基于虛擬現(xiàn)實(shí)的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨削研究.pdf

1、CBN砂輪的硬度僅低于金剛石砂輪,且具有韌性好、刃口鋒利、熱穩(wěn)定性好、與鐵族金屬反應(yīng)不活潑等優(yōu)點(diǎn)。因此,在滾珠絲桿、導(dǎo)軌、軸承、曲軸、凸輪軸及鈦合金等磨削加工上的應(yīng)用日益擴(kuò)大。陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨削作為一種先進(jìn)的加工技術(shù),在現(xiàn)代機(jī)械加工領(lǐng)域中發(fā)揮日趨重要的作用。
　　 砂輪的磨損、加工工件質(zhì)量情況不僅與砂輪速度、工件速度、磨削深度、進(jìn)給速度等因素有關(guān),而且這些因素都表現(xiàn)為模糊性、不確定性。傳統(tǒng)的磨削研究不但浪費(fèi)大量人力、物力,

2、而且延續(xù)了砂輪研究開發(fā)與生產(chǎn)周期,增加了砂輪產(chǎn)品開發(fā)成本,降低了研究效率。如果采用虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真技術(shù)來替代實(shí)際的試驗(yàn)工作,可以降低砂輪的制造成本,增加研發(fā)單位競爭能力,尤其是金剛石、CBN等成本較高的超硬磨具。
　　 虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)是近年來迅速發(fā)展的一門高新技術(shù),它具有學(xué)科面廣、綜合性強(qiáng)、應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?、安全、?jīng)濟(jì)、無破壞性、可無限重復(fù)、可控、不受環(huán)境限制等眾多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),已成為現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)工程和科學(xué)研究的主要技術(shù)手段。
　　

3、基于這三方面因素,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行磨削基本參數(shù)及磨削工藝的模擬仿真成為一個(gè)重要的研究課題。本文提出一種以桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬再現(xiàn)CBN砂輪磨削過程場景來觀察、預(yù)測砂輪和工件在不同磨削條件參數(shù)下變化情況的方法。主要工作如下:
　　 (1)在研究CBN砂輪磨削的基礎(chǔ)理論上,對(duì)砂輪基體、磨粒、工件、磨削過程中各磨粒與工件碰撞干涉、砂輪磨削過程中在Y方向震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。接著在VisualC++6.0開發(fā)平臺(tái)上,結(jié)合OpenGL,圖

4、形庫對(duì)砂輪、工件進(jìn)行實(shí)體建模。
　　 (2)采用三角形網(wǎng)格來表示工件模型的加工表面。通過磨削加工過程的數(shù)學(xué)描述,研究分析了虛擬磨削加工仿真時(shí),磨粒與工件節(jié)點(diǎn)之間的碰撞干涉檢測。以三角形節(jié)點(diǎn)的空間位置變化來反應(yīng)虛擬加工后工件表面的三維形貌。
　　 (3)在陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨削力的模型建立上,本文引入遺傳基因算法,首先闡述了遺傳算法的原理與優(yōu)點(diǎn),遺傳算法的應(yīng)用步驟；然后設(shè)立三因素的磨削力模型,按照遺傳算法的步驟、流程來求