文档介绍：研磨机研磨运动的分析
摘要:本文概述了研磨机的发展历程,结合摇摆式研磨机研磨运动和平面式研磨机研磨运动的运动方法和规律,通过建模、列表等形式探讨分析了各类研磨机研磨运动的特点,展现出的各类数据供各位参考。
关键词:研磨机,研磨运动
中图分类号:TQ630文献标识码: A

一、前言
研磨作为一种精整和光整加工方法是利用附着和压嵌在研具表面上的游离磨料磨粒,借助于研具与工件在一定压力下的相对运动,从工件表面上去除极小的切屑,以使工件获得较高的尺寸精度和几何形状精度及极低的表面粗糙度值的表面,加工的表面形状有平面,内、外圆柱面和圆锥面,凸、凹球面,螺纹,齿面及其他型面。加工精度可达IT5~01,~。
研磨机是指用涂上或嵌入磨料的研具对工件表面进行研磨的磨床,主要用于研磨工件中的高精度平面、内外圆柱面、圆锥面、球面、螺纹面和其他型面。过去传统的研磨机存在加工效率低、加工成本高、加工精度和加工质量不稳定等缺点,这使得传统研磨应用受到了一定限制。而研磨是超精密加工中一种重要加工方法,其优点是加工精度高,加工材料范围广。
近年来,研磨机在家庭和社会的生产生活中得到了几位广泛的应用,在此,本文将以两个最为典型的研磨机为例,向读者介绍研磨机研磨运动的特点。
二、案例分析

(一)研磨轨迹方程
为了方便模拟出在不同研磨加工条件下,晶片加工面上的研磨轨迹分布形态,建立如图1所示摇摆式圆盘研磨机研磨加工示意图。
如图所示,磨具在下,晶片在上,旋转方向为顺时针,并取磨盘上通过加工面中心的P点作为指定的单点研磨点,该点在基准平面上所刻画的研磨轨迹形态,将作为判断晶片加工面上去除量均匀度的指标。研磨轨迹方程式推导如下:
(二)研磨轨迹仿真
由于磨盘和晶片的尺寸及中心距e不变,所以轨迹方程中的尺寸参数是固定的,影响研磨轨迹型态的参数只剩下晶片转速ωw和磨盘转速ωc。这两个参数可取任意正实数值分别代入方程中模拟轨迹。为了有效地分析ωw和ωc对研磨轨迹型态的影响,将以ωw /ωc的转速比作为决定输入参数的指标。这样便将原先两个输入参数简化成一个输入参数,然后观察转速比的数字型态和其所对应的轨迹型态,找出一对应关系,如表1所示,当此关系建立完成后,从中找出需要的轨迹型态,再根据实际研磨机的稳定操作范围,定义出研磨加工最佳的ωw和ωc值。
对表1中各种转速比情况所对应的研磨迹线进行仿真,仿真条件为:假定R -150 mm, r-50mm每0 001 s取一轨迹点,总摄取时间为60s,图2所示为晶片加工面上的研磨轨迹范围。
(三)仿真结果分析
由图2所示,研磨轨迹在加工面上的致密程度和转速比有着密切的关系,其大致趋势为:当转速比越不规则或越接近除不尽时,研磨轨迹的分布越致密。其中,又以接近整除且除不尽的转速比,得到的研磨轨迹最致密。
不管所选取的转速比为何值,轨迹都一定会通过加工面的中心,而且随着轨迹致密程度的提升,轨迹在加工面中心呈集中的趋势。原因为:一是所选取的P点正好通过加工件中央;二是驱动晶片及磨盘的两个转轴是不动的,没有作相对往复平移。在此情况下,加工面中央处受到多次的磨粒刮削,导致该处相对其它各区域的热量多,热变形较大,去除量多