凸轮轴数控磨削工件主轴转速优化建模与实验研究

根据凸轮轴X-C轴联动恒线速度磨削加工数学模型,建立了砂轮架进给位移与速度、凸轮工件主轴转速的理论方程。根据数控凸轮轴磨床加工能力的约束条件,对砂轮架进给中速度、加速度或加加速度值超出限定值的凸轮转角区间,通过积分反求方法求解出相应转角区间工件主轴所允许的转速值,并以该段转速值替换对应的转角区间上凸轮轴恒线速度磨削时理论转速值。对优化计算前后的工件主轴转速曲线进行了凸轮轴磨削加工实验。实验结果表明：采用优化后的凸轮工件主轴转速进行加工,相比于恒线速度理论转速加工,其升程最大误差与最大相邻误差减小,工件表面粗糙度降低,提高了凸轮轴高效精密磨削加工质量。     

凸轮数控磨床速度计算与分析

推导了凸轮数控磨床速度的计算公式,分析比较了恒线速度和恒角速度两种磨削方式的磨削参数,从而得出了恒线速度磨削优于恒角速度磨削的结论,为凸轮数控磨床速度程序设计提供了理论依据。     

基于西门子840D数控系统的凸轮非圆磨削的实现

根据凸轮非圆磨削运动的特点,采用恒线速度控制并建立了相应的数学模型。在西门子840D数控系统下开发了凸轮非圆磨削控制软件。利用MATLAB强大的运算功能设计了凸轮非圆磨削运动的控制算法,并以COM组件技术实现了控制软件对该算法的灵活调用。     

基于西门子840D数控系统的凸轮非圆磨削的实现

根据凸轮非圆磨削运动的特点,采用恒线速度控制并建立了相应的数学模型,在西门子840D数控系统下开发了凸轮非圆磨削控制软件,利用Matlab强大的运算功能设计了凸轮非圆磨削运动的控制算法,并以COM组件技术实现了控制软件对该算法的灵活调用.     

任意凸轮曲线的高精度等速CNC磨削

基于凸轮磨削过程中恒磨削力要求恒线速度的加工机理,通过三次参数样条方程得到凸轮的理论曲线,采用微直线段取代微弧进给,得到砂轮轴心轨迹曲线的插补方法。分析了凸轮磨削精度、进给速度与插补参数之间的关系,实现凸轮曲线的高精度等速实时插补。该方法还可以推广到一般加工平面封闭曲线的CNC机床。     

凸轮数控磨床速度计算与分析

推导了凸轮数控磨床速度的计算公式，分析比较了恒线速度和恒角速度两种磨削方式的磨削参数，从而了恒成于恒角速度磨削的结论，为凸轮数控磨床速度程序设计提供了理论依据。     

非圆轴工件恒线速度磨削加工的研究

通过研究非圆柱表面回转体零件的恒线速度磨削加工，提出了提高工件表面的加工质量及有效措施，文章研究了工件恒线速度控制的数学模型，给出了磨削点的求法及相应的工件转速表达式。     

凸轮恒磨除率磨削的转速曲线优化

凸轮是复杂的非圆零件,加工过程中,瞬时速度和加速度剧烈变化会降低加工品质。推导了恒磨除率变速磨削数学模型。基于恒力磨削的思想,得到了凸轮C轴变速恒磨除率公式。在此基础上,运用最小二乘法对凸轮轮廓数据进行多项式拟合,得到平滑的凸轮转速曲线和砂轮进给速度曲线。仿真结果表明,该方法能够使磨除率保持近似恒定的同时,还得到平滑的旋转轴转速曲线,并大幅减小C轴的加速度,从而提高凸轮轴磨削精度。     

磨削加工凸轮表面粗糙度的数学模型

表面粗糙度是影响凸轮的耐磨性、配合的稳定性、疲劳强度的关键因素,因此提高凸轮表面粗糙度至关重要。对切屑的厚度进行了假设,考虑了特定磨粒形状对凸轮表面粗糙度的影响,研究了凸轮粗糙度、砂轮转速、凸轮轮廓曲率、磨削点速度、磨削余量之间的关系,推导出凸轮表面粗糙度的数学模型,模型包括了砂轮线速度、曲率半径、磨削点线速度、磨削余量、砂轮相关系数、凸轮轮廓相关系数,这使得粗糙度模型可应用于不同的磨削条件。在数控非圆磨床上,根据X-C磨削凸轮模型加工某型号凸轮,磨削结果证明所推导的凸轮粗糙度模型是正确的。     

