机器人磨削工艺参数对系统固有频率影响的试验研究

针对机器人刚性差造成的磨削振动工作模态参数难以预测的问题,建立工艺参数与系统固有频率的关系模型。在简化机器人磨削系统的基础上,提出磨削接触刚度的测量方法。运用摄动法求解振动矩阵方程,将工艺参数与工作模态以磨削接触刚度为纽带联系起来。应用机器人-砂带机磨削平台进行试验验证,改变不同工艺参数测量工作模态,与计算值进行对比,证明数学模型的准确性,并进一步得到不同磨削工艺参数对接触刚度、系统固有频率的影响规律。研究结果为避免或抑制机器人-砂带机磨削系统产生磨削振动以及磨削工艺参数优化提供了参考。     

超声波纵向振动内圆磨削系统的振子设计研究

本文对超声波纵向振动内圆磨削系统进行了系统的研究。把由换能器，变幅杆和工具组成的振子作为一个整体，通过理论分析和实验研究，提出了适用于内圆磨削系统的有限刚度约束新型结构，并阐述了相应的设计方法。     

无心磨削准动力学谐波生成机理

本文以包络理论为基础，建立了无心磨削的准动力学谐波生成机理。研究表明，在给定的系统振动频率下，合理地改变工件转速和调整几何布局参数，可以有效地控制工件磨削表面的谐波分布状态，计算机仿真结果与实验结果相一致。     

平磨磨削力的数学模型改进与实验

为了实现操作人员对最佳磨削参数的可重复性使用,研究改进磨削力的数学模型,以此分析磨削参数对磨削力的影响。磨削力数学模型以力的加速度为核心,使用加速度规测量磨削加工时所产生的振动量,将振动加速度测量值、磨削力模型及牛顿第二运动定律进行计算求得磨削常数,将磨削常数及加工时磨削参数代入磨削力模型得到理论值,与实验结果进行验证并探讨实验值与理论值的误差大小。实验结果表明:实际测量的磨削力造成的振动加速度值与改进的磨削力模型的预测值结果误差相当接近,改进的磨削力数学模型是可行的。     

基于MATLAB的内圆磨削加工过程非线性振动仿真

建立了单自由度的内圆磨削非线性振动系统的动力学模型,考虑其中的非线性阻尼及非线性刚度,并用Matlab对其进行了参数计算和仿真分析,得到了加工过程中不同阻尼及不同转速下的分岔图、相图和Poincare图.从所得仿真结果分析阻尼及转速变化对切削稳定性的影响,经验证仿真结果与现场运行情况是相符合的.     

精密内圆磨削过程的神经网络模型的研究

建模，预报与控制是提高精密内圆磨削质量的一个重要方法。由于内圆磨削过程极其复杂，难于建立常规的数学模型。本文重点探讨用神经网络模型描述内圆磨削过程，分析了神经网络模型的特点，介绍了ＢＰ算法，并针对内圆磨削轴承内圈内孔的实例，设计了一种３层网络模型，给出了计算机仿真结果，指出：合理选择输入节点将加速网络的收敛。最后强调：神经网络真正用于实时建模与控制还有待于相关硬件的发展与应用。     

超声纵振珩磨的切削模型及其临界速度研究

径向超声振动磨削与纵向超声振动磨削，其主要差别是磨粒与工件的接触状态不同，在径向超声振动磨削中，磨粒与工件的接触是间断性的，它的临界速度特征符合现有的振动切削理论，而在纵向超声振动磨削中，磨粒与工件是永久性接触，不存在磨粒与工件表面分离的特点。根据它们的差别作者建立了磨粒纵向超声振动切削模型，得到了纵向超声振动珩磨临界速度的新概念及其计算公式。     

高效深磨的三种解析热模型

表达了三种高效深磨的热模型，分别是圆弧热源模型、均匀热源模型和三角形热源模型。用实验方法和理论计算方法研究了在高效深磨条件下磨削区的最高磨削温度。为了用高效深磨方式研究低合金钢的磨削性能，进行了平面磨削实验，测得了高效深磨条件下磨削区的最高磨削温度，并与用本模型计算结果进行了比较，发现实验结果与采用本模型理论计算结果基本一致，证明了该磨削热模型是正确的。     

工程陶瓷磨削力的研究现状与进展

本文综述了近几年来国内外关于工程陶瓷磨削加工中磨削力的研究现状及进展，包括磨削力与陶瓷材料的显微结构及性能、磨削用量、机床刚度、磨削砂轮及磨削液的关系的研究。最后提出了在工程陶瓷磨削力方面，今后应重点开展的研究工作。     

JKM8凸轮轴磨床头架主轴系统动态特性分析

凸轮轴磨削精度主要受机床主轴系统的自激振动、受迫振动和热变形的影响,模态分析是动力学分析的基础,因此有必要深入分析主轴振型对磨削精度的影响。以JKM8凸轮轴磨床头架主轴系统为研究对象,使用弹性支承单元模拟静压轴承,建立转子-轴承系统有限元模型进行模态分析,获取系统前6阶模态参数,运用参数讨论法,研究系统固有频率随支承刚度的变化规律。结果表明:主轴转速远远低于一阶临界转速,因此不会发生共振;静压轴承的支承刚度对主轴系统的低阶固有频率影响很大,支承刚度大于300 N/μm时,固有频率的增加幅度显著减小。研究结果为磨床主轴系统的优化提供了理论依据。     

