一种基于Adams仿真超硬固结磨料研磨参数优化及制造方法，所述运用Matlab和Adamas对Solidworks创建的行星式平面研磨磨床模型进行模拟加工联合仿真，利用Adams以研磨盘磨损均匀性为目标进行优化设计，高效低成本地获得在给定研磨条件下的最佳研磨工艺参数，并根据在此最佳研磨工艺参数下的仿真结果建立研磨盘磨损分布模型。在此基础上采用采用依耐磨性的研磨丸片分布技术进行设计制造研磨盘，使其磨损强度与研磨丸片耐磨性分布相适应，经过第一次修整后的加工过程中能够均匀磨损乃至消耗完,进而保持原有面形精度，以保证在较长时间内加工的工件具有较好的加工精度，减少研磨盘使用过程中修整次数或免于修整。不仅提高研磨机的加工效率及利用率，而且提高研磨盘的相对寿命和稳定性。
1.一种基于Adams仿真超硬固结磨料研磨参数优化的研磨盘制造方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤S1：在Solidworks环境中分别对双端面行星式销齿轮研磨磨床的各个部件进行实体建模，并在Solidworks中进行虚拟装配，建立双端面行星式研磨磨床的整体结构；
步骤S2：将Solidworks中模型进行简化，即删除对运动学没有影响的复杂特征，然后将简化模型转化为与ADAMS具有相同核心实体造型技术的Parasolid格式文件* .XT导入到ADAMS动力学仿真环境中；
步骤S3：在ADAMS环境下，首先设定环境参数，刚体几何尺寸、材料类型或密度或质量参数；设定研磨加工环境参数、添加约束、接触力和驱动函数；
步骤S4：建立ADAMS环境下研磨磨床的机身坐标系和相关的运动参数，以下研磨盘上表面圆心作为全局坐标系X1、Y1、Z1的中心O1，重力方向为Z轴的负方向，中心轮、下研磨盘、上研磨盘均绕Z轴转动；其中上研磨盘通过加压气缸可以沿Z轴的负方向下施加研磨压力，并随着工件加工余量的减少而逐渐下降；以行星轮回转中心为局部中心点O2，建立局部坐标系X2、Y2、Z2，其方向与全局坐标系相同；在每一个工件与上下研磨盘的接触平面的各自的中心位置点，分别建立工件、研磨盘的Marker点，并使各Marker点Z轴的方向与全局坐标系下的Z轴方向相同；
步骤S5：在ADAMS环境下，设定中心轮转速、转速比为输入变量，所述转速比为两个，当研究下研磨盘磨损时，为中心轮转速/下研磨盘转速，当研究上研磨盘磨损时，为中心轮转速/上研磨盘转速；设置每一个工件与研磨盘的Marker点之间的相对位移、相对速度、相互作用力为输出变量；设定仿真时间及仿真步长，将工件与研磨盘X、Y方向的相对位移、相对速度Vx、Vy、Vr，以及相互作用力Fz测量参数值以仿真步长为间隔离散化并导入Matlab环境中；
步骤S6：在Matlab中采用XY网格将研磨盘离散为M×N区域，其中M＞1，N＞1，M、N为整数；利用Matlab建立与离散M×N区域相对应的M×N矩阵，各元素的值等于依据泊松方程建立的在研磨加工时间内每一次工件即Marker点通过该研磨盘网格区域时引起的研磨盘磨损离散值的累加，即：；
式中 为研磨盘离散网格m×n区域磨损量,K为与研磨盘和工件材料、研磨工艺参数有关的比例系数，p为工件与研磨盘离散网格m×n区域接触区压强，v为工件与研磨盘离散网格m×n区域间的相对运动速度，T为研磨加工时间；
步骤S7：将该矩阵的最小方差值设定为ADAMS仿真系统的目标函数，利用ADAMS仿真系统的优化设计方法，最终可以确定在给定的研磨输入参数范围内中的优化后的最佳研磨参数；
