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2020极端磨削加工技术研讨会开幕,前沿技术报告来了!

2020-08-01浏览量:2835

信息导读:

2020极端磨削加工技术研讨会开幕,前沿技术报告来了!

 

  “2020极端磨削加工技术研讨会”于730日—82日,在重庆召开。参与本次会议的有多个知名院校的专家教授,行业企业的相关负责人,近200人。磨料库存网&中国研磨网全程报道了本次会议。

 

 

 

  本届会议由中国机床工具工业协会超硬材料分会与中国机械工程学会生产工程分会(磨粒技术领域)共同主办。会议同期还将举办“中国机床工具工业协会超硬材料分会六届一次常务理事扩大会”及“首届《金刚石与磨料磨具工程》青年编委论坛”。

 

  本届研讨会围绕极端磨削加工、超硬材料及制品等领域的发展情况以及当前的研究热点深入交流研讨,以促进我国装备制造业进一步向超精密、超高效,绿色环保发展。会议邀请20多位行业专家学者做主题报告,分享行业前沿技术。因疫情原因部分专家通过远程连线方式做在线视频演讲。

 

  7月31日共有14场精彩技术报告。

 

  上午9时,中国机床工具工业协会超硬材料分会秘书长孙兆达宣布会议开始。

 

  而后,重庆大学机械学院孟卫东校长上台致辞。孟校长首先对各位来宾的到来表示热烈欢迎,继而孟校长说到,目前国内外形势复杂多变,本次会议会对提升国内极端磨削和精细加工工艺和水平有很大的帮助。

 

接下来为技术分享时间。

 

1.《非晶合金磨料射流切割加工研究》

广东工业大学机电工程学院 王成勇

 

 


非晶合金温度敏感特点和难加工特性限制了其加工和应用,王成勇的报告中尝试用磨料射流切割锆基非晶合金,并总结了滞后偏转、磨料残留、断面分区等特征,提出磨料射流加工锆基非晶合金的机理为伴随少量脆性破坏的塑性变形。基于单因素实验,研究切割速度、射流压力、靶距等条件对加工质量的影响。结果表明,在实验范围条件下,磨料射流加工非晶合金都能保证切割表面的非晶态,优化参数后可获得切缝锥度小于5°,整体粗糙度Ra,小于2μm的无晶化表面。

 

2.极端磨削加工关键技术及应用

南京航空航天大学 丁文锋

 

 

镍基单晶合金是高推比航空发动机涡轮叶片的核心材料,榫齿是涡轮叶片的关键组成其加工质量优劣直接影响叶片的服役能力;同时,其加工效率高低对于航空发动机的制造进度也具有重要影响。目前,镍基单晶合金叶片榫齿高性能精密制造主要依靠磨削加工完成。

采用新型微晶刚玉砂轮缓进深切成形磨削镍基单晶合金涡轮叶片榫齿,可以突破绕制约镍基单晶叶片榫齿高质高效加工的磨削效率偏低、烧伤问题突出以及磨削表层微纳组织结构研究不足三个技术瓶颈。

 

 

 

3. 《超声辅助磨削技术及其应用》

大连理工大学机械工程学院 康仁科

 

 

超声辅助磨削技术是在磨削工具与工件相对运动中引人超声振动,通过机械和超声的复合作用,提高加工性能和改善加工质量的先进加工技术。超声辅助磨削技术在难加工材料复杂构件的高效精密加工方面具有显著优势和广阔应用前景。

超声辅助加工技术是涉及技术领域较宽、应用范围较广的先进复合加工技术。

超声辅助磨削加工技术可以有效减小切削力、提高加工质量和精度、减少工具磨损和提高加工效率。

用于树脂基碳纤维增强复合材料、金属基颗粒增强复合材料、陶瓷基复合材料等结构件以及光学玻璃、陶瓷等硬脆材料零件的高效精密加工中具有明显优势,在航空航天、汽车和电子制造等领域具有广阔的应用前景。

目前超声辅助磨削技术和装备国内快速发展已打破了国外超声辅助磨削技术将向高效化、微细化、精密化、自动化和智能化等方向发展。

 

4.《极端工况用高性能铝基复合材料加工技术研究进展》

大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室 高航

 

 

铝基复合材料具有优异的力学性能和热物理性能,在航空航天、精密仪器电子封装等领域得到广泛应用,但也存在材料难加工的挑战,特别是铝基复合材料小孔及小螺纹孔的加工难题。

