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高效精密小直径CBN内圆磨砂轮关键技术研究及应用
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TG743
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目产品属于新材料技术领域,主要用于柴油发动机燃油喷射系统关键零部件的高效精密加工。燃油喷射系统是柴油发动机的心脏,其质量的好坏直接影响发动机的性能,而喷油嘴偶件作为机加工中最精密的精密微小零部件之一,其好坏将严重影响发动机的性能,且对加工技术、加工工艺的要求都是较高的,如喷油嘴针阀体中孔:圆度0.5μm,粗糙度Ra0.1μm,直线度1μm,孔径公差±2μm;喷油嘴针阀体座面:圆度1μm,粗糙度Ra0.2μm,角度公差±10′;且是内圆磨削加工,因此加工难度很大。并且砂轮非常小(外径3~6mm,内孔仅1.5mm)、重量低(0.5g左右)、外圆沿轴向有0.3mm宽的冷却槽、接杆轴沿轴向开有直径0.6mm的中心内冷却孔,且工件的加工质量和砂轮耐用度要求均较高。上述系列关键技术国内尚未解决,国内市场以进口砂轮为主,主要采用瑞典UVA公司和德国巴米勒公司生产的中孔座面磨床。在项目启动前,主要配套使用瑞士麦斯特(Meister Abrasives)和德国史麦芽(ALFONS SCHMEIER)的砂轮。 基于以上迫切的市场需求,项目组从砂轮配方设计、结合剂性能、成型工艺技术及砂轮加工技术等多项关键技术开展研究工作,开发出以喷油嘴针阀体中孔、座面专用陶瓷CBN内圆磨砂轮为典型代表的系列陶瓷CBN内圆磨产品并实现了产业化。 关键技术及创新点: ①砂轮配方优化设计技术,解决了内圆磨削砂轮高自锐性要求,与形状保持性要求很难均衡的问题。 ②高性能陶瓷结合剂改性与制备技术,解决结合剂不适用于内圆磨削的问题,开发出具有较好综合性能的内圆磨用陶瓷结合剂。 ③陶瓷CBN砂轮注射成型技术,解决小直径、低重量内圆磨砂轮均匀成型难的问题。 ④陶瓷/(树脂+固体润滑剂)渗浸磨粒固结工艺技术,提高磨料把持能力、改善砂轮与工件的接触状态、起润滑、抗粘附效果,有效地降低磨削热、磨削力,改善砂轮磨削性能。 ⑤小直径接杆轴精密加工技术,通过低加工抗力的加工装备、工装及工艺的设计,实现了小直径接杆基体精密加工。 ⑥陶瓷CBN砂轮工作层激光开槽加工技术,通过激光开盲槽技术的创新性应用,实现了高硬度、高脆性工作层上盲槽的高效切割。 项目产品经国家磨料磨具质量监督检验中心检测,达到了项目规定的制造精度指标要求;经用户使用表明,各项性能达到或接近国外同类产品水平,完全可替代进口满足国际市场;经河南省科技厅组织专家鉴定:成果居国际先进水平。 已建成年产3000万元的生产线,近三年实现销售收入6422.94万元,创利2248.00万元,税收1541.42万元;打破了国外技术封锁和产品垄断,每年可为下游企业间接创造效益数十亿元;提升了行业自主创新能力和核心竞争力,推动了超硬材料制品结构调整与产业升级。
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