ELID(Electrolytic In-Process Dressing)磨削是在磨削過程中慰适，利用非線性電解修整作用和金屬結(jié)合劑超硬磨料砂輪表層氧化物絕緣層對電解抑制作用的動態(tài)平衡，對砂輪進行連續(xù)修銳修整，使砂輪磨粒獲得恒定的突出量黎烈，從而實現(xiàn)穩(wěn)定、可控匀谣、最佳的磨削過程照棋，它適用于硬脆材料進行超精密鏡面磨削。ELID磨削技術(shù)以其效率高武翎、精度高烈炭、表面質(zhì)量好、加工裝置簡單及加工適應(yīng)性廣等特點督巍，在日本已較廣泛用于電子卫道、機械、光學(xué)单旺、儀表秒勿、汽車等領(lǐng)域。我國以哈爾濱工業(yè)大學(xué)袁哲俊教授為首的ELID課題組于1993 年開始了對該項技術(shù)的研究工作拔怜，現(xiàn)已成功地在平面吹兴、內(nèi)圓和外圓磨床上實現(xiàn)了多種難加工材料的精密鏡面磨削。本文將介紹ELID磨削技術(shù)的原理盏踢、過程施揪、特點及國內(nèi)外的研究應(yīng)用狀況，闡述該技術(shù)在我國精密加工制造行業(yè)的廣闊應(yīng)用前景赐杏。

　　圖1 ELID磨削原理示意圖

　　1 ELID磨削的基本原理
　　ELID磨削原理如圖1所示交某。金屬結(jié)合劑超硬磨料砂輪與電源正極相接做陽極，工具電極做陰極散骚，在砂輪和電極的間隙中通過電解磨削液蛉加，利用電解過程中的陽極溶解效應(yīng)，對砂輪表層的金屬基體進行電解去除缸逃，從而逐漸露出嶄新鋒利的磨粒针饥，形成對砂輪的修整作用：同時形成一層鈍化膜附著于砂輪表面，抑制砂輪過度電解，從而使砂輪始終以最佳磨削狀態(tài)連續(xù)進行磨削加工丁眼。所以該技術(shù)將砂輪修整與磨削過程結(jié)合在一起筷凤，利用金屬基砂輪進行磨削加工的同時利用電解方法對砂輪進行修整，從而實現(xiàn)對硬脆材料的連續(xù)超精密鏡面磨削苞七。

　　 2 ELID磨削過程及精密鏡面形成機理
　　ELID鏡面磨削過程可分為準備階段藐守、電解預(yù)修銳階段、在線電解修整動態(tài)磨削階段和光磨階段蹂风。準備階段主要是對砂輪進行動平衡和精密整形卢厂，減小砂輪的圓度和圓柱度誤差：預(yù)修銳階段使砂輪獲得適當?shù)某鋈懈叨群秃侠淼娜菪伎臻g，并形成一層鈍化膜：動態(tài)磨削階段形成加工表面：光磨階段則進一步提高表面質(zhì)量惠啄。
　　ELID磨削去除材料的機理與其他鏡面加工有所不同慎恒。通常的鏡面加工是通過磨削、研磨和拋光來獲得的歇盒。研磨和拋光是以柔性的研磨盤把磨料壓在材料表面并產(chǎn)生相對運動庸灶，磨料借助研磨盤的壓力以滾動方式使材料破碎，以滑動和滾動方式去除破碎后的材料韩丸。
　　而在ELID磨削中窘携，一方面由于磨粒固著在結(jié)合劑中，對于單顆粒的固著磨粒而言查新，其有效磨削尺寸只有磨粒尺寸的1/3杀终，磨粒主要以微切削的方式去除材料，所以造成的破碎區(qū)要小得多：另一方面批先，砂輪表面形成具有一定厚度和彈性且容納有脫落磨料的鈍化膜仔醒，成為一種具有良好柔性的研磨膜。精磨時劳诽，由于進給量很小序评，鈍化膜的厚度遠大于磨料的出刃高度，使砂輪基體表層磨料在磨削中不可能直接與工件接觸定歧，砂輪上覆蓋的這層鈍化膜將代替金屬基砂輪參與真正的磨削過程辽廊。當電解作用完全抑制時，鈍化膜對工件進行光磨官地。所以ELID磨削實際上是一種將磨酿傍、研、拋合為一體的復(fù)合式精密鏡面加工技術(shù)驱入，其中磨粒主要是以滑動方式去除工件材料的赤炒，如圖2所示。

