精密内圆磨削过程的灰色系统模型研究与质量控制系统设计

预报补偿与控制技术是提高精密内圆磨削质量的有效途径。在分析轴承内圈内圆磨削质量的基础上，指出精密内圆磨削过程可视为一典型的灰色系统，灰色系统ＧＭ（１，１）模型将有助于进一步认识内圆磨削过程的本质。建模仿真结果表明，ＧＭ（１，１）模型可以较好地描述工件磨削尺寸误差序列的趋势项，基于此，就可以对内圆磨削过程实施预报补偿控制。设计了旨在提高轴承内圈内圆磨削质量和效率的控制系统。     

导筒类薄壁件外圆磨削工艺

船用柴油机导筒组件在工作中需进行往复运动，其外圆圆柱度等形位公差要求较高。对于外圆，一般采用磨削加工。在分析外圆磨削精度影响因素的基础上，提出新的导筒类薄壁件外圆磨削工艺。介绍了新的外圆磨削工艺所使用的工装和装夹方法，并给出了实测外圆磨削精度。     

外圆补偿磨削的试验研究

基于误差分离技术和补偿技术的发展设计了外圆工件圆度临床测量和补偿系统。在Ｍ１３１外圆磨床上的补偿磨削试验结果表明，所设计的测量补偿系统能够达到改善被加工工件圆度的目的，补偿后工件圆度误差减少近３０％。     

基于灰色系统理论的外圆磨削工艺参数优化研究

针对难加工材料的高精密外圆磨削加工工艺参数优化问题,以磨削工件表面粗糙度和工件圆度均方根值作为试验评价指标,使用正交试验方法对各工艺参数进行试验设计,基于灰色度分析方法对实验各工艺参数进行分析计算优化。实验结果证明了该方法在分析优化磨削工艺参数的有效性和实用性。     

曲轴连杆颈圆度在线检测与补偿研究

研究了一种适用于切点跟踪法磨削曲轴的圆度在线检测与补偿方法,针对连杆颈偏心运动特征提出基于V形基准块、自适应伸缩随动支撑架的圆度检测机构,以自适应支撑架的被动伸缩与摆动抵消连杆颈检测过程偏心运动,实现V形基准块上测量探头与连杆颈的连续、可靠接触.从运动学角度分析了检测过程探头测量角的变化规律,并通过V形基准测圆法微变等效模型求解连杆颈圆度数据.基于切点跟踪法曲轴磨削运动模型建立了连杆颈圆度偏差补偿函数,继而实现连杆颈圆度偏差的在线测量与实时补偿.圆度检测机构几何模型的仿真结果与理论分析相一致,实验室构建的测量装置样机以及曲轴磨削试样检测数据验证了所研究圆度在线检测与补偿方案的正确性和有效性,表明其在曲轴精密磨削应用中具有良好应用前景.     

如何防止数控内圆磨床磨削时圆度及圆柱度超差

我们公司是专业生产摩托车曲轴的高精密度企业。年产量达到50万套。曲轴孔径的精度要求比较高，所以磨孔值量成为关键问题，而控制磨削质量的重点是如何防止圆度及圆柱度超出图样要求。我们公司采用MB215A数控内圆磨床磨削曲轴孔径，把防止圆度及圆柱度超差作为控制磨削质量的重点。为了制定防止措施，我使用因果图寻找产生超差的原因。     

全液体静压支承结构磨削系统的磨削成圆规律及圆度极限预测

主轴轴颈的圆度直接影响液体静压主轴系统的回转精度,要制造纳米级回转精度的液体静压主轴系统,必须不断提高主轴零件轴颈的圆度。目前国内外高精密磨床可实现的轴颈磨削圆度范围在0.2～0.5μm,要想进一步提高轴颈磨削圆度,以上磨削方案已很难满足需要。基于此,系统研究头架主轴、尾架主轴和砂轮主轴均采用液体静压支承的全静压支承结构磨削系统的磨削成圆规律,探讨可能达到的圆度极限。首先建立计入头架主轴回转误差、尾架主轴回转误差、双顶尖不同轴误差、砂轮主轴回转误差和工件初始表面轮廓圆度误差的磨削系统耦合动力学模型;提出基于Newmark-β数值积分方法的“磨削力-瞬态磨削深度”循环迭代收敛算法,实现工件外圆轮廓形成过渡过程的定量仿真。研制全液体静压主轴支承结构磨削系统,通过磨削实验和磨削成圆仿真结论的对比,证实所建立模型和所提出算法的有效性。最后根据所提模型和仿真算法,研究各磨削系统误差对磨削圆度的影响规律,并在此基础上对可实现的磨削圆度极限进行了预测。     

