半固着磨具加工均匀性仿真与试验研究

作     者：陶黎 

作者单位：浙江工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：袁巨龙;文东辉

授予年度：2009年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：半固着磨具 计算机仿真 均匀磨损 主动驱动 摆动驱动 

摘      要：功能陶瓷材料已经成为高精密机械、航空航天、军事、光电信息发展的基础之一。随着产品性能的不断提高,现代光电信息领域、精密机械领域对功能陶瓷材料的加工精度和表面质量要求愈来愈高。功能陶瓷材料的超精密加工技术中,减小表面损伤和提高加工效率是一对矛盾。为了能有效地避免硬质大颗粒造成的表面损伤,提高整体的加工效率,本研究中心提出一种半固着磨具加工的新方法。该方法的核心是利用磨具表层对硬质大颗粒的“陷阱效应,防止大颗粒造成的表面损伤。 本文在系统地分析各种研磨运动方式的基础上,选择了工件的主动驱动和摆动两种研磨方式作为研究对象。运用运动学、统计学以及计算机仿真技术,模拟了半固着磨具平面研磨过程中的研磨运动规律、工件表面的加工均匀性和半固着磨具的磨损均匀性,通过试验对这两种加工方式进行了比较验证。对半固着磨具平面研磨过程的计算机仿真和试验研究主要包括以下几个方面: 运用统计学的知识模拟了半固着磨具平面研磨中使用的半固着磨具表面形貌,分析了磨具表面形貌对加工均匀性的影响。在此基础上,研究了不同工艺参数在两种研磨方式下对工件表面加工均匀性和磨具均匀磨损的影响。 通过运动学分析,研究了半固着磨具平面研磨过程中工件的运动状态,在此基础上,分析了磨具与工件间的相对运动规律,得出了研磨相对轨迹,针对轨迹均匀性提出了一种有效的评价方法。并通过Preston方程,利用研磨过程中磨具与工件的相对运动速度,探讨了影响工件加工均匀性和磨具均匀磨损的主要因素。仿真结果和试验结果表明,在主动驱动方式下,工件转速对工件的加工均匀性的影响最大;在摆动方式下,磨具转速对工件的加工均匀性的影响最大,而摆动周期对磨具均匀磨损的影响最大。