CN108500786A - 一种用于轴承轨道超精密成形磨削加工装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于轴承轨道超精密成形磨削加工装置及方法，属于精密超精密加工技术领域。主要由砂轮主轴模块、回转工作台模块、砂轮电火花在位整形模块、金刚石滚轮在位整形模块、ELID精密磨削模块、冷却及过滤模块、在位检测模块、自动上下料模块和控制系统模块组成。本发明将ELID精密磨削技术与多主轴转台式磨床结构设计相结合，采用模块化设计理念，本发明通过在一次装卡中实现对高精度轴承轨道的半精加工、精加工及砂轮的在位整形和在线修锐，并对加工后的工件进行在位检测，保证零件的加工精度、加工效率及加工一致性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于轴承轨道超精密成形磨削加工装置及方法，属于精密超精密加工技术领域。
背景技术
目前，轴承轨道加工多数以树脂结合剂砂轮磨削和油石研磨为主要加工手段的轴承轨道加工工艺存在着加工磨具(树脂结合剂砂轮和油石)在加工中自身尺寸变化大、损耗严重的致命缺陷，从而导致加工精度和表面质量一致性难以保证。直接影响着零件的性能及使用寿命，成为我国轴承制造业发展的一个瓶颈，严重影响着我国轴承产品在国际同行业中的竞争力。
在线电解修形(ELID)金属结合剂砂轮超精密镜面磨削技术是在磨削过程中，利用其砂轮形状精度保持性好、修锐过程在线、损耗小的特点，可实现轴承轨道加工中的“精准递进”精密成形磨削加工。克服轴承传统磨削加工中磨具尺寸变化无法控制导致递进加工精度模糊不准，轴承加工精度难以保证的缺陷，满足轴承产品对尺寸一致性和表面质量的要求，实现稳定、可控、最佳的磨削过程，达到超精密镜面磨削效果。
然而此技术所用金属结合剂CBN成型砂轮硬度高，磨削比大，采用一般的方法难以对其进行精密修形。采用电火花加工法对铁结合剂CBN砂轮进行精密修形。但采用电火花加工法对其进行修形，会在砂轮表层形成一层变质层，降低砂轮的磨削能力。故还需要采用金刚石滚轮与经过电火花修形后的砂轮对磨的方式去除变质层，从而完成铁结合剂CBN砂轮的精密修形。目前对砂轮的修整多为离线修整，这样会使工作时砂轮存在装夹误差，影响加工精度，故需将砂轮的修形方式改为在位修整，这样就会避免装夹误差，提高被加工工件的加工精度和表面质量。
发明内容
本发明需要解决的技术问题在于：针对传统轴承轨道加工中存在着加工磨具自身尺寸变化大、损耗严重的致命缺陷，提出一种用于轴承轨道超精密成形磨削加工方法，满足轴承产品对尺寸一致性和表面质量的要求，实现稳定、可控、最佳的磨削过程，达到超精密镜面磨削效果。
本发明的一种用于轴承轨道超精密成形磨削加工方法，主要由砂轮主轴模块、回转工作台模块、砂轮电火花在位整形模块、金刚石滚轮在位整形模块、ELID精密磨削模块、冷却及过滤模块、在位检测模块、自动上下料模块和控制系统模块组成。
所述砂轮主轴模块位于回转工作台上方，由回转工作台带动实现旋转运动。
所述回转工作台模块位于床身上面，具有三个工位，包括两个砂轮主轴模块和在位检测模块，回转工作台可以实现旋转运动。
所述砂轮电火花在位整形模块位于床身上面，回转工作台的后方，包括成形车刀和石墨轮修形器，石墨轮修形器底部有十字导轨，可以实现其X、Y向运动。
所述金刚石滚轮在位整形模块位于床身上面，砂轮电火花在位整形模块的右方，包括金刚石滚轮修形器，金刚石滚轮修形器底部有十字导轨，可以实现其X、Y向运动。
所述ELID精密磨削模块位于回转工作台上面的两个工位上，包括金属结合剂CBN成型砂轮、在线电解修整电极和间隙调节沉头螺钉，该模块具备在线电流检测系统，通过检测在线电解修整电极与金属结合剂CBN成型砂轮之间电流大小，自动控制变曲率可调在线电解修整电极的曲率半径进而均匀的改变电极与砂轮之间的间距，完成对电极与砂轮距离的闭环控制，从而使ELID磨削最优化。
所述冷却及过滤模块位于床身右侧，包括煤油过滤循环箱和ELID磨削液过滤循环箱，可实现对两种介质的过滤及冷却。