步骤S8：将最佳研磨参数下的研磨盘磨损矩阵以三维柱状图的形式表示，则就得到了在该研磨条件下经历一定研磨时间后的研磨盘磨损分布模型；
步骤S9：根据磨损分布模型设计研磨盘研磨丸片的分布，采用依耐磨性的研磨丸片分布技术，即对于磨损量大的区域，分布粘贴耐磨性较好的研磨丸片，而对于磨损量小的区域，采用耐磨性相对弱一些的丸片进行分布粘贴，最终制造出适合于在该研磨磨床及研磨参数下的、能够大大减少修整次数甚至能免于修整的研磨盘；其中所述耐磨性取决于研磨丸片的磨料浓度、结合剂硬度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述行星式研磨磨床为单面研磨磨床或双面研磨磨床，研磨盘的直径范围为600mm～ 1000mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在进行建模时只建立与研磨动力学分析有关的主要部件，所述主要部件包括中心轮、行星轮、下研磨盘、工件、内啮合齿轮、上研磨盘，将起辅助作用的零部件省略，在导入ADAMS后用一些相应的运动副来代替；所述起辅助作用的零部件包括研磨床身、旋转臂、气缸、电机、轴承、螺栓。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：无论是采用Solidworks、UG、Pro/E、CATIA哪一种软件建模，都严格按照研磨磨床各个部分实际尺寸建模，将建好的模型转化为Parasolid格式文件导入ADAMS中，然后设定环境参数，刚体名称、几何尺寸、材料类型、密度及质量参数，使各个部件的材料特性与实际相一致。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据运动学分析对导入ADAMS后的虚拟研磨磨床施加如下约束：中心轮相对于地面的旋转副；行星轮相对于中心轮的接触副；行星轮相对于内啮合销齿轮的接触副，内啮合齿轮相对于地面的固定副；工件相对于行星轮的圆柱副；工件相对于下磨盘的接触副；工件相对于上磨盘的接触副；下研磨盘相对于大地的旋转副；上研磨盘相对于大地的旋转副在此模型中，共有三个驱动：中心轮转动、下研磨盘转动和上研磨盘转动；工件被放在行星轮的孔中可以上下浮动及自由转动，上表面与上研磨盘的研磨平面接触，下表面与下研磨盘的研磨平面接触，因此其转动的方向是随着与上研磨盘和下研磨盘接触面之间的摩擦力矩的变化而改变。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：采用XY网格将大于研磨盘直径区域分割成以XY坐标原点为中心、边长为amm×bmm、数量为M×N个离散网格区域。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：输入研磨加工参数，进行研磨加工仿真，输出仿真后的以仿真步长为间隔的X、Y方向相对位移、相对速度Vx、Vy、Vr、以及相互作用力Fz测量参数离散值并导入Matlab；输入研磨加工参数包括中心轮转速、上研磨盘转速、下研磨盘转速、上研磨盘压力、研磨时间、仿真步长。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：利用Matlab建立程序，统计在研磨加工时间内通过该研磨盘区域工件的次数、依据离散的研磨盘磨损泊松方程建立工件通过研磨盘该区域每一次磨损量的累加值；