轴颈外圆磨削成圆过程的双转子耦合模型及仿真算法

主轴轴颈外圆的圆度对机床主轴部件的回转精度具有直接而重要的影响。磨削加工是实现轴颈外圆高精度加工的最重要的手段。虽然磨削技术在主轴外圆加工上已长期应用,但是利用现有的研究成果,还难以对一个既定的磨削系统的磨削成圆过渡过程进行完整有效的定量仿真,也难以对磨削工件的最终圆度进行科学合理的预测。在吸收国内外磨削转子系统模型成果的基础上,进一步考虑外圆磨削过程中砂轮和工件之间的相互耦合作用、材料去除、转子振动及变形协调规律,建立了外圆磨削系统的双转子耦合振动模型,提出了模拟轴颈材料去除和圆度变化的"磨削力-瞬时磨削深度"迭代算法。利用所建立的双转子模型和迭代算法,对不同磨削策略下轴颈外圆成圆的过渡过程进行了定量仿真,再现了轴颈材料去除和外圆轮廓变化的全过程;比较研究了不同磨削策略对磨削效率和最终加工圆度的影响规律。进行了相应的磨削试验和对比验证,试验结果证实了所提出的轴颈外圆磨削的双转子模型和迭代算法的有效性和合理性。     

一种提高圆柱度的外圆磨削新技术

由上海磨床研究所与上海交通大学合作开发的“外圆磨削圆柱度临床测量及校正技术”,于6月29日在上海交通大学通过鉴定。该课题运用三点法误差分离原理和计算机临床补偿控制技术,对工件圆柱度实行临床测定,并通过自行研制开发的补偿装置在磨削过程中对工件的圆柱度进行同步校正。     

陶瓷磨削中砂轮修整的试验研究

介绍了回转金刚石修整装置和陶瓷粘结砂轮的修整,研究了外圆磨削氧化锆时修整进给量、速比和重合比的影响。复杂精确形状的陶瓷发动机零件的应用,和精密金刚石砂轮修整技术的缺乏,迫使研究使用陶瓷粘结CBN和SiC砂轮,进行陶瓷的成形磨削。测量了修整和磨削力,及磨后氧化锆零件的圆度和表面粗糙度。改变修整工艺参数,可得到各种表面粗糙度和圆度。试验结果表明,在速比低于-1．O以下修整后的砂轮,磨后零件的表面粗糙度和圆度良好。修整和磨削结果分析表明,在较高的比修整能下加大磨削力,和在大磨削力下表面粗糙度较好的趋向。评论了直接传动变速修整主轴速度控制的不足,并研究了在正速比下它对修整力相反方向的影响。     

基于磨削热变形分析的切入式外圆磨削去除率的修正模型与实验研究

为解决切入式外圆磨削加工中磨削热变形引起的传统磨削去除率模型与实际磨削偏差较大的问题，基于磨削热变形机理分析，对传统切入式外圆磨削去除率模型进行了修正。通过分析切入式外圆磨削过程中砂轮与工件的磨削热变形量及热变形速率，确定了修正函数，建立了基于磨削热变形的切入式外圆磨削材料去除率修正模型，并通过磨削实验对模型进行了验证。结果表明，修正模型具有更高的准确性。     

一种新的外圆磨削方法及装置

介绍了一种新的外圆磨削方法及其磨削装置,它是利用环形砂轮的端面对外圆柱表面进行磨削的,此装置用于轧辊的在线磨削。     

精密砂带振动磨削

磨削是精密零件常用的最终加工方法之一,而磨削所用的磨床一般来讲价格是较贵的。本文介绍的砂带振动磨削头架,能够安装在普通车床上,代替外圆磨床对回转体工件进行外圆及端面的磨削加工,它可以满足高精度、低粗糙度的加工要求,     