所述在位检测模块位于回转工作台上面的一个工位上，包括Z向进给滑台和测量探针，可以实现对已加工工件的在位检测。
所述自动上下料模块位于床身上面最左侧，包括Y向滑台、Z向滑台和旋转机械手，可以实现工件的自动上料与下料。
所述控制系统模块位于床身的左侧，包含ELID磨削控制系统、机床伺服控制系统，可以实现ELID磨削状态的主动控制和机床的运动控制。
与现有技术相比，本发明的创新在于：本发明将ELID精密磨削技术与多主轴转台式磨床结构设计相结合，采用模块化设计理念，整机包括砂轮主轴、回转工作台、砂轮电火花在位整形、金刚石滚轮在位整形、ELID精密磨削、冷却及过滤、在位检测、自动上下料和控制系统模块。本发明通过在一次装卡中实现对高精度轴承轨道的半精加工、精加工及砂轮的在位整形和在线修锐，并对加工后的工件进行在位检测，保证零件的加工精度、加工效率及加工一致性。
附图说明
图1是轴承轨道超精密成形磨削加工磨床等轴测图。
图2是ELID精密磨削模块主视图。
图3是冷却及过滤模块等轴侧图。
图4是在位检测模块等轴侧图。
图5是自动上下料模块等轴测图。
图6是磨床加工定程磨削工作循环图。
图中：1-砂轮主轴模块，2-回转工作台，3-砂轮电火花在位整形模块，4-金刚石滚轮在位整形模块，5-ELID精密磨削模块，6-冷却及过滤模块，7-在位检测模块，8-自动上下料模块，9-控制系统模块，10-床身，11-成形车刀，12-石墨轮修形器，13-金刚石滚轮修形器，14-金属结合剂CBN成型砂轮，15-在线电解修整电极，16-间隙调节沉头螺钉，17-煤油过滤循环箱，18-ELID磨削液过滤循环箱，19-Z向进给滑台，20-测量探针，21-Y向滑台，22-Z向滑台，23-旋转机械手。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1所示，本发明为一种用于轴承轨道超精密成形磨削加工装置，该装置由砂轮主轴模块(1)、回转工作台模块(2)、砂轮电火花在位整形模块(3)、金刚石滚轮在位整形模块(4)、ELID精密磨削模块(5)、冷却及过滤模块(6)、在位检测模块(7)、自动上下料模块(8)和控制系统模块(9)组成。
砂轮主轴模块(1)位于回转工作台模块(2)的上方，由回转工作台模块(2)带动实现砂轮主轴模块(1)的旋转运动；所述回转工作台模块(2)位于床身(10)上面，回转工作台模块(2)具有三个工位，分别为两个砂轮主轴模块(1)和在位检测模块(7)，两个砂轮主轴模块(1)的主轴相互垂直，在位检测模块(7)设置在两个砂轮主轴模块(1)的外侧，回转工作台模块(2)能够实现旋转运动；
所述砂轮电火花在位整形模块(3)位于床身(10)之上，回转工作台(2)之后；砂轮电火花在位整形模块(3)包括成形车刀(11)和石墨轮修形器(12)，成形车刀(11)和石墨轮修形器(12)并列布设，石墨轮修形器(12)底部有十字导轨，用以实现砂轮电火花在位整形模块(3)X向、Y向运动；
所述金刚石滚轮在位整形模块(4)位于床身(10)之上，砂轮电火花在位整形模块(3)的一侧，金刚石滚轮在位整形模块(4)包括金刚石滚轮修形器(13)，金刚石滚轮修形器(13)与石墨轮修形器(12)并列布设，金刚石滚轮修形器(13)底部有十字导轨，实现金刚石滚轮在位整形模块(4)的X向、Y向运动；
所述ELID精密磨削模块(5)位于回转工作台模块(2)的两个砂轮主轴模块(1)工位上，ELID精密磨削模块(5)包括金属结合剂CBN成型砂轮(14)、在线电解修整电极(15)和间隙调节沉头螺钉(16)，在线电解修整电极(15)安装在砂轮主轴模块(1)的砂轮处，可通过间隙调节沉头螺钉(16)调节在线电解修整电极(15)和金属结合剂CBN成型砂轮(14)之间的电解间隙，金属结合剂CBN成型砂轮(14)设置在在线电解修整电极(15)内部；ELID精密磨削模块(5)配有在线电流检测系统，通过在线电流检测系统检测在线电解修整电极(15)与金属结合剂CBN成型砂轮(14)之间电流大小，自动控制变曲率可调在线电解修整电极(15)的曲率半径进而均匀的改变在线电解修整电极(15)与金属结合剂CBN成型砂轮(14)之间的间距，完成对在线电解修整电极(15)与金属结合剂CBN成型砂轮(14)之间距离的闭环控制，从而使ELID磨削最优化。