式中 为研磨盘离散网格m×n区域磨损量,K为与研磨盘和工件材料、研磨工艺参数有关的比例系数，p为工件与研磨盘离散网格m×n区域接触区压强，v为工件与研磨盘离散网格m×n区域间的相对运动速度，T为研磨加工时间。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：利用Matlab建立程序，建立与离散M×N区域相对应的矩阵，矩阵元素的值就是由上述方法累加而成的磨损量的值；将该矩阵以三维柱状图的形式表示，则就得到了在该研磨条件下经历一定研磨时间后的研磨盘磨损分布模型；根据磨损分布模型设计研磨盘研磨丸片的分布；采用依耐磨性的研磨丸片分布技术，即对于磨损量大的区域，分布粘贴耐磨性较好的研磨丸片，而对于磨损量小的区域，采用耐磨性相对弱一些的丸片进行分布粘贴，最终制造出适合于在该研磨磨床及研磨参数下的、能够大大减少修整次数甚至能免于修整的研磨盘。
基于Adams仿真超硬固结磨料研磨参数优化及制造方法
技术领域
[0001] 本发明属于研磨加工技术领域，尤其涉及一种基于Adams仿真超硬固结磨料研磨参数优化及制造方法。
背景技术
[0002] 超硬固着磨料研磨FAL (Fixed-abrasive lapping)是将散粒的磨料（一般采用金刚石或CBN超硬磨料）通过结合剂固结起来,制成专用磨具, 通过磨粒的微切削作用去除工件表面的材料。超硬固着磨料研磨很好地解决了传统的散粒磨料研磨中所存在的大部分缺陷，其最大特点是加工效率高、磨料利用率高、加工精度和表面质量可控性强。
[0003] 超硬固着磨料研磨也像传统研磨一样在研磨过程会出现磨损,而且此磨损在整个研磨盘上的分布是不均匀的，从而会导致被加工件面形精度下降,因此也需要及时修整磨具。传统散粒磨料研磨用的研磨盘,其加工性较好,修整比较容易。而超硬固着磨料研磨的研磨盘, 由于研磨盘表面上固结着极耐磨的超硬磨料，修整十分困难，不仅使得加工辅助时间急剧增加，降低了研磨磨床的有效使用时间，而且零件废品率大幅上升，并在一定程度上降低了研磨盘的有效使用寿命和研磨工件质量的稳定性，大幅增加了相应的生产成本。
[0004] 根据 Preston 方程，研磨加工中工件材料的去除量正比于磨具与工件间的压强、二者之间的相对速度和研磨时间。同样地研磨加工中研磨盘的磨损程度与研磨时的压强、相对速度和研磨时间成正比。因此可以通过改变研磨参数（中心轮转速、研磨盘转速、研磨压力）来控制研磨盘的磨损强度分布，使在研磨加工过程中研磨盘的磨损是基本均匀的，对加工工件的面形精度影响较小，降低研磨盘在使用过程中的修整次数甚至免于修整，这就是超硬固结研磨盘均匀磨损理论。
[0005] 在实际加工中，对研磨机运动参数的选择过多地依赖经验，加工质量的偶然性较大，无法对实际研磨加工中存在的问题提出针对性的改进方案。由于超硬研磨盘制作工艺复杂、制造成本很高，因此依据大量的试验数据来确定最佳的研磨参数、研磨盘设计及制造工艺是不现实的。国内外许多学者在实现超硬固结研磨盘均匀磨损方面做了大量的研究工作，绝大部分的研究主要是采用解析法建立磨具与工件之间的运动方程，研究工件相对于研磨盘研磨轨迹的均匀性。还有一些学者利用Matlab软件研究探讨了超硬固结研磨盘磨损均匀的参数条件。目前很少见到基于ADAMS仿真环境的超硬固结研磨盘磨损均匀方面的研究。
发明内容
[0006] 本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种高效低成本地获得在给定研磨条件下的最佳研磨工艺参数以及在此参数下的研磨盘磨损分布模型， 并在此基础上采用采用依耐磨性（其取决于研磨丸片的磨料浓度、结合剂硬度）的研磨丸片分布技术进行设计制造，使得研磨盘的磨损强度与研磨丸片耐磨性分布相适应，使研磨盘经过第一次修整后的加工过程中能够均匀磨损乃至消耗完, 进而保持原有面形精度，以保证在较长时间内加工的工件具有较好的加工精度，减少在研磨盘使用过程中修整次数或免于修整。
