铝基金刚石新型复合材料是我国航天、电子封装等领域不可或缺的材料,但对其精密加工十分困难.采用ELID磨削技术对铝基金刚石进行精密磨削加工试验研究,探究不同磨削工艺参数对铝基金刚石加工表面质量的影响规律,并对各因素工艺参数进行优化.得出磨削深度9.3 μm,砂轮线速度36 m/s,占空比63.7％电解电流11.5 A的最佳工艺参数组合,加工出表面粗糙度Ra=149 nm的表面.

针对我国高端轴承套圈滚道精密超精密加工中磨具损耗严重、加工装备分散导致装配误差大,造成轴承套圈滚道加工表面精度低、质量差及品质一致性难以保证的致命缺陷,基于ELID成型磨削加工工艺和集成制造理念,提出了一种高端轴承套圈滚道以磨代研成型磨削专用机床设计方案,实现砂轮在位电火花修形、在线ELID电解修锐,一次装夹完成对轴承套圈滚道的精密成型磨削加工.在开发的试验机上进行加工实验表明,连续加工30件以上的成品样件,加工效率为单件40～50 s,尺寸圆跳动偏差在1.5 μm以内,散差在2 pm以内,表面粗糙度为Ra12～17 nm,表面压应力值约为750 MPa,满足高端轴承对套圈滚道要求的高效率、高精度和高品质一致性.

针对CrMn轴承钢材料应用于轴承套圈滚道加工中所存在的加工精度低、表面质量差的加工难题,基于磨削原理和ELID磨削机理,提出了精准递进磨削去除加工方法.采用二次通用旋转组合方法以CrMn轴承钢为研究对象,开展了精准递进磨削去除加工工艺实验研究:建立了单次走刀砂轮粒度、磨料浓度、砂轮线速度与加工精度之间相互关系的数学模型;通过所建立的数学模型,依据lingo软件和已有的ELID磨削经验,获得了轴承钢ELID磨削加工工艺参数优化组合;采用W40和W10的铁基砂轮对加工余量为15 μm的轴承钢表面分别进行了精密和超精密加工,获得了Ra61nm和Ra16 nm精密和超精密两种加工表面,验证了当工序加工余量一定时,ELID磨削能够实现对加工余量稳定的精准递进磨削去除.