超高速磨削是一种可以极大地提高生产效率、提高零件表面加工质量、实现难加工材料的精密加工的一种新技术,被喻为“现代磨削的最高峰”,已被国际生产工程学会列为面向21世纪的中心发展方向,是目前国内外磨削技术的发展趋势。非常适合我国现阶段及长远发展。总结全文,本论文的工作包括如下几个部分:(1)第一部分概述了超高速磨削技术及其理论研究领域的发展历史;阐述了超高速磨削的关键技术;系统论述了超高速CBN砂轮磨削的优越性及国内外的发展状况;论述了超高速砂轮中CBN磨料的特性和CBN砂轮中结合剂的种类及其各自的优缺点;阐明了本课题的研究目的和意义。(2)第二部分主要介绍了虚拟现实的内涵、基本特征、系统组成及关键技术、发展历史、研究现状及应用。同时还介绍了计算机仿真技术的相关理论以及虚拟现实仿真的概况及应用,并简要介绍了虚拟现实环境中的实体建模方法与技术,并通过对比几种主要的方法确定了通过VC++与OpenGL相结合的方法是最适合本课题的方法。论述了OpenGL图形库工具和它的一些关键技术。(3)第三部分通过对超高速磨削几何学、物理学分析后得出超高速磨削磨削力、磨削温度的仿真模型,并选用工程中常用的45#钢,运用MATLAB进行了仿真。较详细地讨论了磨削参数如砂轮线速度、工件磨削深度、工作台速度对45#高速高效磨削时磨削力和磨削温度的影响规律。(4)第四部分基于虚拟现实技术理论,采用Visual C++6.0编程软件及三维图形软件标准接口OpenGL开发了虚拟磨削加工表面质量预测系统。提出了以球体作为磨粒的基本形态,并考虑到位置分布的随机性特点,构建了圆盘形虚拟砂轮仿真模型;采用三角形面片法建立了虚拟工件的加工表面模型;应用虚拟磨削系统进行了不同磨削参数下的平面磨削加工过程仿真。仿真结果表明:该系统能够使用户产生一定的交互感和沉浸感,所开发的虚拟砂轮具有与实际砂轮相同的磨削性能,所得仿真结果能够反映出已加工工件的表面形貌,且与理论分析基本一致。因此,该系统对磨削加工的表面粗糙度有一定的预测能力。