高航的报告中开展了超声振动辅助磨孔研究,提出了螺旋铣磨螺纹加工方法,实现了中、高体积分数铝基复合材料小孔及小螺纹孔低损伤精密加工。

作为极端工况下使用的铝基复合材料因其包含金属铝合金和硬脆陶瓷颗粒,使之加工性能与其组成相存在较大差异,需要针对材料的不同体积分数,制定合理可行的加工工艺策略:采用专用磨削工具螺旋铣磨工艺、以及超声波辅助方法:可以很好地解决小孔和小螺纹孔的精密加工难题。

 

5.硬脆材料光电元件高效超精磨抛划切关键工艺及装备

湖南大学尹韶辉  

 

 

硬脆晶圆具有高硬度、高脆性的特点,传统加工技术难以满足高效低损伤要求,而引进国外纳米精度制造技术装备又被卡脖子。为解决硬脆光电元件的高效超精制造难题项目组提出全新的磨粒规则排布砂轮超精密磨抛复合-面接触磁流变抛光-高效高精划切思路形成新方法-新工具-新工艺-新装备-新应用的创新体系。集超精密磨削、高效低损伤超光滑磁流变抛光、全自动高精高效划切工艺和装备于一体形成了高效超精磨抛划切的成套制造技术解决了精度低效率低、损伤大的难题。

 

6.可用于超硬材料和极小尺寸零件的电解质等离子抛光技术

 

西安增材制造国家研究院有限公司 高级工程师 王季

 

 

电解质等离子加工利用汽液等离子发生技术采用无污染低浓度的中性盐溶液作为抛光液,在零件表面形成完全包裹零件的等离子气层通过放电去除对多种金属材质的零件进抛光是一种新型的绿色表面处理方法。由于其等离子层的厚度为微米级并利用气层的微观放电实现材料去除因此可用于极小尺寸零件和超硬材料的抛光。王季详细介绍了电解质等离子加工技术的原理、特点和应用。

 

 

提问环节:

 

问:在材料方向磨试样的时候会用到电化学腐蚀,这个跟电解质等离子加工有什么相同和不同。

答:原理不同,电化学本质是固态与液态之间的离子置换,而电解质等离子加工涉及固态(零件)、液态(抛光液)、气态(气层)、等离子态(气层放电产生),与零件发生作用的是等离子态的气层。效果相同,利用电解质等离子加工也可以达到电化学腐蚀的效果。

问:电解等离子镀覆与电解质等离子抛光有什么联系。

答:电解质等离子抛光同时存在放电去除和化学反应,去除速度大于反应生成速度就是抛光,反应生成速度大于去除速度就是镀覆。

 

7.《难加工零件(材料)高速磨削机理及智能磨削工艺软件的研发》

湖南科技大学智能制造研究院邓朝晖

 

 

邓朝晖的报告中针对凸轮轴、钛合金等典型难加工零件(材料)高速磨削加工过程存在的问题与挑战,研究了典型难加工零件(材料)的表面完整性与工艺参数的关系,为实现典型难加工零件(材料)的高效高质加工提供了理论依据。在此基础上,针对难加工零件(材料)的高精高效智能化加工需求研发了包括工艺问题定义、磨削工艺数据库与知识库、磨削工艺决策与优化、数控磨削自动编程等模块的智能磨削工艺软件,并嵌人西门子840D数控系统和华中9型数控系统平台实现与数控机床的集成应用研发了云计算环境下云服务驱动机制及智能引擎将制造设备和制造知识统一封装形成云资源实现资源按需使用,最终实现典型难加工零件(材料)的智能高效、精密、数字化加工。

 

8.薄形零件的磨削加工技术与装备

湖南大学 周志雄

 

周志雄通过分析薄型零件的磨削加工关键技术与设备的研究背景和意义讲述了平面零件加工的问题难点和关键技术,继而分别介绍了针对轴承类零件和手机玻璃等零件用双端面磨削工艺与双端面磨床。

 

9.CMP材料去除分析新方法探索

大连理工大学机械工程学院 周平

 

 

化学机械抛光(CMP)技术在电力电子器件、光学元件以及微纳器件制造领域有着广泛的应用需求是目前集成电路、微纳器件和光学元件制造等领域超光滑表面加工的主流技术。尽管如此,CMP技术的发展仍面临诸如精度和效率提升、材料和加工要求多样化、工艺稳定性要求提高等挑战。