[0007] 本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
[0008] 本发明的基于Adams仿真超硬固结磨料研磨参数优化及制造方法包括以下步骤：
[0009] 步骤S1：在Solidworks环境中分别对双端面行星式销齿轮研磨磨床的各个部件进行实体建模，并在Solidworks中进行虚拟装配，建立双端面行星式研磨磨床的整体结构；
[0010] 步骤S2：将Solidworks中模型进行简化，即删除对运动学没有影响的复杂特征，然后将简化模型转化为与ADAMS具有相同核心实体造型技术的Parasolid格式文件（* .XT）导入到ADAMS动力学仿真环境中；
[0011] 步骤S3：在ADAMS环境下，首先设定环境参数，刚体几何尺寸、材料类型或密度或质量参数；设定研磨加工环境参数、添加约束、接触力和驱动函数；
[0012] 步骤S4：建立ADAMS环境下研磨磨床的机身坐标系和相关的运动参数，以下研磨盘上表面圆心作为全局坐标系X1、Y1、Z1的中心O1，重力方向为Z轴的负方向，中心轮、下研磨盘、上研磨盘均绕Z轴转动；其中上研磨盘通过加压气缸可以沿Z轴的负方向下施加研磨压力，并随着工件加工余量的减少而逐渐下降；以行星轮回转中心为局部中心点O2，建立局部坐标系X2、Y2、Z2，其方向全局坐标系相同；在每一个工件与上下研磨盘的接触平面的各自的中心位置点，分别建立工件、研磨盘的Marker点，并使各Marker点Z轴的方向与全局坐标系下的Z轴相同；
[0013] 步骤S5：在ADAMS环境下，设定中心轮转速、转速比为输入变量，所述转速比为两个，当研究下研磨盘磨损时，为中心轮转速/下研磨盘转速，当研究上研磨盘磨损时，为中心轮转速/上研磨盘转速；设置每一个工件与研磨盘的Marker点之间的相对位移、相对速度、相互作用力等测量参数为输出变量；设定仿真时间及仿真步长，将工件与研磨盘X、Y方向的相对位移、相对速度Vx、Vy、Vr、以及相互作用力Fz测量参数值以仿真步长为间隔离散化并导入Matlab环境中；
[0014] 步骤S6：在Matlab中采用XY网格将研磨盘离散为M×N区域，其中M＞1，N＞1，M、N为整数；利用Matlab建立与离散M×N区域相对应的M×N矩阵，各元素的值等于依据泊松方程建立的在研磨加工时间内每一次工件即Marker点通过该研磨盘网格区域时引起的研磨盘磨损离散值的累加，即：
[0015] ；
[0016] 步骤S7：将该矩阵的最小方差值设定为ADAMS仿真系统的目标函数，利用ADAMS仿真系统的优化设计方法，最终可以确定在给定的研磨输入参数范围内中的优化后的最佳研磨参数（使得研磨盘磨损矩阵方差值最小的中心轮转速与研磨盘的转速比）；
[0017] 步骤S8：将最佳研磨参数下的研磨盘磨损矩阵以三维柱状图的形式表示，则就得到了在该研磨条件下经历一定研磨时间后的研磨盘磨损分布模型；
[0018] 步骤S9：根据磨损分布模型设计研磨盘研磨丸片的分布，采用依耐磨性的研磨丸片分布技术，即对于磨损量大的区域，分布粘贴耐磨性较好的研磨丸片，而对于磨损量小的区域，采用耐磨性相对弱一些的丸片进行分布粘贴，最终制造出适合于在该研磨磨床及研磨参数下的、能够大大减少修整次数甚至能免于修整的研磨盘；其中所述耐磨性取决于研磨丸片的磨料浓度、结合剂硬度。
[0019] 进一步说：