CBN砂轮对高硬度工具钢的磨削机制探讨

根据ＣＢＮ砂轮磨削的高速工具钢的有关试验结果，考察了高速磨速条件不影响高速硬度不具钢磨削机制的主要因素，探讨了磨削参数与磨粒切削状态、摩擦现象、尺寸效应之间的关系及对磨削机制的影响，简要探讨了材料的应变率强化与磨削尺寸效应的关系。     

磨削过程对外圆磨床砂轮架强迫振动阻尼的影响

本文描述了在外圆切入磨削中,机床－刀具－工件系统的动力特性。在砂轮主轴中装有静压轴承和静压导轨的磨床的功能和数模型被给出。基于这个模型的仿真给出了磨削力特性的定性分析和它对磨床强迫振动的影响。仿真结果支持这样一种观点：磨削力对砂轮架中强迫振动的阻尼有显著的影响。     

高精度外球面专用磨床的测控系统设计

采用范成磨削方式的３ＭＢ系列外球面专用磨床，结构简单，原理新颖；它与以８０９８单片机的核心的测控系统配合，能完成工件外球面高效，高精度磨削。     

关于工程陶瓷磨削力和磨削温度的研究

本文研究了陶瓷磨削的磨屑形成机理，建立了以裂纹的产生与发展与基础的工程陶瓷材料的磨削模型。指出：材料的横向裂纹是材料被破坏的主要因素。推导了陶瓷磨削的磨削力与材料去除率的关系式和磨削温度表达式，理论分析与试验结果比较得出：金刚石砂轮对陶瓷材料的磨削有较好的适应性。     

基于Simulink仿真的凸轮轴高速磨削稳定性判定

以凸轮轴高速磨削工艺系统稳定性为研究对象,建立磨削系统的凸轮轴-砂轮-支撑系统动力学模型。通过理论分析与数值计算来辨识磨削力的动态影响因素——凸轮轮廓曲率半径和瞬时磨削深度。基于所建立的磨削动力学模型搭建Matlab/Simulink颤振仿真模型,并从稳定性叶瓣图中选取相应的磨削工艺参数组合进行数值仿真分析,将仿真振动位移时域图所得的稳定性结论与稳定性叶瓣图的磨削稳定区域进行比较,验证了建立的磨削动力学模型和数值仿真方法的有效性。      

切向超声振动辅助磨削几何参数分析

根据超声振动辅助磨削运动简图,分析了平面磨削时砂轮对工件的相对运动关系.建立了单颗磨粒的切削模型,给出了单颗磨粒相对工件的运动方程和切削速度方程,进而推导了单颗磨粒在磨削区内的振动次数及其在磨削区内的运动路径总长度、净磨削路径总长度的计算公式.分析表明:切向超声振动辅助磨削可以得到更短的切屑,更长的切削路径长度.     

CBN砂轮在内圆磨削中的应用

本文研制了以玻璃为主要成分的低温陶瓷结合剂ＣＢＮ砂轮，试制了金属结合剂金刚石修整杯及气动高速修整装置，分析了ＣＢＮ砂轮的磨削规律及失效特征，选择了合理磨削工艺参数。并详细试验对比用普通棕刚玉砂轮和ＣＢＮ砂轮磨削轴承内径所达到的质量、效益等项指标，有力地证明了用ＣＢＮ砂轮磨削的优越性以及广阔的应用前景。     

磨削力的自适应控制

约束适应控制系统用于径向非等刚度回转零件的磨削过程中，并不能提高被磨表面的几何精度。其原因在于，核系统产生的补偿力不符合工件的成圆机理。针对这一问题，本文设计了一个自适应控制系统用于磨削过程中，使补偿力与成圆机理相符。     

砂轮表面磨粒出露高度对轴承钢磨削振动的影响

为探究砂轮表面磨粒形态对磨削振动的影响规律,提高磨削加工质量,构建了磨削振动模型并推导磨粒形态-接触刚性-磨削振动的对应关系,开展修整-磨削试验,通过试验分析并验证不同磨粒形态对磨削振动信号RMS和工件表面波纹特征W_a影响的差异。结果表明:在不影响砂轮锋利性的前提下,表征磨粒出露高度的砂轮AH值减小约58%,则RMS值和W_a值分别减小约47%和57%;在相同磨粒出露高度条件下,磨粒钝化的比例约20%,则RMS和W_a分别减小约22%和30%;同时,适度减小磨粒出露高度,磨粒适度钝化,有助于增大磨粒与工件接触面积,改善磨削振动,提高磨削加工质量。且提出的磨削振动模型与试验结果相符。      

磨削振动控制系统设计与开发

磨削常做为工件加工的最后一道工序,其几何误差和表面完整性等加工质量要求很高,磨削振动是影响加工质量的重要因素,众多研究者对探测和避免此动态过程进行了研究以消除砂轮磨损和提高工件加工质量,运用砂轮与工件间周期性的分离或者跟随工件速度周期性的振动来实现磨削振动控制的可行方法尚未可见。本文作者对磨削振动进行了研究,基于对磨削低碳钢和硬化钢的磨削力进行实验检测,设计了一套闭环控制器,实现对工件振动的控制。并通过普通磨削过程进行验证,结果显示,此控制器对磨削振动有较好的改善作用。