结构化砂轮拓扑磨削鱼鳞表面原理及仿真分析

为了磨削出鱼鳞表面的几何形貌,基于对鱼鳞表面形貌的特征分析,建立了鱼鳞表面数学模型。依据建立的鱼鳞表面数学模型,结合磨削运动原理以及点集拓扑学理论的分析,设计出了一种用于磨削鱼鳞表面的结构化拓扑砂轮。依据磨粒平面运动轨迹方程,讨论实现鱼鳞表面磨削的条件,并通过MATLAB对设计的砂轮进行磨削运动学仿真,获得了鱼鳞表面结构。仿真结果表明:使用设计的结构化砂轮磨削工件表面可以获得鱼鳞表面,当保持砂轮转速不变时,改变砂轮进给速度、磨削深度对鱼鳞表面磨削结果均能产生不同的影响。

结构化砂轮磨削阵列凸包表面的仿真研究

为磨削出阵列结构化凸包表面,基于对阵列凸包表面特征的分析和凸包表面创成条件的讨论,结合凸包特征参数进行结构化砂轮的设计,给出砂轮磨削轨迹方程,使用Matlab软件进行结构化砂轮磨削阵列凸包表面的仿真研究。仿真结果表明:设计的结构化砂轮可实现阵列凸包表面的磨削加工,同时,当磨削深度a_(p)一定时,凸包单元在工件进给方向上的间距和尺寸与工件进给速度v_(w)成正比;当工件进给速度v_(w)一定时,工件表面残留面积与磨削深度a_(p)成反比,凸包单元的间距和尺寸不受磨削深度a_(p)影响。

结构化凹坑减阻表面的拓扑磨削与仿真研究

为了磨削出凹坑型结构化减阻表面,基于磨削运动学关系与点集拓扑理论,提出拓扑磨削结构化减阻表面的方法。首先对凹坑型结构化表面进行拓扑特征分析,根据凹坑表面创成机制建立结构化表面与结构化砂轮间的拓扑映射矩阵,设计出磨料簇砂轮;建立拓扑磨削运动轨迹模型,并通过MatLab仿真磨削过程,分析速度比与磨削深度等参数对表面形貌的影响。仿真与分析结果表明:采用拓扑磨削的方法并合理选用速度比与磨削深度等参数,可以在工件表面磨削出特定形状的凹坑型结构化减阻表面,且随着速度比的增大,凹坑长度与长度方向排布周期均增大;随着磨削深度增大,凹坑的长度与宽度增大,排布周期不变。

绕丝砂轮滚磨外圆筋条表面的仿真

为在外圆零件表面磨削出筋条表面结构,基于蜗杆砂轮磨齿原理,提出了绕丝砂轮磨削外圆筋条表面的加工方法。根据绕丝砂轮模型建立了砂轮磨削工件的轨迹方程,分析了筋条表面的成形机理,通过仿真验证绕丝砂轮磨削外圆筋条表面的可行性,得到了磨削参数对筋条表面成形的影响规律。结果表明:在大于临界磨削形态下,当砂轮与工件的转速比ps一定时,筋条单元的凹槽宽度与磨削深度呈正相关;当磨削深度ap一定时,筋条单元的凹槽宽度与转速比ps呈正相关。