　　圖2 ELID磨削去除硬脆材料機理示意圖

　　3 ELID磨削技術(shù)的工藝特點
　　ELID磨削技術(shù)是對金屬結(jié)合劑超硬磨料砂輪在線修整亏较、修銳的復(fù)合磨削技術(shù)莺褒，它有別于電解磨削掩缓、電火花磨削，在精密加工領(lǐng)域獨樹一幟遵岩，具有自身的一些顯著特點你辣。
　　磨削過程具有良好的穩(wěn)定性和可控性，易于實現(xiàn)磨削過程的最優(yōu)化：
　　加工精度高尘执，表面裂紋少舍哄，表面質(zhì)量好：
　　適應(yīng)性廣泛，磨削效率高：
　　裝置簡單誊锭，成本低表悬，推廣性強等。

　　圖3 ELID磨削用CIFB砂輪(粒度：W5)

　　1. 噴嘴 2. 防護罩 3. 絕緣板 4. 陰極塊 5市砍、8. 砂輪 6. 電極 7. 電刷 9. 工件 10. 卡盤

　　圖4 電解裝置圖

　　4 ELID磨削的必備裝置
　　ELID磨削的必備裝置主要有砂輪俏川、電源、電解裝置肘论、電解液和磨床等五個要素。
　　ELID磨削對磨床的要求主要是要有較高的主軸回轉(zhuǎn)精度抵思。
ELID磨削用砂輪的結(jié)合劑應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性和電解性能悉砌，而結(jié)合劑元素的氧化物或氫氧化物不導(dǎo)電。目前常用的砂輪有鑄鐵纖維結(jié)合劑(CIFB)焙句、鑄鐵結(jié)合劑(CIB)和鐵粉結(jié)合劑(IB)的金剛石砂輪符晃，如圖3所示。
　　ELID磨削的電源可以采用直流電源港摘、交流電源绒双、脈沖電源等。
　　電解裝置的主要部分是工具電極脖嗽。磨床結(jié)構(gòu)不同还织，工具電極的位置和形狀也不同，如圖4所示主巍。電極宜用不銹鋼制造冠息，與砂輪的間隙控制在0. 5～1. 5mm范圍內(nèi)，而且應(yīng)與機床充分絕緣孕索。工具電極固定在絕緣板上逛艰，再用調(diào)節(jié)栓將絕緣板固定在砂輪防護罩上。電極上開有蓄水槽搞旭，電解磨削液采用中心送液法散怖，依靠重力和離心力充滿電極間隙。
　　ELID磨削液兼做電解液肄渗，一般采用弱堿性電解質(zhì)水溶液镇眷。但結(jié)合劑和磨粒粒度不同咬最，磨削液的主要成分也不同。磨削液對電解過程中形成的鈍化膜的厚度偏灿、性質(zhì)乃至最終的磨削效果都有重要影響丹诀。