所述冷却及过滤模块(6)位于床身(10)一侧，包括煤油过滤循环箱(17)和ELID磨削液过滤循环箱(18)，用以实现对煤油和ELID磨削液的过滤及冷却；
所述在位检测模块(7)位于回转工作台模块(2)上的一个工位上，包括Z向进给滑台(19)和测量探针(20)，测量探针(20)安装在Z向进给滑台(19)上，Z向进给滑台(19)沿竖直方向固定在回转工作台模块(2)上，用以实现对已加工工件的在位检测；
所述自动上下料模块(8)位于床身(10)上的另一侧，自动上下料模块(8)包括Y向滑台(21)、Z向滑台(22)和旋转机械手(23)，旋转机械手(23)安装在Z向滑台(22)的底部，Z向滑台(22)安装在Y向滑台(21)上，通过自动上下料模块(8)实现工件的自动上料与下料；
所述控制系统模块(9)位于床身的左侧，包含ELID磨削控制系统、机床伺服控制系统，控制系统模块(9)与砂轮电火花在位整形模块(3)、金刚石滚轮在位整形模块(4)、ELID精密磨削模块(5)、冷却及过滤模块(6)、在位检测模块(7)、自动上下料模块(8)相互连接，进而实现ELID磨削状态的主动控制和机床的运动控制。
本实施方案的特点为将ELID精密磨削技术与多主轴转台式磨床结构设计相结合，采用模块化设计理念，整机包括砂轮主轴、回转工作台、砂轮电火花在位整形、金刚石滚轮在位整形、ELID精密磨削、冷却及过滤、在位检测、自动上下料和控制系统模块。本发明通过在一次装卡中实现对高精度轴承轨道的半精加工、精加工及砂轮的在位整形和在线修锐，并对加工后的工件进行在位检测，克服传统轴承轨道加工中存在着加工磨具自身尺寸变化大、损耗严重的致命缺陷及装夹误差等影响，满足轴承产品对尺寸一致性和表面质量的要求，保证零件的加工精度、加工效率及加工一致性，实现稳定、可控、最佳的磨削过程，达到超精密镜面磨削效果。
本实施方案中，如图1-6所示，首先由控制系统模块(9)控制旋转机械手(23)抓取工件，通过与Y向滑台(21)、Z向滑台(22)的配合将工件装夹在电磁无心夹具上，然后工件电机启动，冷却泵启动，工件在进给滑板的控制下，使工件与金属结合剂CBN成型砂轮(14)接触，开始半精磨工序，当完成半精磨工序后，回转工作台(2)逆时针旋转90°，使工件进入另一工位，开始精磨工序，当工件磨削余量磨除后，再由在线电解产生氧化膜包裹的金属结合剂CBN成型砂轮(14)对工件进行光磨工序，半精磨和精磨都采用的在线电解修锐即ELID金属结合剂CBN砂轮技术，该ELID精密磨削模块具备在线电流检测系统，通过检测在线电解修整电极(15)与金属结合剂CBN成型砂轮(14)之间电流大小，自动控制变曲率可调在线电解修整电极(15)的曲率半径进而均匀的改变电极与砂轮之间的间距，完成对电极与砂轮距离的闭环控制，从而使ELID磨削最优化。当磨削加工工序完成后，回转工作台模块(2)逆时针旋转90°，在Z向进给滑台(19)和工件进给滑板的配合下通过测量探针(20)对轴承轨道的尺寸精度和表面质量进行在位测量，经检测合格后通过自动上下料模块(8)将合格的工件放入存储架上。接下来旋转机械手(23)继续抓取工件装夹到电磁无心吸盘上，此时控制系统会判断是否达到预定的零件个数，如果达到预定零件个数，那么砂轮需要进行修形。首先是电火花精密整形工序，石墨轮修形器(12)在底部十字导轨的带动下与成形车刀(11)接触，被成形车刀(11)车削成砂轮轮廓的反形面，接下来石墨轮修形器(12)在底部十字导轨的带动下与金属结合剂CBN成型砂轮(14)相对，对砂轮进行电火花精密修形。电火花整形后会在砂轮表面形成一层碳化的变质层，降低砂轮的磨削能力，故需要对电火花整形后的砂轮进行金刚石滚轮超精密整形工序，金刚石滚轮修形器(13)在底部十字导轨带动下与砂轮接触，通过金刚石滚轮修形器(13)与金属结合剂CBN成型砂轮(14)对滚的方式进行金刚石滚轮超精密整形工序。砂轮经过整形之后便可以继续投入磨削之中。