数控凸轮轴磨削指令曲线的优化

工件恒角速度磨削和工件恒线速度磨削是目前精加工凸轮轴的主要磨削加工工艺。工件恒线速度磨削的因其能有效地提高加工质量,而日益受到重视。但恒线速度磨削会导致各个联动轴的加速过大,对机械及伺服系统的要求很高,难于实现。本文提出了通过优化指令曲线来减小加速度等不利提高加工质量的因素,来提高磨削加工精度目的。     

弧面凸轮的单侧面磨削加工研究

磨削加工作为高精度弧面凸轮的曲面加工必不可少的工艺环节,国内一直没有很好解决。笔者以解决这个问题为目的,分析了弧面凸轮的结构特点和现有弧面凸轮磨削加工存在的问题,提出了弧面凸轮单侧面磨削方法,并论证了该方法的可行性。该理论研究以设定坐标系的弧面凸轮轮廓面方程为基础,根据单侧面磨削加工原理推导出了单侧面磨削加工凸轮实际廓面方程和砂轮中心线轨迹方程;研究单侧面磨削加工砂轮刀位补偿及控制方法,解决了弧面凸轮轮廓面单侧面磨削的加工刀位控制问题;在弧面凸轮单侧面磨削机理的基础上得出两种凸轮轮廓面的法向误差模型和误差分析计算方法。     

基于曲率圆的恒磨除率变速磨削模型分析

汽车凸轮轴加工的精度主要取决于它的轮廓曲线,要获得好的轮廓精度和表面品质,在磨削中采用恒定磨削线速度,使工件速度根据轮廓曲线的变化而变化,这样可以达到很好的轮廓品质,这个理论已经通过加工试验得到了很好的验证。但是随着技术的发展和凸轮轮廓数学建模的不断完善,现在又向着恒定磨除率的方向发展,理论研究表明可以获得更高的加工精度,利用凸轮的曲率圆方程,建立了恒磨除率模型,根据实际加工条件进行速度分析并利用MATLAB进行了仿真。     

Research on constant grinding depth model for cam grinding

In order to mitigate the problems in CNC grinding of a camshaft caused by varying grinding depth along the periphery of the cam, a novel grinding strategy is proposed to keep the grinding depth constant during the process. In comparison with the current cam grinding strategy, analysis results derived from the modelling of the process indicate that it is applicable to keep the grinding depth constant. Consequently, in combination with a constant grinding infeed speed, the material removal rate (MRR) is also kept stable. With the same grinding depth, the volume of removed material in a certain single revolution with the new processing strategy is less than the conventional process. This new strategy can increase the grinding depth without causing grinding burns. Therefore, the total number of grinding revolutions/steps decreases dramatically. Moreover, experiments for comparison of both the single revolution machining and the whole cam grinding have been carried out on a CNC8325B camshaft grinder. The results show that the new process improves machining efficiency dramatically while ensuring the machining quality.     

平面凸轮靠模轮廓线的CAD动画设计

介绍凸轮轴磨床磨削凸轮的过程,根据机床结构三角形几何关系不变的特点,利用反转法,保证摆架中心和砂轮中心按照给定的轨迹运动,从而在AutoCAD的基础上以CAD动画的方式得到了凸轮靠模的理论廓线和实际廓线。     

圆柱分度凸轮单侧面加工原理及刀位控制方法研究

提出了在不增加机床控制轴数的情况下 ,实现圆柱分度凸轮单侧面加工的刀位控制原理。给出了刀位控制数学模型 ,该方法可克服等径范成法的加工缺陷 ,提高加工精度和表面质量 ,延长刀具使用寿命 ,扩大刀具使用范围 ,很经济地实现廓面的磨削加工。本研究对于提高圆柱分度凸轮机构的传动精度、扩大其使用范围 ,有重要的理论意义和实际应用价值。     

由弧长确定磨削凸轮时的变速规律

依据实验结果，针对摇架式凸轮磨削凸轮时存在的颤振问题，从凸轮磨削过程中各磨削点磨削弧长角度，以瞬时磨削量基本恒定为依据，推导了变现变速磨削时凸轮轴的变速规律。