非圆表面磨削加工关键技术的研究

对于具有种类多、高精度和高频响伺服控制要求的非圆截面零件加工,其工件变速及进给技术对加工精度影响很大。本文介绍了非圆加工技术的国内、外发展现状,综述了近年来广泛应用的一种新型伺服驱动进给装置——直线电动机的基本原理及特点,建立了椭圆形典型非圆零件表面磨削加工的数学模型,并利用PMAC（Programmable multi - axis controller）时基控制法及变速控制,进行了椭圆零件表面精密磨削加工试验,为推动直线电动机及PMAC在高速高精度数控机床中的应用打下基础,对非圆零件的磨削加工具有深远意义。     

由动态弧长确定磨削凸轮时的变速规律

本文依据实验结果，针对摇架式凸轮磨床在磨削凸轮时存在的颤振问题，从凸轮磨削过程中各磨削点变化的磨削弧长角度出发，否定了“凸轮磨削点处的瞬时线速度Ｖ决定磨除率。只要控制凸轮轴转速，使Ｖ为恒定值，则可实现恒率磨削”的结论，并推导了了实现变速磨时凸轮轴的变速规律。     

由磨削力确定磨削凸轮时的变速规律

本文依据实验结果，针对摇架式凸轮磨床在磨削凸轮时存在的颤振问题，从引起磨削颤振的根本原因－－磨削力入手，以瞬时磨削力基本恒定为依据，否定了“凸轮磨削点处的瞬时线速度决定磨除率。只要控制凸轮轴转速，使v为恒定值，则可实现恒速率磨削”的结论，并探讨了避免产生磨削颤振时凸轮轴的变速规律。     

全数控凸轮轴高速磨床的研发

介绍全数控凸轮轴高速磨床的设计过程和功能模块,其中包括凸轮轴磨削的理论研究、凸轮轮廓数学模型的建立以及一些关键机械结构的研制.该高速磨床是凸轮轴加工的专业数控没备,采用CBN砂轮,利用磨削点跟随的原理进行磨削加工,提高了凸轮轴的加工精度;同时,将砂轮的线速度提高到120 m/s,大大提高了磨削加工的效率.     

基于正交试验-遗传神经网络的凸轮轴高速磨削参数优化

采用X-C两轴联动的加工方式,在CNC8325型超高速凸轮轴复合磨床上,对冷激铸铁凸轮轴进行了加工试验。采用正交试验法设计实验,并运用极差法和方差法综合分析相关磨削工艺参数对工件加工质量的影响规律。利用遗传神经网络算法建立了工件加工质量和相关磨削工艺参数间的非线性映射关系,同时基于正交试验法的分析结果改进了遗传神经网络算法,实现了相关磨削工艺参数的优化,缩短了冷激铸铁材料凸轮轴数控磨削工艺制定的时间,提高了磨削加工的质量。     

动态链接库在超声振动辅助电火花-磨削复合加工智能控制系统中的应用研究

在超声振动辅助电火花-磨削复合加工智能控制研究中,解决IPC与PMAC间的通讯问题对采用工业PC与PMAC的多CPU控制结构来实现开放式控制的系统而言是十分必要的.将动态链接库应用于超声振动辅助电火花-磨削复合加工智能控制系统,采用Windows平台下的编程语言VC 6.0,调用Pcomm32应用程序通讯驱动器中动态链接库的库函数,实现IPC与PMAC间的通讯功能.对实现大型的应用控制系统来说,此法简便,具有良好的开放性和扩展性,能满足开发要求;提高了系统开发效率,节约了系统资源.     

机车发动机用凸轮轴磨削新工艺

针对机车发动机用凸轮轴几何特征,分析了传统磨削工艺中磨削全程使用一种型号的砂轮对凸轮轮廓的凹弧段进行加工的难点和弊端,提出了大小砂轮配合磨削凸轮轴的新工艺.实施过程中为了保证大砂轮避开凸轮轮廓的凹孤段且加工过程无振动冲击,完成了凸轮凹孤段轮廓重构以及砂轮架速度优化.磨削实验结果表明,采用该新工艺能提高凸轮轴磨削的精度和效率,具有很高的可行性.     

凸轮磨削点移动速度的计算方法

本文根据凸轮轴仿形磨床的工作原理，推民了凸轮轴磨削点移动速度和变工件转速磨削的表示式，这为凸轮变速磨削设备的研制提供了一个有益的参考。     

西门子840D数控系统的凸轮轴磨削软件开发

根据凸轮轴磨削加工的需要,利用VB编程语言和Microsoft Access数据库技术编写了凸轮轴磨削软件,在OEM软件开发包的支持下,运用VC++编写了语言动态链接库,嵌入了凸轮轴磨削软件,完成了西门子840D数控系统与凸轮轴磨削软件的有机结合,实现了磨削凸轮轴的特殊功能.     