Claims (2)
1.一种用于轴承轨道超精密成形磨削加工装置，其特征在于：该装置由砂轮主轴模块(1)、回转工作台模块(2)、砂轮电火花在位整形模块(3)、金刚石滚轮在位整形模块(4)、ELID精密磨削模块(5)、冷却及过滤模块(6)、在位检测模块(7)、自动上下料模块(8)和控制系统模块(9)组成；
砂轮主轴模块(1)位于回转工作台模块(2)的上方，由回转工作台模块(2)带动实现砂轮主轴模块(1)的旋转运动；所述回转工作台模块(2)位于床身(10)上面，回转工作台模块(2)具有三个工位，分别为两个砂轮主轴模块(1)和在位检测模块(7)，两个砂轮主轴模块(1)的主轴相互垂直，在位检测模块(7)设置在两个砂轮主轴模块(1)的外侧，回转工作台模块(2)能够实现旋转运动；
所述砂轮电火花在位整形模块(3)位于床身(10)之上，回转工作台(2)之后；砂轮电火花在位整形模块(3)包括成形车刀(11)和石墨轮修形器(12)，成形车刀(11)和石墨轮修形器(12)并列布设，石墨轮修形器(12)底部有十字导轨，用以实现砂轮电火花在位整形模块(3)X向、Y向运动；
所述金刚石滚轮在位整形模块(4)位于床身(10)之上，砂轮电火花在位整形模块(3)的一侧，金刚石滚轮在位整形模块(4)包括金刚石滚轮修形器(13)，金刚石滚轮修形器(13)与石墨轮修形器(12)并列布设，金刚石滚轮修形器(13)底部有十字导轨，实现金刚石滚轮在位整形模块(4)的X向、Y向运动；
所述ELID精密磨削模块(5)位于回转工作台模块(2)的两个砂轮主轴模块(1)工位上，ELID精密磨削模块(5)包括金属结合剂CBN成型砂轮(14)、在线电解修整电极(15)和间隙调节沉头螺钉(16)，在线电解修整电极(15)安装在砂轮主轴模块(1)的砂轮处，可通过间隙调节沉头螺钉(16)调节在线电解修整电极(15)和金属结合剂CBN成型砂轮(14)之间的电解间隙，金属结合剂CBN成型砂轮(14)设置在在线电解修整电极(15)内部；ELID精密磨削模块(5)配有在线电流检测系统，通过在线电流检测系统检测在线电解修整电极(15)与金属结合剂CBN成型砂轮(14)之间电流大小，自动控制变曲率可调在线电解修整电极(15)的曲率半径进而均匀的改变在线电解修整电极(15)与金属结合剂CBN成型砂轮(14)之间的间距，完成对在线电解修整电极(15)与金属结合剂CBN成型砂轮(14)之间距离的闭环控制，从而使ELID磨削最优化；
所述冷却及过滤模块(6)位于床身(10)一侧，包括煤油过滤循环箱(17)和ELID磨削液过滤循环箱(18)，用以实现对煤油和ELID磨削液的过滤及冷却；
所述在位检测模块(7)位于回转工作台模块(2)上的一个工位上，包括Z向进给滑台(19)和测量探针(20)，测量探针(20)安装在Z向进给滑台(19)上，Z向进给滑台(19)沿竖直方向固定在回转工作台模块(2)上，用以实现对已加工工件的在位检测；
所述自动上下料模块(8)位于床身(10)上的另一侧，自动上下料模块(8)包括Y向滑台(21)、Z向滑台(22)和旋转机械手(23)，旋转机械手(23)安装在Z向滑台(22)的底部，Z向滑台(22)安装在Y向滑台(21)上，通过自动上下料模块(8)实现工件的自动上料与下料；
所述控制系统模块(9)位于床身的左侧，包含ELID磨削控制系统、机床伺服控制系统，控制系统模块(9)与砂轮电火花在位整形模块(3)、金刚石滚轮在位整形模块(4)、ELID精密磨削模块(5)、冷却及过滤模块(6)、在位检测模块(7)、自动上下料模块(8)相互连接，进而实现ELID磨削状态的主动控制和机床的运动控制。
