基于虛擬現(xiàn)實的陶瓷結合劑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、與鐵族金屬反應不活潑等優(yōu)點。因此,在滾珠絲桿、導軌、軸承、曲軸、凸輪軸及鈦合金等磨削加工上的應用日益擴大。陶瓷結合劑CBN砂輪磨削作為一種先進的加工技術,在現(xiàn)代機械加工領域中發(fā)揮日趨重要的作用。
　　 砂輪的磨損、加工工件質量情況不僅與砂輪速度、工件速度、磨削深度、進給速度等因素有關,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大量人力、物力,

2、而且延續(xù)了砂輪研究開發(fā)與生產周期,增加了砂輪產品開發(fā)成本,降低了研究效率。如果采用虛擬現(xiàn)實與仿真技術來替代實際的試驗工作,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)實仿真技術是近年來迅速發(fā)展的一門高新技術,它具有學科面廣、綜合性強、應用領域寬、安全、經濟、無破壞性、可無限重復、可控、不受環(huán)境限制等眾多獨特優(yōu)點,已成為現(xiàn)代實驗工程和科學研究的主要技術手段。
　　

3、基于這三方面因素,利用計算機進行磨削基本參數(shù)及磨削工藝的模擬仿真成為一個重要的研究課題。本文提出一種以桌面式虛擬現(xiàn)實技術虛擬再現(xiàn)CBN砂輪磨削過程場景來觀察、預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砂輪磨削的基礎理論上,對砂輪基體、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方向震動信號進行數(shù)學建模。接著在VisualC++6.0開發(fā)平臺上,結合OpenGL,圖

4、形庫對砂輪、工件進行實體建模。
　　 (2)采用三角形網格來表示工件模型的加工表面。通過磨削加工過程的數(shù)學描述,研究分析了虛擬磨削加工仿真時,磨粒與工件節(jié)點之間的碰撞干涉檢測。以三角形節(jié)點的空間位置變化來反應虛擬加工后工件表面的三維形貌。
　　 (3)在陶瓷結合劑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,遺傳算法的應用步驟；然后設立三因素的磨削力模型,按照遺傳算法的步驟、流程來求