【文章內容簡介】 搖臂上，借著搖臂的往復擺動而產(chǎn)生扇形搖擺。同時夾頭本身自轉。[8]： （）式中：—搖臂搖動的角速度；—工件轉速；— 研磨盤轉速；— 研磨頭圓心與搖臂固定點之間的距離；—和工件等大小的研磨頭的半徑；—研磨盤的半徑； — 研磨盤圓心與搖臂固定點之間的距離；— 工件上一點P到工件中心之間的距離。，2.,4所示。研磨軌跡在加工面上的均勻程度與工件和拋光盤之間的轉速比()有著密切的關系，其大致趨勢為：當轉速比越不規(guī)則或越接近除不盡時，研磨軌跡的分布越致密。其中，又以接近整除且除不盡的轉速比，得到的研磨軌跡最致密；不管所選取的轉速比為何值，軌跡都一定會通過加工面的中心，而且隨著軌跡致密程度的提升，軌跡在加工面中心呈集中的趨勢，使工件加工面中心處有凹陷的現(xiàn)象[9] 。 當時，研磨軌跡圖 當時，研磨軌跡圖雙軸式、直線式、搖擺式研磨設備有一個共同的特點：工件的被加工面是隨時被研磨盤所覆蓋著的，屬于大研磨盤小工件加工方式，其優(yōu)點是工件加工時不至于有未加工到的死角，研磨加工狀態(tài)穩(wěn)定；缺點是隨著工件尺寸的增加，則設備的尺寸也需大幅增加，巨大的工作臺不僅耗資甚巨，主軸的精度和研磨盤、拋光墊的面形精度也將因面積的增大而受到考驗。計算機控制小工具式研磨恰可克服上述問題，工件面積遠大于研磨盤面積，工件可以固定不動。也可以回轉運動或平移運動，小研磨盤在計算機控制下按一定的路徑歷經(jīng)整個工件表面。研磨軌跡的均勻性對工件面形精度尤為重要。典型的研磨軌跡有兩種形式，一種是傳統(tǒng)往復式。所加工出來的工件軌跡重復性強，研磨條紋易深化，不易獲得良好的粗糙度。因此，此種加工方式主要用于粗研磨。另一種是分形軌跡。實際上，理想的平面研磨軌跡應具有如下特征:(1)軌跡線必須是自回避的(或稱非自交的)，否則會出現(xiàn)局部去除過多；(2)軌跡線必須均勻分布滿整個平面。不允許有不規(guī)則的空洞存在；(3)在XY方向上經(jīng)過的次數(shù)要盡可能接近；(4)軌跡線應盡可能簡單、控制上易于實現(xiàn)。理論上講，分形維數(shù)為1的曲線是不可能規(guī)則地鋪滿平面的，必然存在交叉點或空隙，而分形維數(shù)為2的Peano曲線(或稱Hilbert曲線)具有這樣的優(yōu)勢。分形曲線中的能夠滿足上述要求。假設分形維數(shù)用D表示，滿足條件1D2的分形曲線是，即便滿足自相似的特征。里面也存在很不規(guī)則的空洞或間隙。如海岸線，其分形維數(shù)滿足條件IDI．3，分布的范圍雖然長度方向很長，但徑向范圍很小。總之，分形曲線的分形維數(shù)越是趨近2，它在二維平面上的分布范圍越均勻。Peano曲線的D=2，能夠通過某個正方形的所有點(也就是能夠充滿整個平面)。實際研磨加工時，研磨工具依分形軌跡行進，工件則固定于底盤上以一轉速轉動。對方形、圓弧形、倒角形Peano曲線的研磨軌跡 (、)進行了探討[9]，認為分形軌跡比定偏心和不定偏心軌跡更有利于獲得更高的平面度，特別是工件面積增大時，這一結果更加明顯。