2.利用权利要求1所述装置进行的超精密成形磨削加工方法，其特征在于：首先由控制系统模块(9)控制旋转机械手(23)抓取工件，通过与Y向滑台(21)、Z向滑台(22)的配合将工件装夹在电磁无心夹具上，然后工件电机启动，冷却泵启动，工件在进给滑板的控制下，使工件与金属结合剂CBN成型砂轮(14)接触，开始半精磨工序，当完成半精磨工序后，回转工作台(2)逆时针旋转90°，使工件进入另一工位，开始精磨工序，当工件磨削余量磨除后，再由在线电解产生氧化膜包裹的金属结合剂CBN成型砂轮(14)对工件进行光磨工序，半精磨和精磨都采用的在线电解修锐即ELID金属结合剂CBN砂轮技术，该ELID精密磨削模块具备在线电流检测系统，通过检测在线电解修整电极(15)与金属结合剂CBN成型砂轮(14)之间电流大小，自动控制变曲率可调在线电解修整电极(15)的曲率半径进而均匀的改变电极与砂轮之间的间距，完成对电极与砂轮距离的闭环控制，从而使ELID磨削最优化；当磨削加工工序完成后，回转工作台模块(2)逆时针旋转90°，在Z向进给滑台(19)和工件进给滑板的配合下通过测量探针(20)对轴承轨道的尺寸精度和表面质量进行在位测量，经检测合格后通过自动上下料模块(8)将合格的工件放入存储架上；接下来旋转机械手(23)继续抓取工件装夹到电磁无心吸盘上，此时控制系统会判断是否达到预定的零件个数，如果达到预定零件个数，那么砂轮需要进行修形；首先是电火花精密整形工序，石墨轮修形器(12)在底部十字导轨的带动下与成形车刀(11)接触，被成形车刀(11)车削成砂轮轮廓的反形面，接下来石墨轮修形器(12)在底部十字导轨的带动下与金属结合剂CBN成型砂轮(14)相对，对砂轮进行电火花精密修形；电火花整形后会在砂轮表面形成一层碳化的变质层，降低砂轮的磨削能力，故需要对电火花整形后的砂轮进行金刚石滚轮超精密整形工序，金刚石滚轮修形器(13)在底部十字导轨带动下与砂轮接触，通过金刚石滚轮修形器(13)与金属结合剂CBN成型砂轮(14)对滚的方式进行金刚石滚轮超精密整形工序；砂轮经过整形之后便可以继续投入磨削之中。
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110253418A (zh) * | 2019-03-24 | 2019-09-20 | 北京工业大学 | 一种用于成型磨削的精密超精密加工方法 |
| CN110421419A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-11-08 | 上海理工大学 | 一种轴承磨削自动上下料系统结构装置 |
| CN111515482A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-11 | 北京工业大学 | 一种金属基砂轮精密成形修形方法 |
| CN111531411A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-14 | 北京工业大学 | 一种铝基金刚石复合材料精密加工方法 |
| CN112355815A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-12 | 中国航发南方工业有限公司 | 航空发动机用复杂曲面形叶尖的磨削加工装置 |
| CN112677012A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-20 | 神华铁路装备有限责任公司 | 自动识别装置、铁路货车轮对除锈机及识别方法 |
| CN112872724A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-06-01 | 北京工业大学 | 一种基于elid磨削的轴承滚道精准递进精密成形磨削加工方法 |
| CN112917340A (zh) * | 2021-01-16 | 2021-06-08 | 北京工业大学 | 一种基于elid磨削的轴承滚道精准递进精密成形磨削机床 |
| CN113021190A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-25 | 哈尔滨理工大学 | 一种金属结合剂圆弧形砂轮电火花修整装置 |
| CN113070532A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-06 | 广东工业大学 | 一种基于表面微结构设计的超精密切削方法 |