基于西门子840D的凸轮轴非圆磨削控制软件开发

根据凸轮轴磨削加工的需要,采用非圆磨削的方法,以西门子840D数控系统为开发平台,介绍了利用VB编程语言和Microsoft Access数据库技术编写了凸轮轴非圆磨削控制软件,通过MATLAB COM组件技术,调用了非圆磨削控制算法,生成了数控加工程序,实现了磨削凸轮轴的特殊功能。可为数控系统的二次开发和非圆磨床的深入研究提供参考。     

基于PMAC的凸轮轴磨床开放式数控系统研究

研究了关于凸轮磨削的数控系统的几个关键技术。建立了砂轮和工件在磨削过程中的数学模型，设计了基于开放式PMAC结构的硬件和软件控制系统。在此基础上利用面向对象技术，讨论了CNC软件系统的功能、结构和模块，利用VC 6．0开发了软件系统。     

凸轮轴摆动磨削几何学建模及分析

为研究摆动磨削工艺对表面质量的影响机制,基于恒线速度磨削工艺,分析凸轮旋转一周时凸轮轴角速度和角加速度、砂轮进给速度和加速度的变化规律;对比分析摆动磨削与常规磨削时的接触长度和最大未变形磨屑厚度。结果表明：在不同的凸轮基圆速度下,凸轮轴转动的角速度和角加速度、砂轮进给速度和加速度呈线性增长趋势;摆动磨削可改善磨削表面的质量,且改善效果受磨削参数的影响;磨削深度对磨削表面质量有弱化作用;适当提高砂轮直径、砂轮转速、凸轮速度、摆动幅度、摆动频率可提高磨削表面质量。     

砂轮线速度对摆动磨削凸轮表面质量影响研究

通过摆动磨削对40Cr钢凸轮样件进行处理,分析砂轮线速度（50、60、65 m/s）对凸轮轴表面粗糙度、金相相织、硬度和残余应力等的影响规律。研究结果表明：随着砂轮线速度的增加,粗糙度呈现先增大后减小的趋势,凸轮轴表面金相组织基本不变,表面硬度呈现持续增加的趋势; y方向上的残余应力大于x方向上的残余应力,在热应力和机械应力的共同作用下,凸轮轴表面的残余应力呈现先增加后减小的趋势。综合考虑粗糙度、金相组织、硬度和残余应力,线速度为65 m/s凸轮轴样品的表面质量相较于其他砂轮线速度下更好。     

CFRP砂轮与钢基体砂轮高速磨削过程中的动力学特性

为探究CFRP砂轮与钢基体砂轮在高速磨削过程中的动力学特性,在数控凸轮轴磨床上搭建振动测试试验平台,开展磨削过程的动力学特性试验,研究2种砂轮在不同线速度和不同进给速度下的振动信号变化,并测量磨削后工件的表面粗糙度。结果表明:CFRP砂轮主轴系统的各阶固有频率高于钢基体砂轮主轴系统的各阶固有频率,且磨削过程中激发的优势频率处于高频区域。随着砂轮线速度的增大,GCr15工件表面粗糙度随之发生波动,CFRP基体砂轮磨削表面的粗糙度明显变小,较钢基体砂轮磨削表面的粗糙度减小30%～35%。颤振发生前后,CFRP基体砂轮磨削的表面粗糙度由0.089 μm变为0.091 μm,粗糙度增大2.2%;钢基体砂轮磨削的表面粗糙度由0.135 μm变为0.146 μm,粗糙度增大8.2%。在线速度一定的条件下,随着砂轮进给速度的增加,CFRP砂轮和钢基体砂轮磨削的工件表面粗糙度值都有增加,分别为2.4%和2.9%,但相较于砂轮线速度对工件表面粗糙度值的影响,进给速度对工件表面粗糙度值的影响更小。      

基于灰色理论的凸轮轴摆动磨削工艺参数优化

摆动磨削作为一种精密磨削技术，在凸轮型面磨削中体现了较强的优越性。然而目前对摆动磨削技术研究不够深入，对摆动磨削方式下各磨削参数的匹配研究不够系统。为充分发挥摆动磨削的技术优势，实现摆动磨削参数和其他参数的深度融合，以40Cr钢凸轮轴为试验材料，采用灰色关联分析法探究摆动磨削加工表面粗糙度参数R_a、R_z和R_sm。基于灰色关联理论，对测得的粗糙度结果进行深入分析，将多工艺指标的优化问题转化为单一目标的灰色关联度优化问题，得出了最优工艺参数组合为磨削深度0.003 mm、工件转速2 600 mm/min、摆动频率60次/min和摆动幅度1.5 mm。经过试验验证，该工艺参数组合能够获得更理想的磨削表面质量。     

数控凸轮轴磨床保持磨除率恒定的变速磨削研究

计算在数控凸轮轴磨床上加工凸轮时的磨削弧长及凸轮轮廓上任意一点处的极径和曲率半径,推导出保持磨除率基本恒定时凸轮轴转速变化的计算公式。在凸轮轴磨削过程中,保持恒定的磨除率,有利于提高凸轮轴凸轮的表面磨削质量。     

凸轮轴数控磨削系统的程序实现

文章介绍了在基于IPC和Windows平台下,摇摆式凸轮轴数控磨削系统的实现方法.同时对CNC系统的控制技术、实时中断的获取方法、虚拟设备驱动程序(VxD)、VtoolsD工具开发包以及应用程序与VxD之间的通信机制作了简要介绍.通过对源代码的分析说明了摇摆式凸轮轴数控磨削系统的实现过程.     

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。