(a)分形軌跡 (b)研磨軌跡(a)分形軌跡 (b)研磨軌跡行星式平面研磨運動機構是最常見的用于雙面研磨的機構，被加工件放在行星輪孔內，行星輪除繞太陽輪中心公轉外，還繞自己中心旋轉。行星輪的自轉使由于工件中心與研磨盤中心之間的距離隨時間周期性變化，故該行星室研磨機構也是一種不定偏心式研磨方式。 行星式研磨中各運動構件的絕對運動與相對運動機器部件角速度齒數(shù)系桿角速度絕對相對研磨盤ω0WH0=W0WHωH齒環(huán)ω3WH3=W3WHZ3ωH行星輪ω2WH2=W2WHZ2ωH太陽輪ω1WH1=W1WHZ1ωH假設為研磨盤上的任意一顆磨粒，L為與之間的距離，則在磨粒P工件上的軌跡方程為[10]: （）。對于特定的行星式研磨設備，可調節(jié)的研磨運動參量是研磨盤的轉速和太陽輪的轉速 。有文獻認為：(1) 通過改變研磨盤的轉速和太陽輪的轉速之比可以改變研磨盤與工件之間相對運動的軌跡，使軌跡彎曲程度變的平緩，降低磨具的異形磨損，提高工作效率；(2)當取太陽輪轉速與研磨盤轉速之比很大，且為負時，可以使研磨過程中，工件表面的平均相對速度的分布均勻性得到改善，從而改善了材料去除率的均勻性，提高了工件的表面質量。但是，會降低工件表面相對研磨盤運動的平均速度，從而降低了材料的去除率。1．太陽輪2．行星輪3．研磨盤4．假想系桿5．齒圈6．工件7．負載設太陽輪與行星輪之間的中心距, 齒數(shù),發(fā)生圓半徑, 初始相位角, 由前面的公式可計算得到速比取不同值時, 工件上定點相對于研磨盤的軌跡曲線,[14].由計算結果可以看出, 的取值不同, 將改變軌跡曲線的類型、形狀及位置, 顯示出軌跡變化的復雜性, 這正是平面研磨拋光可以獲得較高精度的主要原因.經(jīng)分析可得，在單面研磨中，雙軸式、直線式、搖擺式研磨設備有一個共同的特點：工件的被加工面是隨時被研磨盤所覆蓋著的，屬于大研磨盤小工件加工方式，其優(yōu)點是工件加工時不至于有未加工到的死角，研磨加工狀態(tài)穩(wěn)定；缺點是隨著工件尺寸的增加，則設備的尺寸也需大幅增加，主軸的精度和研磨盤、拋光墊的面形精度也將因面積的增大而使得設計比較復雜。具體來講，雙軸式不定偏心設備的研磨軌跡均勻性較好，但適合于加工大尺寸()的工件；直線式研磨機構運動形式簡單，但其研磨盤尺寸形狀較大，不便于加工；由于搖擺式研磨軌跡在加工面上的均勻程度與工件和拋光盤之間的轉速比()有著密切的關系，因此如何控制好轉速比()就成了研磨軌跡曲線的關鍵。計算機控制小工具式研磨雖然解決了上述問題，其分形軌跡比定偏心和不定偏心軌跡更有利于獲得更高的平面度，但是設備復雜，花費高，投資大。 而行星式研磨恰可克服以上問題，不僅設備簡單，操作方便，而且可以通過改變研磨盤的轉速和太陽輪的轉速之比來改變研磨盤與工件之間相對運動的軌跡，形狀及位置,使軌跡彎曲程度變的平緩,降低磨具的異形磨損，提高工作效率；且當取太陽輪轉速與研磨盤轉速之比很大，且為負時，可以使研磨過程中，工件表面的平均相對速度的分布均勻性得到改善，顯示出軌跡變化的復雜性，從而改善了材料去除率的均勻性，提高了工件的表面質量。經(jīng)以上對各種研磨軌跡的