石英玻璃elid磨削表面质量研究

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1、摘要本文是采用ELID磨削(ElectrolyticIn-ProcessDressing，ELID)方法对石英玻璃进行塑性加工的研究。采用ELID磨削工艺提高了加工精度、降低了表面粗糙度。实验用GM73．III型平面切入磨床，采用铸铁短纤维结合剂金刚石砂轮，配合在线电解修整，经过对电解电流、砂轮转速、进给量等工艺参数的条件实验及优化，加工出高精度、低粗糙度的石英玻璃；研究了砂轮转速、进给量等工艺参数对石英玻璃表面粗糙度的影响；采用原子力显微镜(AtomicForceMicroscope，AFM)对石英玻璃磨削表面进行了形貌分析，利用表面光度仪(xP-2⋯)测量石英玻璃磨削表面的粗糙度，用JD2

2、2型数字式立式测长仪测定了石英玻璃磨削表面的平整度，探讨了微观磨削机理及石英玻璃的磨削加工塑性域。分析结果表明，本实验中在砂轮结合剂中加入稀土氧化物Ce02后，砂轮孔隙减少，显微组织细化，金属结合剂与金刚石颗粒的结合性能得到了明显改善，提高了结合剂对金刚石颗粒的把持能力，从而增强其磨削性能。在本实验条件下对砂轮进行电解的参数为：占空比50％，频率5000Hz，电压为4．6V。砂轮被电解后在表面留下一层四氧化三铁，阻止了电解的过度进行。使用ELID磨削石英玻璃表面，其表面粗糙度随着砂轮进给量的减少而降低，表面粗糙度随砂轮转速的增加先降低后提高。在本实验中，用W5砂轮在转速为2060rpm，进给量

3、为1Ixm时，石英玻璃处于塑性磨削模式，且获得的石英玻璃表面粗糙度为14．8nm。关键词ELI／)磨削；石英玻璃：塑性域；进给量；砂轮转速燕山大学工学硕士学位论文AbstractInthispaper，theElectrolyticIn—ProcessDressing(ELID)forquartzglassinductileregionhasbeenstudied．ELIDtechnologyCallireprovethemachiningprecisionandreducetheroughnessoftheglass．Thequartzglasswithhighprecisionandlow

4、roughnesshasbeenmadebyusingdiamondgrindingwheelbondedbyshortcastironfibersandGM73-IIIsurfacegrindingmachine．Thequartzglasshadbeenfixedonbatholithsbymeltingolefinduringtheprocess．Thetechnologicalparameterssuchaselectrolysiscurrent，therotationspeedofgrindingwheelandthefeedrateetc，havebeenoptimized．The

5、effectoftherotationspeedofthegrindingwheelandthefeedratehasbeenresearched．ThegrindingsurfaceofquartzglasshasbeenobservedandanalyzedbyXP．2ⅢandAFM．TheflatnessofsamplehasbeenmeasuredbyJD22．Thegrindingmechanisminmicrocosmicandtheductileregionofquartzglasshasbeendiscussed．Theexperimentalresultsshow也atthe

6、grindingwheelholedecreaseanditsconfigurationbecometightnessaftertheCe02hasbeenjoinedintothegrindingwheel．Thecombinativeperformancebetweenthebodyofgrindingwheelanddiamondwasimproved．Inthispapergrindingwheelhasbeenelectrolyzedindifferentconditions．Thebestparameterisdutycycleof50％，frequencyof5000Hzandt

7、ensionof4．6VAnatoxideofFe304hasbeenleftOllthesurfaceofgrindingwheelthatcallpreventtheexcessiveelectrolyte．Theroughnessofsurfaceimproveswiththeincreasingoffeedrate．Thesurfaceroughnessfirstdecreasesandt