ELID(Electrolytic?In-Process?Dressing)磨削是在磨削過程中，利用非線性電解修整作用和金屬結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，從而實現穩(wěn)定、可控、最佳的磨削過程，它適用于硬脆材料進行超精密鏡面磨削。ELID磨削技術以其效率高、精度高、表面質量好、加工裝置簡單及加工適應性廣等特點，在日本已較廣泛用于電子、機械、光學、儀表、汽車等領域。我國以哈爾濱工業(yè)大學袁哲俊教授為首的ELID課題組于1993?年開始了對該項技術的研究工作，現已成功地在平面、內圓和外圓磨床上實現了多種難加工材料的精密鏡面磨削。本文將介紹ELID磨削技術的原理、過程、特點及國內外的研究應用狀況，闡述該技術在我國精密加工制造行業(yè)的廣闊應用前景。

1?ELID磨削的基本原理

ELID磨削原理如圖1所示。金屬結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，在砂輪和電極的間隙中通過電解磨削液，利用電解過程中的陽極溶解效應，對砂輪表層的金屬基體進行電解去除，從而逐漸露出嶄新鋒利的磨粒，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。所以該技術將砂輪修整與磨削過程結合在一起，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，從而實現對硬脆材料的連續(xù)超精密鏡面磨削?！?font face="Verdana">https://stone365.com

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、電解預修銳階段、在線電解修整動態(tài)磨削階段和光磨階段。準備階段主要是對砂輪進行動平衡和精密整形，減小砂輪的圓度和圓柱度誤差：預修銳階段使砂輪獲得適當的出刃高度和合理的容屑空間，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量。

ELID磨削去除材料的機理與其他鏡面加工有所不同。通常的鏡面加工是通過磨削、研磨和拋光來獲得的。研磨和拋光是以柔性的研磨盤把磨料壓在材料表面并產生相對運動，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。

而在ELID磨削中，一方面由于磨粒固著在結合劑中，對于單顆粒的固著磨粒而言，其有效磨削尺寸只有磨粒尺寸的1/3，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，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，成為一種具有良好柔性的研磨膜。精磨時，由于進給量很小，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，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。當電解作用完全抑制時，鈍化膜對工件進行光磨。所以ELID磨削實際上是一種將磨、研、拋合為一體的復合式精密鏡面加工技術，其中磨粒主要是以滑動方式去除工件材料的。

3?ELID磨削技術的工藝特點

ELID磨削技術是對金屬結合劑超硬磨料砂輪在線修整、修銳的復合磨削技術，它有別于電解磨削、電火花磨削，在精密加工領域獨樹一幟，具有自身的一些顯著特點。

磨削過程具有良好的穩(wěn)定性和可控性，易于實現磨削過程的最優(yōu)化：

加工精度高，表面裂紋少，表面質量好：

適應性廣泛，磨削效率高：

裝置簡單，成本低，推廣性強等。

4?ELID磨削的必備裝置

ELID磨削的必備裝置主要有砂輪、電源、電解裝置、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精度。

ELID磨削用砂輪的結合劑應具有良好的導電性和電解性能，而結合劑元素的氧化物或氫氧化物不導電。目前常用的砂輪有鑄鐵纖維結合劑(CIFB)、鑄鐵結合劑(CIB)和鐵粉結合劑(IB)的金剛石砂輪。

ELID磨削的電源可以采用直流電源、交流電源、脈沖電源等。

電解裝置的主要部分是工具電極。磨床結構不同，工具電極的位置和形狀也不同，如圖2所示。電極宜用不銹鋼制造，與砂輪的間隙控制在0.?5～1.?5mm范圍內，而且應與機床充分絕緣。工具電極固定在絕緣板上，再用調節(jié)栓將絕緣板固定在砂輪防護罩上。電極上開有蓄水槽，電解磨削液采用中心送液法，依靠重力和離心力充滿電極間隙。

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

圖2?電解裝置圖

ELID磨削液兼做電解液，一般采用弱堿性電解質水溶液。但結合劑和磨粒粒度不同，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、性質乃至最終的磨削效果都有重要影響。

5?ELID磨削技術的研究和應用

ELID磨削技術在世界范圍內備受重視，許多國家和地區(qū)都展開研究，并取得一些成果。

ELID磨削技術在日本有“ELID磨削研究會”及相應的學術期刊《ELID研削研究會報》。日本有許多公司采用該技術進行生產或從事與該技術相關產品的生產開發(fā)與技術支持，如富士公司、Fuji?模具株式會社、新東工業(yè)株式會社等。此外，日本KURODA?公司、不二越株式會社還推出了系列ELID專用磨床。日本當前研究的重點是，在完善ELID磨削技術的同時，努力將現有技術盡快轉化為實際生產力。這方面工作主要由日本的一些大學、研究所和企業(yè)共同開展。富士公司采用ELID磨削技術加工鏡頭，鍍膜后直接用在望遠鏡、幻燈產品上，真正實現了光學鏡頭加工的以磨代研、代拋的工藝革命。日本東京物理化學研究所將ELID磨削技術應用于超精密數控加工，成功加工出光學玻璃和碳化硅陶瓷等材料的高精度非球曲面。

美國從該技術誕生之初就極為重視，不僅投巨資進行該技術的開發(fā)，還與日本進行該技術的交流與合作。據資料表明，美國在應用ELID磨削技術加工電子計算機半導體微處理器方面已取得突破性進展，在國防、航空航天及核工業(yè)等領域的應用研究也在進行。德國是最早研究ELID磨削技術的幾個國家之一，在1991?年就有德國的機床廠家進行系列ELID專用機床的設計。此外，英、法等國對ELID磨削技術研究也達到相當的高度。

在亞洲，韓國很早就同日本開展卓有成效的技術交流與合作。此外，我國臺灣等地區(qū)目前也在進行ELID磨削技術的研究工作。

6?ELID磨削技術在我國的研究現狀及發(fā)展前景

ELID磨削技術在我國尚處于研究階段，主要集中在高校，如哈爾濱工業(yè)大學、大連理工大學、西安交通大學、天津大學、西北工業(yè)大學等。哈爾濱工業(yè)大學經過幾年的努力，研制成功了ELID磨削專用的脈沖電源、磨削液和砂輪，在國產機床上開發(fā)出平面、外圓和內圓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。目前正積極推廣普及該技術，實現產品化。國內已有十幾家單位應用該技術，如230廠用于加工動壓馬達零件，23所用于相陣雷達互易移相單元陶瓷、微晶玻璃、鐵氧體等航天材料零件加工，8358廠用于光學玻璃非球曲面加工，205所用于光學玻璃加工，華僑大學用于加工大理石，福建南安宏偉陶瓷廠用于加工陶瓷等?！?font face="Verdana">https://stone365.com

盡管ELID磨削技術在我國的發(fā)展落后于一些工業(yè)發(fā)達國家，但是ELID磨削技術在國內的研究和應用基礎已經具備。特別是該技術顯著的特點，尤其適合我國國情。隨著該技術的進一步普及推廣，相信有越來越多的專家和學者認識到這項技術的重要性和它潛在的經濟價值，越來越多的企業(yè)重視并采用該技術，從而促進我國傳統(tǒng)產業(yè)的改造和高新技術的發(fā)展。ELID磨削技術作為一種新型的鏡面加工方法，具有廣闊的應用前景和很大的實用價值。

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