[0020] 本发明中所述行星式研磨磨床为单面研磨磨床或双面研磨磨床，研磨盘的直径范围为600mm～ 1000mm。
[0021] 本发明在进行建模时只建立与研磨动力学分析有关的中心轮、行星轮（载盘）、下研磨盘、工件、内啮合齿轮、上研磨盘等主要部件,可以将研磨床身、旋转臂、气缸、电机、轴承、螺栓等起辅助作用的零部件省略，在导入ADAMS后用一些相应的运动副来代替。
[0022] 在本发明中无论是采用Solidworks、UG、Pro/E、CATIA哪一种软件建模，都严格按照研磨磨床各个部分实际尺寸建模，将建好的模型转化为Parasolid格式文件导入ADAMS中，然后设定环境参数，刚体名称、几何尺寸、材料类型、密度及质量参数，使各个部件的材料特性与实际相一致。
[0023] 根据运动学分析对导入ADAMS后的虚拟研磨磨床施加如下约束：中心轮相对于地面的旋转副；行星轮相对于中心轮的接触副；行星轮相对于内啮合销齿轮的接触副，内啮合齿轮相对于地面的固定副(对于内啮合旋转的研磨磨床,则应添加相对于地面的旋转副)；工件相对于行星轮的圆柱副；工件相对于下磨盘的接触副；工件相对于上磨盘的接触副；下研磨盘相对于大地的旋转副；上研磨盘相对于大地的旋转副在此模型中，共有三个驱动：中心轮转动、下研磨盘转动和上研磨盘转动(对于内啮合齿轮旋转的研磨磨床,则应有四个驱动,即增加一个内啮合齿轮相对于地面的转动)；工件被放在行星轮的孔中可以上下浮动及自由转动，上表面（加工面Ⅰ）与上磨盘的研磨平面接触，下表面（加工面Ⅱ）与下磨盘的研磨平面接触，因此其转动的方向是随着与上研磨盘和下研磨盘接触面之间的摩擦力矩的变化而改变。
[0024] 本发明在工件与研磨盘的接触平面的各自的中心位置点，分别建立工件、研磨盘的Marker点，并使各Marker点Z轴的方向与全局坐标系下的Z轴相同；建立工件与研磨盘的Marker点之间的相互作用力Fz、相对速度Vx、Vy、Vr测量参数。
[0025] 本发明采用XY网格将大于研磨盘直径区域分割成以XY坐标原点为中心、边长为amm×bmm（大小可以依据研磨丸片尺寸而定）、数量为M×N个离散网格区域。
[0026] 输入研磨加工参数，进行研磨加工仿真，输出仿真后的以仿真步长为间隔的X、Y方向相对位移、相对速度Vx、Vy、Vr、以及相互作用力Fz测量参数离散值并导入Matlab；带动研磨加工参数包括中心轮转速、上研磨盘转速、下研磨盘转速、上研磨盘压力、研磨时间、仿真步长。
[0027] 本发明利用Matlab建立程序，统计在研磨加工时间内通过该研磨盘区域工件的次数、依据离散的研磨盘磨损泊松方程建立工件通过研磨盘该区域每一次磨损量的累加值；
[0028]
[0029] 本发明利用Matlab建立程序，建立与离散M×N区域相对应的矩阵，矩阵元素的值就是由上述方法累加而成的磨损量的值；将该矩阵以三维柱状图的形式表示，则就得到了在该研磨条件下经历一定研磨时间后的研磨盘磨损分布模型；根据磨损分布模型设计研磨盘研磨丸片的分布；采用依耐磨性的研磨丸片分布技术，即对于磨损量大的区域，分布粘贴耐磨性较好的研磨丸片，而对于磨损量小的区域，采用耐磨性相对弱一些的丸片进行分布粘贴，最终制造出适合于在该研磨磨床及研磨参数下的、能够大大减少修整次数甚至能免于修整的研磨盘
[0030] 本发明的有益效果如下：
