新型气浮垫超精密研磨过程分析与仿真.pdf

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1、第24卷第1期2011年1月机电产品开发与钏新Development＆JnnovaBonofMatInner'／＆Ele,。tricalProductsV01．24．No．1Jan．．2011文章编号：1002—6673(201I)01-015-03新型气浮垫超精密研磨过程分析与仿真屠喜，卢志伟，刘波，张君安(西安T业大学机电T．程学院，陕西西安710032)摘要：气浮垫的超研磨过程对研磨质量有决定性的影响。研究气浮垫的研磨过程对于保证气浮垫研磨后的表面质量有重要的意义。文中从运动学和几何学的角度出发。建立了气浮垫精密

2、研磨的轨迹方程。并利用编写计算机程序对其仿真。分析主要工艺参数对气浮垫的表面质量的影响。关键词：气浮垫；研磨；轨迹曲线；计算机仿真中图分类号：TH391．7文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002-6673．2011．01．006AnalyzeandSimulationforUltra-precisionLappingProcessofNewFloatationCushionTUxt。LUzhi—Wei．LIUBo，ZHANGJun-A／1．(CollogeofMechanicalandElectr

3、icalEngineering，Xi’anTechnologicalUniversity，Xi’anShaanxi710032．China)Abstract：Thelappingprocessofthefloatationcushionhasasignificantinfluenceonthelappingquality．thereforeitisofgreatsignificanttOStUdythepathandvelocityoflappingprocessforguaranteeingthelappingqua

4、lity．Inthispaper，basedonthekinematicsandgeometryprm—ciple．apathequationW85establishedandthecomputersimulationsoftwarewasdevelopedforfiguringthepathcurvesoftheprocess．anddiscusslappingprocessofthefloatationcushion．systematicallyanalyzetheeffectofthenlainprocesspa

5、rametersforsurfaceuniformityofthefloatationCUShion．Keywords：floatation；cushionlapping；pathcurves；computersimulation0引言随着精密、超精密技术的发展日益进步，对气浮垫的精度及稳定性都提出更高的要求。为消除气浮垫的表面缺陷或得到更好的表面质量．需对气浮蛰表面进行研磨。超精密研磨的主要功能是获得极高的零件表面质量，主要指极好的表面粗糙度，极高的面形精度和表面完整性。1新型气浮垫的结构本文所研磨的气浮垫如图l所示

6、：弹性薄板通过粘接在气浮挚本体上。节流孔设置在弹性薄板上．弹性薄板材料为铍青铜或不锈钢。气浮鹅的承载面上设计了一种环形弹性薄板结构，通过铣削直接加T出弹性薄板，保证其丁作需要的厚度。再经过对弹性薄板的超精密研收稿日期：2010—11—17基金项目：陕西省教育厅专项基金项目(09JK484)作者简介：屠喜(1986-)．男．安徽六安人，硕士研究生在读。研究方向：流体润滑与超精密加工及检测。磨抛光．达到要求的镜面效果。7，．⋯⋯卜⋯-．。jHli)3i．一’‘7／-●^2．滑块本体3．节流孔4．气腔5．弹性薄板6．进气孔圈

7、1新型气浮垫的整体结构Fig．1Theglobalstructureofnewflotationcushion气浮垫精密研磨过程分析2．1气浮垫与研磨盘相对运动轨迹方程气浮毽研磨加‘T．就是利用气浮鹅与研磨盘问的相对运动．通过磨料及研磨液与气浮垫间的相互机械摩擦作用．从气浮氆上去除极薄的一层．从而获得较高的几何精度和优良的表面质量。本文从运动学和儿何学原理出发．建立了气浮氆精密研磨过程的轨迹方程．通过将复杂的研磨运动简化为在中心距一定条件F。研磨盘绕中心轴的凹转运动及气浮氆自身的回转运动，对气浮垫上任意点在研磨盘上的1

8、52·开发与创新·运动轨迹进行了分析。根据实际运动情况可将研磨盘和气浮垫简化成两个做相对平面运动的平面，从而它们之间的相对运动轨迹相同。为分析方便。如图2，建立固联于研磨盘上的静坐标系盯=(O，X，Y)，同联于研磨盘上以m。做匀速圆周运动的旋转坐标系叮。=(O。，X。，Y，)，另建立固联于气浮垫表面以角速度∞。匀速圆周运动的坐标系