[发明专利]基于Adams仿真超硬固结磨料研磨参数优化及制造方法

说明书

一种基于Adams仿真超硬固结磨料研磨参数优化及制造方法，所述运用Matlab和Adamas对Solidworks创建的行星式平面研磨磨床模型进行模拟加工联合仿真，利用Adams以研磨盘磨损均匀性为目标进行优化设计，高效低成本地获得在给定研磨条件下的最佳研磨工艺参数，并根据在此最佳研磨工艺参数下的仿真结果建立研磨盘磨损分布模型。在此基础上采用采用依耐磨性的研磨丸片分布技术进行设计制造研磨盘，使其磨损强度与研磨丸片耐磨性分布相适应，经过第一次修整后的加工过程中能够均匀磨损乃至消耗完,进而保持原有面形精度，以保证在较长时间内加工的工件具有较好的加工精度，减少研磨盘使用过程中修整次数或免于修整。不仅提高研磨机的加工效率及利用率，而且提高研磨盘的相对寿命和稳定性。

技术领域

本发明属于研磨加工技术领域，尤其涉及一种基于Adams仿真超硬固结磨料研磨参数优化及制造方法。

背景技术

超硬固着磨料研磨FAL (Fixed-abrasive lapping)是将散粒的磨料（一般采用金刚石或CBN超硬磨料）通过结合剂固结起来,制成专用磨具, 通过磨粒的微切削作用去除工件表面的材料。超硬固着磨料研磨很好地解决了传统的散粒磨料研磨中所存在的大部分缺陷，其最大特点是加工效率高、磨料利用率高、加工精度和表面质量可控性强。

超硬固着磨料研磨也像传统研磨一样在研磨过程会出现磨损,而且此磨损在整个研磨盘上的分布是不均匀的，从而会导致被加工件面形精度下降,因此也需要及时修整磨具。传统散粒磨料研磨用的研磨盘,其加工性较好,修整比较容易。而超硬固着磨料研磨的研磨盘, 由于研磨盘表面上固结着极耐磨的超硬磨料，修整十分困难，不仅使得加工辅助时间急剧增加，降低了研磨磨床的有效使用时间，而且零件废品率大幅上升，并在一定程度上降低了研磨盘的有效使用寿命和研磨工件质量的稳定性，大幅增加了相应的生产成本。

根据 Preston 方程，研磨加工中工件材料的去除量正比于磨具与工件间的压强、二者之间的相对速度和研磨时间。同样地研磨加工中研磨盘的磨损程度与研磨时的压强、相对速度和研磨时间成正比。因此可以通过改变研磨参数（中心轮转速、研磨盘转速、研磨压力）来控制研磨盘的磨损强度分布，使在研磨加工过程中研磨盘的磨损是基本均匀的，对加工工件的面形精度影响较小，降低研磨盘在使用过程中的修整次数甚至免于修整，这就是超硬固结研磨盘均匀磨损理论。

在实际加工中，对研磨机运动参数的选择过多地依赖经验，加工质量的偶然性较大，无法对实际研磨加工中存在的问题提出针对性的改进方案。由于超硬研磨盘制作工艺复杂、制造成本很高，因此依据大量的试验数据来确定最佳的研磨参数、研磨盘设计及制造工艺是不现实的。国内外许多学者在实现超硬固结研磨盘均匀磨损方面做了大量的研究工作，绝大部分的研究主要是采用解析法建立磨具与工件之间的运动方程，研究工件相对于研磨盘研磨轨迹的均匀性。还有一些学者利用Matlab软件研究探讨了超硬固结研磨盘磨损均匀的参数条件。目前很少见到基于ADAMS仿真环境的超硬固结研磨盘磨损均匀方面的研究。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种高效低成本地获得在给定研磨条件下的最佳研磨工艺参数以及在此参数下的研磨盘磨损分布模型，并在此基础上采用采用依耐磨性（其取决于研磨丸片的磨料浓度、结合剂硬度）的研磨丸片分布技术进行设计制造，使得研磨盘的磨损强度与研磨丸片耐磨性分布相适应，使研磨盘经过第一次修整后的加工过程中能够均匀磨损乃至消耗完, 进而保持原有面形精度，以保证在较长时间内加工的工件具有较好的加工精度，减少在研磨盘使用过程中修整次数或免于修整。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的基于Adams仿真超硬固结磨料研磨参数优化及制造方法包括以下步骤：

步骤S1：在Solidworks环境中分别对双端面行星式销齿轮研磨磨床的各个部件进行实体建模，并在Solidworks中进行虚拟装配，建立双端面行星式研磨磨床的整体结构；