[0031] 利用ADAMS双端面研磨仿真系统，可以高效低成本地获得在给定的研磨磨床条件下，保证研磨盘磨损基本均匀的最佳研磨参数，克服了仅仅依赖长时间的经验参数存在的低效高成本的不足；可以通过改变各部件的结构参数而模拟不同结构类型的平面研磨磨床，具有推广应用的普遍性。同时可利用获得的研磨盘磨损分布模型，采用依耐磨性的研磨丸片分布技术，设计制造出研磨盘磨损基本均匀的上下研磨盘。使研磨盘在经过第一次修整后就能够均匀磨损乃至消耗完,保持原有面形精度，减少在研磨盘使用过程中修整次数或免于修整。不仅提高了研磨磨床的加工效率及利用率，而且提高研磨盘的相对寿命和工件加工质量的稳定性，最终大大降低研磨加工成本。
附图说明
[0032] 图1为本发明所依据的双平面高速研磨机床结构示意图。
[0033] 图2为研磨磨床经SolidWorks建模并简化后导入ADAMS后的三维模型图。;
[0034] 图3是添加上研磨盘、下研磨盘、中心轮、行星轮（载盘）、工件、内啮合齿轮的约束、接触力和驱动函数。
[0035] 图4为研磨仿真过程及受力参数截图。
[0036] 图5为研磨仿真及相对速度参数截图。
[0037] 图6为下研磨盘3经XY分割后的离散网格区域。
[0038] 图7为研磨盘磨损分布模型。
具体实施方式
[0039] 本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：
[0040] 如图1所示，中心轮1（太阳轮）由电机通过减速器驱动，带动6个行星轮2绕其中心公转。内啮合销齿轮5固定在磨床床体上（也可以是旋转的）。行星轮2放置于研磨盘3的研磨表面上，与中心轮1和内啮合销齿轮5同时啮合，在中心轮1的带动下绕其中心公转的同时做自转运动；每一个行星轮上有20个通孔，通孔直径略大于工件直径，行星轮厚度略小于工件4最终加工尺寸。工件4放置于行星轮2的通孔中，其下表面放置于下研磨盘3的研磨平面上，其上表面与上研磨盘6的研磨平面接触，由行星轮带动相对于研磨盘平面做摆线运动，同时在下研磨盘3和上研磨盘6研磨力的作用下也产生自转。下研磨盘3由电机通过减速器驱动旋转，其上下位置固定。上研磨盘6与气缸的活塞杆相连，其上下位置浮动，可以在旋转运动的同时，通过气缸施加研磨压力，保证工件的上下平面始终与上下两个研磨盘的研磨面接触，其随着工件余量的减少而逐渐下降，直至将工件研磨至最终尺寸。
[0041] 首先利用Solidworks软件分别对双端面行星式销齿轮研磨磨床的各个部件进行实体建模，并在Solidworks中进行虚拟装配，建立双端面行星式研磨磨床的整体结构。
[0042] 为了使模型在ADAMS中的分析过程中尽量简单化，将Solidworks中模型进行简化，即删除对运动学没有影响的复杂特征，如研磨床身、旋转臂、气缸、电机、轴承、螺栓等起辅助作用的零部件，导入ADAMS后用一些相应的运动副来代替。然后将简化模型转化为与ADAMS具有相同核心实体造型技术的Parasolid格式文件（* .XT）导入到ADAMS动力学仿真环境中。在ADAMS/View中设定环境参数，刚体名称、几何尺寸、材料类型、密度和质量等参数，使各个部件的材料特性与实际相一致：中心轮1、行星轮2、内啮合销齿轮5、下研磨盘3和上研磨盘6基体均为不锈钢，工件为金属，研磨盘丸片为陶瓷材料。图2即是为完成总体装配的行星式销齿轮研磨机的三维模型,在此模型中包含有中心轮1、行星轮2（载盘）、下研磨盘3、工件4、内啮合销齿轮 5、上研磨盘6。
[0043] 其次,为了进行运动仿真，需要对导入到ADAMS/View中的模型各构件之间添加正确的约束。根据运动学分析对简化后的虚拟双端面行星式销齿轮研磨磨床施加如下约束：中心轮1相对于地面的旋转副；行星轮2相对于中心轮1的接触副；行星轮2相对于内啮合销齿轮5的接触副，内啮合销齿轮5相对于地面的固定副；工件4相对于行星轮2的圆柱副；工件
