超精密平面研磨磨盘变形的数值仿真研究.docVIP

超精密平面研磨磨盘变形的数值仿真研究 超精密平面研磨磨盘变形的数值仿真研究 1 陶玉志2 王成勇3 袁 慧4 宋月贤 （广东工业大学机电工程学院，广州510090) ? 摘要：利用有限元软件仿真分析了由铸铁、锡、聚四氟乙烯等材料组合成研磨盘时，研磨盘的最大变形量与加载条件的关系。研究结果表明，研磨盘材料的弹性模量越大，其最大变形量越小；采用硬质材料作基体、将软质材料贴合在硬质材料表面一起构成研磨盘材料时，研磨盘加载后的变形量远远小于单独使用软质材料作为研磨盘材料时的变形量。作者计算出了当研磨盘尺寸为直径400mm × 高40mm，材料分别为铸铁、纯锡、铸铁-纯锡、铸铁-PTFE时，要使研磨盘的最大变形量为2μm，所应施加的最大加载压力值分别为31.2 kPa,13.2 kPa,21.8kPa和llkPa．此值可供研磨机设计与使用时参考选用。 关键词：超精密研磨；研磨盘；数值仿真；变形 ???????????????? Numerical simulation of lapping platede formation in ultra-precision flat lapping ??????????????????? TaoYuzhi WangChengyong YuanHui SongYuexian ????????????????????????? ????(Faculty of Mechanical and Electronic Engineering， ??????????????????????? Guangdong University of Technology，Guangzhou 510090，China) ???? Abstract: Relationship between the maximum plate deformation and the load conditions were simulated using ANSYS10.0 software on lapping plates made of mono-material(Fe，Sn，PTFE)and binary materials(Fe-Sn， Fe-PTFE)．Based on the analysis and calculation，conclusions are obtained as follows：the bigger the material’s Young’s modulus，the smaller the defomration of the lapping plate；The plate defomration is much smaller when the plate is made of hard base material and soft top material than the case when the plate is made of the same soft material；For lapping plates of d 400mm × h 40mm and made of Fe，Sn，Fe-Sn，Fe-PTFEre spectively，the effective maximum load pressuresare 31.2 kPa，13.2kPa，21.8 kPa and 11k Pare spectively when the maximum defomration of the plates is 2μm．These data arevery useful as references for the design of a lapping machine． ???? Keywords: lapping；lapping plate；simulation；defomration ? 0前言 ?? 作为一种常用的超精密加工方法，超精密平面研磨加工技术被用来获得极高的零件面型精度（如平面度、平行度等）和消除加工变质层[1-5]。超精密平面研磨通常包括研磨盘、研磨液、磨粒、工件等四个部份，在研磨加工中，研磨盘的表面形貌能在一定程度上“复制”到工件表面上，同时，其面型精度对被加工件质量有重要的影响。 ? ?? 为获得较好的研磨效果，国内外许多学者对研磨盘材料的选择、研磨盘结构的设计和研磨盘表面的修整等方面作了深人的研究。在研磨加工中，必须通过在线修整，来保持研磨盘的平面度。可以通过修正环的旋转来实时连续修正研磨盘的平面度［6］，或者采用车削修整的方式对研磨盘进行修整[7-8］。对研磨盘材料而言，既要求其有较高的硬度，防止承受加载压力时自身的变形过大，同时，又要求其能够保证不受到任何来自磨盘的