平面研磨中磨具与工件接触区压强的理论研究

平面研磨加工中磨具与工件接触区的压强分布对于磨具的均匀磨损,保证磨具和工件的面形准确度都是非常重要的.针对平面研磨加工中磨具上金刚石丸片的实际排列情况,采用力学分析方法对磨具与工件接触区的压强分布进行了模拟计算,给出了计算压强的一般公式,分析了工件半径和偏心矩对压强分布的影响.结果表明,在确定的加工系统中,当偏心距适当取值时,接触区压强呈均匀分布,对保证磨具的均匀磨损和工件的加工面形准确度提供了依据.

基于接触区齐次变换的球头铣削力预报与分析

精准求解球头铣刀-工件接触区(Cutter-workpiece engagement,CWE)已成为研究其力学行为的关键问题。现有球头CWE的求解方法存在效率低、通用性不佳和工程适用性不强等局限性。为此,本文提出一种基于齐次变换矩阵的CWE求解方法并借此实现球头铣削力预报和分析。首先,以铣削过程的几何特性分析为切入点,构建无倾角CWE解析方程组;然后,从多体系统理论的视角出发,通过齐次变换方法将球头铣姿态参数表征为坐标矩阵,由此推导出其在任意姿态下的解析表达式,进而将铣削过程时域离散化并对CWE内有效铣削刃及其演化过程进行分析。在此基础上,开展球头铣削力测试试验来检验该求解方法与铣削力分析的可靠性和精准性。研究结果表明,所提CWE求解方法可在较大程度上简化求解过程,且对铣削力的预报可靠、精准性高;前倾角或侧倾角的增大会减少切削刃在铣削周期中的铣削时间,并使得铣削周期内的平均铣削力降低;采用较小的前倾角时可获得较大的铣削力。