环形工具研抛自由曲面接触状态实验研究

【摘要】：科技进步是人类生活水平提高的源泉,对美的追求是人类社会永不放弃的生活理念,人们需要具有良好外观的产品,因此产品的外形也就相应的更加复杂,逐渐个性化。自由曲面作为一种颇具美观的表面外形,广泛的应用于汽车,航空航天,家用电器等方面。自由曲面由于具有复杂的外形,因此对于其加工也具有很高的要求。由于人们往往追求完美,喜欢光滑的外表,所以不管是对于产品本身或者是加工产品的模具,都需要进行精密的抛光加工。自由曲面很难用比较精确的数学表达式来表示,一般来说加工自由曲面的精度比较高,如何提高自由曲面的加工精度,如何规划抛光加工的刀具所经历的路径,是研究自由曲面加工的主要课题。本文研究了环形曲面研抛工具,在不同的路径下,其圆环面和自由曲面的接触状况。本实验需要根据相应的理论计算,通过简化,制作出替代的模拟测试装置,先用MATLAB编写程序进行模拟计算,将现场试验所采集的数据进行分析,并且和前面的计算值进行比较,用以检验实验装置和实验方法的可行性和正确性。采用接触的方法,首先要考虑到机械接触,可以采用压电传感器的,但是压力传感器价格昂贵,不宜在本实验中使用。因此我们将采用探针尖端接触的方法,通过尖端点的密集分布来离散的表示环形工具面。自由曲面很难用确定的数学公式进行表示,形状具有随意性,因此,与之相接触的探针,也具有任意的可以调节的特性,使之与曲面形状相结合,故如何可以使探针任意可调整,是实验装置获得成功的关键。如何测知探针和曲面的接触状况,是本实验的核心要素,将通过属接触方法的研究,探讨接触金属间电流的通过状况,采用光电的方法,直观的反映探针顶点和制定曲面接触的状态。通过实验设计,将实际的测试数据和通过理论得到的值进行比较。