超硬磨料磨具以其優(yōu)異的磨削性能獲得機(jī)械加工領(lǐng)域普遍認(rèn)可,但制約其進(jìn)一步拓展應(yīng)用的主要原因之一是超硬砂輪修整極其困難。面對(duì)此難題,作者梳理目前超硬砂輪在工程應(yīng)用中的主要修整方法,分析其工作原理、技術(shù)演變、主要特點(diǎn)、應(yīng)用狀況,對(duì)先進(jìn)修整技術(shù)進(jìn)行闡述,后總結(jié)并展望三大結(jié)合劑超硬砂輪實(shí)用修整技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)。金屬結(jié)合劑超硬砂余量去除基本鎖定為電火花放電修整,小余量修整主要以普通磨具磨削法修整為主,細(xì)粒度超硬砂輪采用在線(xiàn)電解修整優(yōu)勢(shì)明顯;陶瓷結(jié)合劑超硬砂輪簡(jiǎn)單直線(xiàn)修整逐漸被點(diǎn)輪修整取代,高陡度成型砂輪修整仍是金剛石滾輪;樹(shù)脂結(jié)合劑超硬砂輪多以磨削法修整為主,但科學(xué)實(shí)用修整技術(shù)仍需進(jìn)一步研發(fā)。激光修整具有非接觸、高效、便利、易控、超長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn),具有更加廣闊的發(fā)展前景;集機(jī)、電、聲、熱、化等多種方法于一體的復(fù)合修整也是超硬砂輪技術(shù)人員一直關(guān)注和研發(fā)的重點(diǎn)。

采用霧化施液化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）的方法,以材料去除速率和表面粗糙度為評(píng)價(jià)指標(biāo),選取適合硒化鋅拋光的磨料,通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)比CeO2、SiO2和Al2O3三種磨料的拋光效果。結(jié)果顯示:采用Al2O3拋光液可以獲得的材料去除率,為615.19nm/min,而CeO2和SiO2磨料的材料去除率分別只有184.92和78.56nm/min。進(jìn)一步分析磨料粒徑對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響規(guī)律,表明100nm Al2O3拋光后的表面質(zhì)量,粗糙度Ra僅為2.51nm,300nm Al2O3的去除速率,達(dá)到1 256.5nm/min,但表面存在嚴(yán)重缺陷,出現(xiàn)明顯劃痕和蝕坑。在相同工況條件下,與傳統(tǒng)化學(xué)機(jī)械拋光相比,精細(xì)霧化拋光的去除速率和表面粗糙度與傳統(tǒng)拋光相近,但所用拋光液量約為傳統(tǒng)拋光的1/8,大大提高了拋光液的利用率。

磨粒流拋光主要用于小尺寸和復(fù)雜結(jié)構(gòu)化表面的光整精加工。針對(duì)磨料參數(shù)選取僅靠其定性選擇原則和經(jīng)驗(yàn),導(dǎo)致一些工況的磨料選取不合理而嚴(yán)重影響加工質(zhì)量的問(wèn)題,提出了一種磨料參數(shù)模糊優(yōu)選的方法。該方法基于模糊數(shù)學(xué)理論,采用模糊參數(shù)優(yōu)化建立了多目標(biāo)磨料參數(shù)優(yōu)選模型,結(jié)合磨料參數(shù)的選擇原則和磨料參數(shù)之間的影響建立了相對(duì)優(yōu)屬度矩陣和權(quán)向量,從而量化了不確定性因素。后,通過(guò)實(shí)際加工實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的合理性和可行性。 對(duì)磨料水射流拋光45鋼進(jìn)行了研究,分析了材料的去除機(jī)理,在已有材料去除模型基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了正交實(shí)驗(yàn),對(duì)不同參數(shù)組合下磨料水射流加工45鋼的表面粗糙度、材料去除率進(jìn)行了MATLAB數(shù)據(jù)分析,同時(shí)從材料去除機(jī)理方面對(duì)磨料粒度、射流壓力、橫向進(jìn)給速度、靶距、噴嘴沖蝕角度等加工參數(shù)對(duì)于拋光表面質(zhì)量和材料去除率的影響程度和影響趨勢(shì)進(jìn)行了分析。終結(jié)合加工面表面粗糙度和材料去除率,選出45鋼拋光加工優(yōu)加工參數(shù)組合。

為了提高微晶玻璃化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的材料去除速率(MRR),降低其表面粗糙度,利用自制的拋光液對(duì)微晶玻璃進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光,研究了4種含不同磨料(Si O2、Al2O3、Fe2O3、Ce O2)的拋光液對(duì)微晶玻璃化學(xué)機(jī)械拋光MRR和表面粗糙度的影響.利用納米粒度儀檢測(cè)拋光液中磨料的粒徑分布和Zeta電位,利用原子力顯微鏡觀察微晶玻璃拋光前后的表面形貌.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在相同條件下,采用Ce O2作為磨料進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光時(shí)可以獲得的表面質(zhì)量,拋光后材料的表面粗糙度Ra=0.4 nm,MRR=100.4 nm/min.進(jìn)一步研究了拋光液中不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Ce O2磨料對(duì)微晶玻璃化學(xué)機(jī)械拋光的影響,結(jié)果表明,當(dāng)拋光液中Ce O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%時(shí),MRR達(dá)到185 nm/min,表面粗糙度Ra=1.9 nm;而當(dāng)拋光液中Ce O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí),MRR=100.4 nm/min,表面粗糙度Ra=0.4 nm.Ce O2磨料拋光后的微晶玻璃能獲得較低表面粗糙度和較高M(jìn)RR.