| CN116038566A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-05-02 | 昆明理工大学 | 一种金刚石丸片总型电火花修整机 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000246634A (ja) * | 1999-03-03 | 2000-09-12 | Inst Of Physical & Chemical Res | プラズマ放電ツルーイング装置とこれを用いた微細加工方法 |
| CN1785597A (zh) * | 2005-12-21 | 2006-06-14 | 湖南大学 | 适用于高速在线电解修锐磨削的阴极装置 |
| CN101209531A (zh) * | 2006-12-29 | 2008-07-02 | 浙江工业大学 | 采用成型磨削高效加工轴承沟道刀具的方法 |
| CN201217177Y (zh) * | 2008-01-15 | 2009-04-08 | 郑州磨料磨具磨削研究所 | 宽型面金刚石砂轮成型放电修整装置 |
| CN101716748A (zh) * | 2010-01-20 | 2010-06-02 | 湖南大学 | 一种硬脆难加工材料的在线电解修锐高速深磨磨削方法 |
| CN103072048A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-05-01 | 北京工业大学 | 用于在线电解修锐金属结合剂丸片研磨加工的电解装置 |
| CN104191372A (zh) * | 2014-08-21 | 2014-12-10 | 河南理工大学 | 适合于小孔内圆超声复合磨削用砂轮在线修整实验系统 |
| CN106466810A (zh) * | 2015-08-18 | 2017-03-01 | Emag控股有限公司 | 用于磨削和精密加工的方法和装置 |
-
2018
- 2018-04-22 CN CN201810363836.6A patent/CN108500786B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000246634A (ja) * | 1999-03-03 | 2000-09-12 | Inst Of Physical & Chemical Res | プラズマ放電ツルーイング装置とこれを用いた微細加工方法 |
| CN1785597A (zh) * | 2005-12-21 | 2006-06-14 | 湖南大学 | 适用于高速在线电解修锐磨削的阴极装置 |
| CN101209531A (zh) * | 2006-12-29 | 2008-07-02 | 浙江工业大学 | 采用成型磨削高效加工轴承沟道刀具的方法 |
| CN201217177Y (zh) * | 2008-01-15 | 2009-04-08 | 郑州磨料磨具磨削研究所 | 宽型面金刚石砂轮成型放电修整装置 |
| CN101716748A (zh) * | 2010-01-20 | 2010-06-02 | 湖南大学 | 一种硬脆难加工材料的在线电解修锐高速深磨磨削方法 |
| CN103072048A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-05-01 | 北京工业大学 | 用于在线电解修锐金属结合剂丸片研磨加工的电解装置 |
| CN104191372A (zh) * | 2014-08-21 | 2014-12-10 | 河南理工大学 | 适合于小孔内圆超声复合磨削用砂轮在线修整实验系统 |
