超硬磨料砂轮具有优异的磨削性能,应用领域广泛,是精密超精密磨削、高效磨削、磨削自动化的基础,但是修整比较困难。传统修整方法和其它修整方法都存在这样或者那样的缺点,这些限制了超硬磨料砂轮的应用。为了充分发挥超硬磨料砂轮的优异性能,提高超硬磨料砂轮的应用水平,需要研究新的修整方法。将激光加工技术引入到修整领域,无疑会给超硬磨料砂轮修整中存在的问题带来新的解决办法。激光修整方法作为一种非接触修整方法,避开力的作用和硬接触,是一种很有前途的修整方法,但是距离实际应用还有很大差距,需要进一步研究。为了促进激光修整技术的实际应用,本文做了如下工作: (1)建立了计算激光修锐阈值的三维不稳定热传导模型,经差分离散化处理后,进行编程运算,求解出单脉冲激光作用下树脂结合剂和金属结合剂的去除阈值、金刚石磨料和立方氮化硼磨料的损伤阈值,为选择合适的激光修锐参数提供依据。 (2)单脉冲烧蚀凹坑大小和深度,对修锐效果起重要作用。为此研究了脉宽、偏焦量和输出功率对单脉冲烧蚀凹坑尺寸的影响规律,采用光学显微镜对凹坑进行了观察,用CCTV(Closed Circuit TV Viewing)系统测量了凹坑直径的尺寸,从传热学和能量分布的角度对试验结果进行了分析。 (3)进行单脉冲烧蚀凹坑的重叠系数试验,选择出合适的重叠系数,能够使修锐效果均匀。根据前面试验结果,进行激光单行程扫描试验,找出合适的修锐参数。然后做了辅助气体试验,在修锐树脂结合剂砂轮时,应用同轴辅助气体可以得到好的修锐效果;修锐金属结合剂砂轮时,应用同轴辅助气体和侧吹辅助气体可以解决重凝金属覆盖磨料的问题,得到好的修锐效果。 (4)在单脉冲烧蚀凹坑,凹坑重叠系数试验和单行程激光扫描试验研究的基础上,选择出合适的激光参数和工艺参数修锐超硬磨料砂轮,采用扫描电镜(SEM)观察扫描后砂轮的表面形貌,采用测力仪测量修锐前后砂轮的磨削力,证明本文提出的激光修锐试验方法可以选择出优化的修锐参数,得到良好的修锐效果。 本文的工作为激光修锐的实际应用提供了理论与试验的依据。论文提出的快速选择激光修锐参数的方法,对激光修锐的实际应用有一定的指导意义。