基于动力学模型的金刚滚轮修整实验研究

摘要

通过对金刚滚轮修整过程的实验研究,实现降低修整过程中金刚滚轮轴的振动以改善砂轮形貌及后续磨削加工表面质量。首先阐述金刚滚轮修整振动机理,研究修整装置的动态特性对修整过程及后续磨削加工有重要影响;然后建立金刚滚轮修整动力学模型,将模型分为砂轮和金刚滚轮两部分,通过改变金刚滚轮轴的支撑材料来改变其刚度、阻尼和接触刚度并进行数值模拟计算,分析金刚滚轮轴在使用钢件支撑材料和铸件支撑材料情况下的振动差异;最后通过实验验证,说明在金刚滚轮轴振动较大和较小两种情况下,后续磨削加工工件表面质量差异。采用钢件材料支撑的金刚滚轮轴进行数值模拟计算后振动幅值最大值为1.5×10^(-6)m/s^(2),而铸件材料支撑振动幅值最大值在0.3×10^(-6)m/s^(2)左右。分别用支撑材料为钢件和铸件的金刚滚轮轴进行修整,随后进行磨削加工,前者磨削出的工件表面有烧伤现象,而后者表面合格。修整装置动态特性对修整过程中的振动有很大影响,其它条件不变的情况下,刚度、阻尼和接触刚度越大,修整过程越稳定。修整过程振动越大,修整出的砂轮表面形貌越差,磨削时越容易使工件产生烧伤现象。