4相对于下磨盘3的接触副；工件4相对于上磨盘6的接触副；下研磨盘3相对于大地的旋转副；上研磨盘6相对于大地的旋转副。在此模型中，共有三个驱动：中心轮1、下研磨盘3和上研磨盘6。工件4被放在行星轮2的孔中可以上下浮动及自由转动，上表面（加工面Ⅰ）与上磨盘6的研磨平面接触，下表面（加工面Ⅱ）与下磨盘3的研磨平面接触，因此其转动的方向是随着与上研磨盘6和下研磨盘3接触面之间的摩擦力矩的变化而改变。
[0044] 在工件与研磨盘的接触平面的各自的中心位置点，分别建立工件、研磨盘的Marker点，并使各Marker点Z轴的方向与全局坐标系下的Z轴相同；建立工件与研磨盘的Marker点之间的相对位移（X、Y）、相对速度（Vx、Vy、Vr）、相互作用力Fz等测量参数。图3为创建了上述约束副、驱动以及Marker点的双平面行星式销齿轮研磨机（图中隐去了上研磨盘）虚拟样机，行星轮2孔中的黑色部分为工件4。
[0045] 输入研磨加工参数（中心轮转速、中心轮与下研磨盘转速比、中心轮与上研磨盘转速比、施加于上研磨盘的研磨压力），设定研磨时间、仿真步长进行研磨加工仿真。图4为在一定的研磨参数（中心轮转速n1=100（r/min），转速比i（中心轮转速n1/下研磨盘n3）= 0.3020，研磨压力Fz=150kgf，仿真时间t=5（s），仿真步长td=0.01（s））下，研磨加工仿真过程及受力参数截图。图5为在同样的研磨加工参数下，研磨加工仿真过程及工件与研磨盘相对速度参数截图。
[0046] 仿真结束后输出以仿真步长为间隔的相对位移（X、Y）、相对速度（Vx、Vy、Vr）、相互作用力Fz等测量参数离散值并导入Matlab 。
[0047] 为了建立研磨盘磨损模型，采用XY网格将大于研磨盘直径的720mm×720mm区域分割成以XY坐标原点为中心、边长为10mm×10mm（大小可以依据研磨丸片尺寸而定）、数量为72×72个离散网格区域。图6为下研磨盘3经XY分割后的离散网格区域。
[0048] 以其中的一个离散网格m×n区域为例，据 Preston方程, 该区域研磨盘的磨损量与接触区压强、工件和研磨盘的相对运动速度以及加工时间有关,即
[0049]
[0050] 式中 为研磨盘离散网格m×n区域磨损量,K为与研磨盘和工件材料、研磨工艺参数等有关的比例系数，p为工件与研磨盘离散网格m×n区域接触区压强，v为工件与研磨盘离散网格m×n区域间的相对运动速度，T为研磨加工时间。
[0051] 如果将时间离散化，则研磨盘m×n区域在时刻的磨损量为 ：
[0052] 研磨T时间后的磨损量为 ：
[0053]
[0054] 按照坐标位置将离散网格区域组成72×72矩阵，每一个矩阵的值就是由上述方法累加而成的磨损量的值。将该矩阵以三维图的形式表示，则就得到了研磨盘在经历了一定研磨时间后的磨损模型。
[0055] 图7为在上述的研磨参数（中心轮转速n1=100（r/min），转速比i（中心轮转速n1/下研磨盘n3）= 0.3020，仿真时间t=40（s））下，研磨加工一定时间后，下研磨盘3的磨损分布模型。
[0056] 依据研磨盘磨损分布的三维模型，根据磨损量的不同，在研磨盘制造过程中，采用非均匀耐磨性研磨盘制造技术，即根据得出的磨损模型，对于磨损量大的区域，采用耐磨性较好的研磨丸片，而对于磨损量小的区域，采用耐磨性相对弱一些的丸片进行分布，量身定做适合于具体客户的研磨盘。最终制造出适合于在该磨设备及研磨参数下，能够大大减少修整次数甚至能免于修整的研磨盘。研磨丸片的耐磨性取决于磨料浓度、结合剂硬度，其具体值主要与客户的加工工件的材质、加工工艺有密切关系。