| CN106466810A (zh) * | 2015-08-18 | 2017-03-01 | Emag控股有限公司 | 用于磨削和精密加工的方法和装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 关佳亮 等: "基于ELID精密镜面磨削技术的外圆精加工工艺", 《北京工业大学学报》 * |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110253418A (zh) * | 2019-03-24 | 2019-09-20 | 北京工业大学 | 一种用于成型磨削的精密超精密加工方法 |
| CN110421419A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-11-08 | 上海理工大学 | 一种轴承磨削自动上下料系统结构装置 |
| CN111531411B (zh) * | 2020-04-27 | 2021-07-23 | 北京工业大学 | 一种铝基金刚石复合材料精密加工方法 |
| CN111515482A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-11 | 北京工业大学 | 一种金属基砂轮精密成形修形方法 |
| CN111531411A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-14 | 北京工业大学 | 一种铝基金刚石复合材料精密加工方法 |
| CN112355815A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-12 | 中国航发南方工业有限公司 | 航空发动机用复杂曲面形叶尖的磨削加工装置 |
| CN112355815B (zh) * | 2020-11-12 | 2022-05-03 | 中国航发南方工业有限公司 | 航空发动机用复杂曲面形叶尖的磨削加工装置 |
| CN112677012A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-20 | 神华铁路装备有限责任公司 | 自动识别装置、铁路货车轮对除锈机及识别方法 |
| CN112872724A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-06-01 | 北京工业大学 | 一种基于elid磨削的轴承滚道精准递进精密成形磨削加工方法 |
| CN112917340A (zh) * | 2021-01-16 | 2021-06-08 | 北京工业大学 | 一种基于elid磨削的轴承滚道精准递进精密成形磨削机床 |
| CN113021190A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-25 | 哈尔滨理工大学 | 一种金属结合剂圆弧形砂轮电火花修整装置 |
| CN113070532A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-06 | 广东工业大学 | 一种基于表面微结构设计的超精密切削方法 |
| CN113070532B (zh) * | 2021-04-13 | 2022-06-17 | 广东工业大学 | 一种基于表面微结构设计的超精密切削方法 |
| CN116038566A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-05-02 | 昆明理工大学 | 一种金刚石丸片总型电火花修整机 |
| CN116038566B (zh) * | 2022-12-14 | 2024-04-05 | 昆明理工大学 | 一种金刚石丸片总型电火花修整机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108500786B (zh) | 2020-02-04 |
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