珩磨加工中运动仿真分析与圆柱度精度控制

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精密孔类零件加工为了达到精度要求,往往都使用珩磨加工作为提高精度的最终工序,它可以有效提高零件的尺寸精度、表面精度和形状精度。为了进一步提高珩磨加工精度,达到更高的质量要求,本文深入分析了珩磨技术发展状况,探讨了国内外珩磨技术研究现状,以及珩磨技术发展中当前要解决的问题,确立珩磨圆柱度精度为主要研究内容。  从珩磨加工机理和切削机理入手,建立了珩磨加工力学模型和切削力学模型,确定了珩磨圆柱度评定方法和目标函数,提出圆柱度评定优化算法。  探讨珩磨加工工艺特点、工件定位和珩磨头运动方式,分析珩磨越程量、下端滞留时间和网纹角对珩磨加工精度的影响。运用MATLAB软件构建珩磨运动轨迹,分析往复速度、旋转速度、下端滞留时间和越程量的影响,选取运动参数构建三维运动轨迹,并将三维运动轨迹转化为二维运动轨迹进行分析。通过调整运动参数,得到不同运动轨迹下的缸孔形状,确定了珩磨加工中影响缸孔形状的主要参数。  确定运动参数,建立仿真参数方案,运用ABAQUS建立仿真模型,对珩磨加工过程中四个步骤进行有限元仿真,得到应力云图、应变云图和变形云图;对特性云图进行观察和分析,归纳不同方案下缸孔加工变形产生的影响;对应力数值、应变数值和变形数值进行分析,得出运动参数对珩磨加工的影响。运用结合拟牛顿迭代法的最小区域法计算仿真圆柱度,得到仿真数据。  设计珩磨实验方案,明确实验目的、实验设备、实验流程和工艺参数,对珩磨加工中影响珩磨加工精度的因素进行分析。开展实验后,对珩磨试件数据进行采集,得到珩磨实验数据,对比分析仿真数据和实验数据,发现对运动参数控制调节,可以有效的控制缸孔圆柱度,获得较好的珩磨效果。
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