周平在报告中将介绍两种不同应用背景的CMP材料去除率建模方法。第一种模型以指导抛光垫设计和修整为目的,分析微观接触状态对材料去除化学机械协同作用的影响,建立考虑微观接触状态的材料去除率模型。第二种方法以实现高精度表面全口径修形为目的分析抛光垫宏观形貌对材料去除率的影响,建立宏观材料去除率分布预测模型。两种模型表现出很高的预测精度和工业应用价值。

 

10.《超硬磨料砂轮挤磨削方法及其低速磨削机理研究》

河南工业大学机电工程学院崔仲鸣

 

 

磨削时常产生热量大、温升高易造成磨削表面烧伤和不利的残余应力等问题,崔仲鸣的报告中提出了一种新的磨削方法挤磨削,该方法依据的科学原理是利用金刚石、普通磨料和被加工工件材料三者之间硬度差别,是利用挤磨砂轮表面超硬磨料包络形面高速回转形成的约束形面约束挤压普通自由磨料,以挤磨方式去除工件材料的一种间接磨削方法。由于普通自由磨料与高速旋转的挤磨砂轮非刚性连接,挤磨削过程中自由磨粒运动形态多为滚碾切削,且运动速度很低,从而可以取得低速低温切削挤压效果,不但可以获得表面残余压应力的良好力学性质磨削表面,而且自由磨粒的滚碾切削形成的磨削纹路也与传统的磨削不同,为微观断续研痕表面,对抑制裂纹扩展有利。

 

11. 金刚石线产品与工艺的发展及趋势

常州微度化工新材料科技有限公司 徐斌

 

 

金刚石线自2010年前后国产化以来走过了模仿、创新、超越的自强之路特别是2017年大规模应用在光伏硅切片之后,获得了跨越式发展细线化越走越快80 μm45 μm;品种越来越多,如开方线、切片线、环形线等;应用领域也越来越广包括光伏硅开方、切片,蓝宝石开方、切片,以及半导体、水晶、珠宝、磁性材料、石墨等各种硬脆材料的切割等。

徐斌报告从产品应用、工艺、设备等环节介绍金刚石线的发展情况并分析探讨金刚石线产品的进一步技术发展趋势同时对一些具有潜在应用可能的新技术予以阐释。

 

 

 

12.应对3C行业新形势的磨削解决方案

东莞市春草研磨科技有限公司 罗强 

 

罗强介绍了5G时代通讯电子产品(手机)外观件材料的发展和变化。提出了研磨抛光工艺(设备、磨料和程序)系统解决应用方案以及研磨行业(设备、材料和工具类)的企业如何更好的应对新形势下的机遇和风险。

 

13.《极端磨削中高应变率引发的材料韧脆转变效应研究进展》

超硬材料磨具国家实验室、郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 黎克楠

 

 

引发材料韧脆转变的因素有温度、辐照及高应变率等。高应变率对材料力学性能的影响和温度对材料力学性能的影响在宏观上有极其相似之处,应变速率增大和温度降低对于材料的屈服表现是等效的。高速磨削作为一种极端磨削,通过高应变率引发磨具和被加工材料动态性能的双向变化,进而影响磨具寿命和磨削效果。对于部分韧性材料来说,高应变率导致材料的韧脆转变效应类似于温度导致的韧脆转变。应变速率增大,材料响应应变所需的时间减短,应变更加局部化。理论上,韧性材料在高速磨削过程中存在极限速率,其大小和发生韧脆转变的应变速率有一定的对应关系。通过高应变率的研究,揭示高应变率导致的韧脆转变效应,进而指导韧性材料的高速磨削加工。

 

 

 

14.《砂轮超细表面关键参数在位检测技术与磨削性能研究》

 超硬材料磨具国家实验室、郑州磨料磨具磨削研究所有限公司  朱建辉

 

 

 

为解决超硬材料砂轮径向跳动测量误差大,磨削比检测精度低、无法在位检测,砂轮表面状态无法量化评判的难题,提出了一种超硬材料砂轮在位检测评价技术。试验结果表明检测参数与磨削性能具有较高匹配性,可以满足超硬砂轮检测要求,解决了行业共性难题。

研究了激光聚焦辐照机理,构建了激光参数控制模型,通过研究光热效应和砂轮材料的复合特性,调整激光参数和工艺参数,控制激光聚焦辐照热效应在砂轮表面的能量密度和热场分布,使砂轮结合剂熔化、飞溅、气化,形成容屑空间,避开了传统修整工艺“硬碰硬"的高抗力作用机理,拓宽了行业技术研究领域。

 


 

 

 

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