e t a l.C r u c i a lT e c h n i c a lP r o b l e m si n C h i n a’s A d v a n c e dm a c h i n i n g,M a n u f a c t u r i n g a n dR e l e v a n tE q u i p m e n tT e c h n o l o g i e s[J].M a n u f a c t u r e S c i e n c e,2005,3(4):1‐36.[2] 雷源忠,黎明.关于发展先进制造技术基础性研究的策略构想[J].中国科学基金,1996(1):27‐30.L e iY u a n z h o n g,L iM i n g.S t r a t e g y f o r t h eB a s i cR e-s e a r c h o n D e v e l o p i n g A d c a n c e d M a n u f a c t u r i n gT e c h n o l o g y[J].B u l l e t i no fN a t i o n a lS c i e n c eF o u n-d a t i o no fC h i n a,1996(1):27‐30.[3] S a l e hT,R a h m a n M S,L i m H S,e t a l.D e v e l o p-m e n t a n dP e r f o r m a n c eE v a l u a t i o no f a n U l t r a p r e c i-s i o n E L I D G r i n d i n g M a c h i n e[J].M a t e r i a l s P r o-c e s s i n g T e c h n o l o g y,2007,192‐193:287‐291.[4] 胡德金,蔡兰蓉,贾妍.超硬磨料砂轮电加工修整技术及其最新进展[C]//2007年中国机械工程学会年会之第12届全国特种加工学术会议论文集.长沙:中国机械工程学会特种加工分会,2007:142‐146.[5] T o n s h o f fH K,K a r p u s c h e w s k i B,M a n d r y s cT,e ta l.G r i n d i n g P r o c e s sA c h i e v e m e n t sa n dT h e i rC o n-s e q u e n c e s o n M a c h i n eT o o l sC h a l l e n g e s a n dO p p o r-t u n i t i e s[J].C I R PA n n a l s‐M a n u f a c t u r i n g T e c h n o l o-g y,1998,47(2):651‐668.[6] 陈根余,谢小柱,李力钧,等.超硬磨料砂轮修整与激光修整新进展[J].金刚石与磨料磨具工程, 2002(2):8‐12.C h e nG e n y u,X i eX i a o z h u,L iL i j u n,e t a l.S u p e r a-b r a‐s i v eG r i n d i n g W h e e l D r e s s i n g a n dL a s e rT r u i n gP r o g r e s s[J].D i a m o n d&A b r a s i v e s E n g i n e e r i n g, 2002(2):8‐12.[7] 今井祥人.电火花加工 学以致用[M].郭常宁,译.北京:机械工业出版社,2012.[8] 刘志东.特种加工[M].北京:北京大学出版社,2013.[9] T s a iH C,Y a nB H,H u a n g F Y.E D M P e r f o r m-a n c e o fC r/C u‐b a s e dC o m p o s i t eE l ec t r ode s[J].I n t.㊃9522㊃电火花修整超硬磨料砂轮技术发展现状 余剑武 何利华 黄 帅等Copyright©博看网. 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