磨削加工质量与生产效率的综合优化研究

针对目前存在的磨削优化研究成果偏重于加工质量,而无法兼顾加工效率的不足,对磨削加工质量与生产效率的综合优化策略进行了研究,对外圆磨削的主要目标及影响因素进行了归纳,以常规工艺参数及零件技术要求为约束条件,将外圆磨削表面粗糙度模型与材料去除率模型有机结合后形成综合目标函数,提出了外圆磨削加工的非线性优化模型。以正交设计法的磨削试验数据为基础,通过序列二次规划算法对模型加以训练,预测出最优磨削用量,在给定的磨削条件下,获得最优磨削用量为:磨削深度ap=0.011 mm,工件线速度vw=30 m/min,纵向进给量f=20 mm/r。最后,通过随机选取的工艺参数对模型进行了试验验证,试验结果表明,模型最大预测误差不超过16%,预测结果可为实际工艺规程编制中选择最优工艺参数提供参考。     

精密硬车加工轴承套圈的表面完整性试验研究

针对磨削加工中套圈精密加工存在的不足,进行精密硬车削加工轴承套圈新工艺的开发,通过加工试验分析了精密硬车加工轴承套圈的表面完整性,探究了基准面平面度、刀具磨损量等工艺参数与加工精度的对应关系。基于精密硬车削套圈试样的表面粗糙度、沟道圆度、显微硬度、热损伤、金相组织、残余应力分布、加工效率等方面的研究,得出了精密硬车削可达到磨削加工精度的结论,且金相组织稳定,不易存在热损伤,具有可控的残余应力分布和较高的加工效率,有利于产业化生产高精密轴承。利用磁性卡盘装夹套圈,分析试样基准面平面度对精密硬车削套圈沟道圆度的影响,发现提高基准面平面度可以有效提高加工套圈的沟道圆度;分析了刀具磨损对硬车削套圈加工精度的影响,得出在精密加工阶段刀具磨损量是控制套圈圆度的重要监控工艺参数的结论。     

磨削轴承内圈沟道的工艺参数对圆度的影响规律

文章论述磨削内圈沟道圆度的几何特征，分析其影响因素及其内在联系，确定磨削内圈沟道圆度建模的试验因素，按混合型正交表进行试验设计，考虑因素间交互效应，通过对试验数据逐步回归建模，建立磨削圆度与工艺参数关系的数学模型，并以三维曲面直观地表示磨削工艺参数对圆度的影响情况，进一步分析圆度数学模型，得出几点有实用价值的结论。     

高速低粗糙度外圆切入磨削表面波纹度的试验研究

以高速低粗糙度外圆切入磨削表面纹度对研究对象，研究在低粗糙度磨削条件下，砂轮转速和工件转速对磨削表面波纹度的影响，在试验研究的基础上对对磨削表面波纹度的成因及机理进行了分析和讨论。     

切点跟踪磨削法运动模型的研究

按磨削点在连杆颈上匀速运动的原则建立了切点跟踪磨削法的运动模型,提出了通过坐标转换把曲轴切点跟踪磨削转换成按普通外圆磨削状态来进行分析的新思路,从运动学的角度分析了切点跟踪磨削法对加工误差的影响,探讨了切点跟踪运动对当量磨削厚度和磨削力的影响及变化规律,给出了数控补偿量的计算公式和修正后的运动模型。     

基于声发射信号的外圆切入磨削去除率监测

针对精密外圆切入磨削加工的在线监测需求,提出一种采用声发射信号实现轴类零件材料去除率在线监测的方法。根据声发射信号强度与磨削力之间的联系,建立了声发射信号均方根曲线的预测模型,利用该预测模型研究了砂轮进给阶段和驻留阶段磨削系统时间常数的理论计算方法,推导了声发射信号均方根曲线与工件材料去除率的关系;编写了在线监测软件,利用声发射传感器实现了精密外圆切入磨削的材料去除率预测。实验证明,所建立的声发射信号均方根曲线模型具有良好的预测精度,基于该模型能够实现磨削系统时间常数在线评估,并实现精密轴类零件材料去除率的实时在线监测。     

切入式外圆磨削接触刚度与固有频率研究

基于外圆切入磨削系统动力学简化模型,对磨削材料去除率模型的时间常数进行研究,提出了切入式外圆磨削接触刚度的有效测量方法,并建立了磨削接触刚度与系统固有频率的关系模型。通过大量磨削实验,验证了不同磨削工艺参数与接触刚度、系统固有频率及颤振频率的变化规律。研究结果为后续避免或抑制磨削颤振以及磨削工艺参数优化研究提供了实验基础和理论依据。