1、21世紀(jì)，世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了飛速發(fā)展時(shí)期，隨著汽車、航天、軍工、機(jī)床、軸承工具、儀器儀表、光電材料等加工制造行業(yè)的高速發(fā)展，各國對(duì)于超高速磨削技術(shù)所帶來的巨大效益的追求已臻眉睫。陶瓷CBN砂輪因其被公認(rèn)的高速、高效、高精、低成本、低環(huán)境污染的諸多優(yōu)點(diǎn)，已成為近年來世界各國競相開發(fā)的熱點(diǎn)。而了解和掌握超高速陶瓷CBN砂輪的制備關(guān)鍵技術(shù)與特性，更成為我國裝備制造業(yè)發(fā)展的亟需。
　　本文系統(tǒng)地分析了國內(nèi)外超高速陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪研究現(xiàn)

2、狀和前沿。針對(duì)超高速陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪關(guān)鍵技術(shù)，將傳統(tǒng)的砂輪制備工藝與納米復(fù)合材料技術(shù)相結(jié)合，制備出了具有優(yōu)越性能的超高速納米陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪。同時(shí)綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、現(xiàn)代測量技術(shù)、超高速磨削加工等一系列先進(jìn)技術(shù)，在理論分析基礎(chǔ)上，通過仿真優(yōu)化與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，揭示了超高速陶瓷CBN砂輪的磨削加工機(jī)理與特性，探究了陶瓷CBN砂輪延性域磨削特性，研究了超高速納米陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的磨損狀態(tài)與特性，同時(shí)為超高速納米陶瓷結(jié)合

3、劑CBN砂輪的制備及應(yīng)用提供了理論與技術(shù)支持。
　　本文主要研究工作與取得的成果如下:
　　1、對(duì)國內(nèi)外CBN磨料性能進(jìn)行了詳細(xì)研究，具有創(chuàng)新性的將納米復(fù)合材料技術(shù)引入超高速陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪結(jié)合劑制備過程，以此制備出的納米陶瓷結(jié)合劑具有遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)陶瓷結(jié)合劑的熱學(xué)及力學(xué)性能。然后，將超高速砂輪制備技術(shù)與有限元結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，進(jìn)行了超高速納米陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及制備，最終制備出了具有優(yōu)良性能的超高速納米

4、陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪。
　　2、在研究陶瓷CBN磨削特性與機(jī)理之前，通過對(duì)ANSYS的APDL二次開發(fā)，采用采用空間隨機(jī)切分平面算法，建立了更加完善及先進(jìn)的虛擬CBN磨粒及虛擬陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪模型，建模過程符合自然隨機(jī)特征，而且可以參數(shù)化設(shè)計(jì)。
　　3、在磨削機(jī)理仿真研究基礎(chǔ)上，以實(shí)驗(yàn)制備的納米陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪進(jìn)行了不銹鋼、高速鋼、鈦合金三種難磨金屬包括磨削力、磨削溫度、磨削比以及比磨削能在內(nèi)的磨削特性研究。通過與普

5、通陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的比較，最終表明實(shí)驗(yàn)制備的超高速納米陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪綜合性能更好。
　　4、進(jìn)行了具有前瞻意義的納米陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪延性域磨削特性仿真與實(shí)驗(yàn)研究，通過對(duì)SiC、SiO2、 Si3N4等普通陶瓷CBN砂輪無法勝任的硬脆材料的磨削實(shí)驗(yàn)研究，證實(shí)了納米陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪同樣是適合于陶瓷磨削的。尤其是在以CBN砂輪實(shí)現(xiàn)陶瓷的延性域磨削時(shí)，納米陶瓷結(jié)合劑砂輪的性能已接近金剛石砂輪磨削效果，而且比金剛石砂輪有著

6、更廣泛的適應(yīng)性。
　　5、進(jìn)行了納米陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨削后表面質(zhì)量的研究。實(shí)驗(yàn)表明納米陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪特性對(duì)磨削表面質(zhì)量的影響規(guī)律與普通超高速陶瓷CBN相似，但是其磨后工件表面完整性及質(zhì)量效果卻好過普通砂輪。
　　6、以SPH光滑質(zhì)子流體動(dòng)力學(xué)仿真方法揭示了納米陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨粒磨耗特性。進(jìn)行了納米陶瓷結(jié)合劑砂輪磨損與修整實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)納米陶瓷CBN砂輪的磨粒磨耗比例更大。根據(jù)超高速納米陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