　　5 ELID磨削技術(shù)的研究和應(yīng)用
　　ELID磨削技術(shù)在世界范圍內(nèi)備受重視，許多國家和地區(qū)都展開研究翁垂，并取得一些成果铆遭。
　　ELID磨削技術(shù)在日本有“ELID磨削研究會”及相應(yīng)的學(xué)術(shù)期刊《ELID研削研究會報》。日本有許多公司采用該技術(shù)進行生產(chǎn)或從事與該技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)開發(fā)與技術(shù)支持减磷，如富士公司哮霹、Fuji 模具株式會社、新東工業(yè)株式會社等氏赴。此外墅轩，日本KURODA 公司、不二越株式會社還推出了系列ELID專用磨床服酥。日本當前研究的重點是付昧，在完善ELID磨削技術(shù)的同時，努力將現(xiàn)有技術(shù)盡快轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力找肤。這方面工作主要由日本的一些大學(xué)严齿、研究所和企業(yè)共同開展。富士公司采用ELID磨削技術(shù)加工鏡頭踩林，鍍膜后直接用在望遠鏡骄闺、幻燈產(chǎn)品上，真正實現(xiàn)了光學(xué)鏡頭加工的以磨代研醋掖、代拋的工藝革命剃袍。日本東京物理化學(xué)研究所將ELID磨削技術(shù)應(yīng)用于超精密數(shù)控加工，成功加工出光學(xué)玻璃和碳化硅陶瓷等材料的高精度非球曲面捎谨。
　　美國從該技術(shù)誕生之初就極為重視民效，不僅投巨資進行該技術(shù)的開發(fā)，還與日本進行該技術(shù)的交流與合作涛救。據(jù)資料表明研铆，美國在應(yīng)用ELID磨削技術(shù)加工電子計算機半導(dǎo)體微處理器方面已取得突破性進展，在國防州叠、航空航天及核工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用研究也在進行棵红。德國是最早研究ELID磨削技術(shù)的幾個國家之一，在1991 年就有德國的機床廠家進行系列ELID專用機床的設(shè)計咧栗。此外逆甜，英、法等國對ELID磨削技術(shù)研究也達到相當?shù)母叨取?br>　　在亞洲致板，韓國很早就同日本開展卓有成效的技術(shù)交流與合作交煞。此外咏窿，我國臺灣等地區(qū)目前也在進行ELID磨削技術(shù)的研究工作。

　　6 ELID磨削技術(shù)在我國的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景
　　ELID磨削技術(shù)在我國尚處于研究階段熬鸟，主要集中在高校虫喝，如哈爾濱工業(yè)大學(xué)、大連理工大學(xué)秸铣、西安交通大學(xué)俊揣、天津大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等朱泞。哈爾濱工業(yè)大學(xué)經(jīng)過幾年的努力乐太，研制成功了ELID磨削專用的脈沖電源、磨削液和砂輪膀琐，在國產(chǎn)機床上開發(fā)出平面莉孽、外圓和內(nèi)圓ELID磨削裝置，并對多種硬脆材料進行了ELID鏡面磨削的實驗研究苦旋。目前正積極推廣普及該技術(shù)火晕，實現(xiàn)產(chǎn)品化。國內(nèi)已有十幾家單位應(yīng)用該技術(shù)偏秦，如230廠用于加工動壓馬達零件液珠，23所用于相陣雷達互易移相單元陶瓷、微晶玻璃燥筷、鐵氧體等航天材料零件加工箩祥，8358廠用于光學(xué)玻璃非球曲面加工院崇，205所用于光學(xué)玻璃加工肆氓，華僑大學(xué)用于加工大理石，福建南安宏偉陶瓷廠用于加工陶瓷等底瓣。
　　盡管ELID磨削技術(shù)在我國的發(fā)展落后于一些工業(yè)發(fā)達國家谢揪，但是ELID磨削技術(shù)在國內(nèi)的研究和應(yīng)用基礎(chǔ)已經(jīng)具備。特別是該技術(shù)顯著的特點捐凭，尤其適合我國國情拨扶。隨著該技術(shù)的進一步普及推廣，相信有越來越多的專家和學(xué)者認識到這項技術(shù)的重要性和它潛在的經(jīng)濟價值茁肠，越來越多的企業(yè)重視并采用該技術(shù)患民，從而促進我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和高新技術(shù)的發(fā)展。ELID磨削技術(shù)作為一種新型的鏡面加工方法垦梆，具有廣闊的應(yīng)用前景和很大的實用價值匹颤。

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