砂轮进给速度对成形磨削振动特性影响的试验研究

基于数控成形磨齿机加工齿轮的几何原理和机床运动学原理,建立磨削力简化模型,经磨削力经验公式计算得出砂轮进给速度与磨削力关系,分析磨削力在不同砂轮进给速度下的变化趋势。通过搭建振动测试平台,采集振动信号,对振动信号进行快速傅里叶变换,分析不同砂轮进给速度下振动信号的变化,进而得出砂轮进给速度、磨削力和振动特性之间的关系,为提高齿面磨削质量提供了参考依据。     

基于传递矩阵法的电主轴建模与实验分析

以YK7350B数控成形摆线轮磨齿机为研究对象,研究在高速转动状态下,动态磨削转矩和自身不平衡量引起的电主轴振动问题.通过传递矩阵法,建立了磨削电主轴系统的动态数学模型,并结合电主轴的具体参数,推算出主轴的固有频率.继而利用有限元分析软件得到了6阶模态振型和频率,最后通过进行了实际磨削实验,收集了正常加工条件下的电主轴...     

成型磨齿机组合立柱动力学特性研究

立柱作为磨齿机重要的支撑部件,对最终齿轮的磨削加工精度起到了非常关键的作用。在传统整体式立柱的基础上设计组合式立柱结构以提高成型磨齿机立柱本身的安装和定位精度,通过对组合式立柱与整体式立柱的动力学分析得到两者固有频率与振型,并由谐响应分析得到两者在稳定磨削时的振动情况,通过比较分析,证明组合式立柱在结构动刚度与振动性能方面优于传统整体式立柱,为今后进一步优化成型磨齿机立柱及提高加工精度提供了理论依据。     

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Workbench的磨齿机主轴系统动态特性研究

主轴系统是磨齿机的重要组成部分,主轴的动态特性对齿轮的磨削精度与生产效率有着很大的影响。以磨齿机的主轴系统为研究对象,在SolidWorks中建立模型,并通过有限元软件Workbench对其进行模态分析,得出了主轴系统的固有频率和最大偏振量。分析了主轴系统在不同跨距和不同主轴材料弹性模量等条件下对主轴动态特性的影响。结果表明：1023号碳板钢的最大变形量相对较小,可作为主轴材料;模态频率随支承间距的增加而提高;主轴系统的最大变形量随支承间距的增加减小,最佳支承间距为240 mm。     

6杆并联机床典型位姿下的振动测试分析

并联机床由于其强非线性的特性,且在不同位姿下它的振动特性是不同的。所以在通过试验测得并联机床在典型位姿下的振动信号,并对振动信号进行频域分析得到机床在典型位姿下的功率谱的基础上,应用功率谱分析初步得到机床的振动特性。再利用测试分析软件得到并联机床的在此位姿下的固有频率。最后用有限元分析软件ANSYS Workbench对机床的在典型位姿下进行有限元模态分析,并得到了并联机床在典型位姿下的振动特性。通过对比试验分析与有限元分析并进行灵敏度的分析得到了有限元模型的修改方向。对并联机床的优化提供了数据的支持。     

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。     

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。      

CSP热连轧机垂直振动建模分析

针对邯钢连铸连轧厂CSP热连轧生产线因轧机垂直振动影响带钢质量的问题,建立F3轧机垂直振动模型,将轧机简化为质点质量与弹簧刚度,根据能量守恒原则计算出轧机简化模型中的质量和刚度。并以MATLAB 7.0软件辅助运算,对其垂直振动的固有频率和响应特性进行分析,得出轧机在第3阶和第6阶固有频率的振动信号的输入下容易引发自激振动,第2阶和第4阶固有频率的信号的输入使轧机刚度降低,第5阶固有频率的振动则使板材出现明暗相间的振纹,由此提出了提高轧机刚度和避开固有频率等措施来提高板材质量。     

工件作超声振动时的磨削特性研究

磨削是加工硬脆性材料并获得高加工精度的常用工艺,加工过程中表面质量与材料的去除率是一对矛盾,超声振动的引入在很大程度上缓解了这一矛盾。对工件作超声振动的磨削加工特性进行了试验及理论分析,从工件振动的等效硬度特性角度分析了磨削力比降低的原因,并对其进行了量化计算。该结果对超声辅助磨削加工硬脆材料具有现实的指导意义。     

基于虚拟仪器的精密球研磨加工的振动信号检测与分析

振动信号是反映精密球体研磨状态的重要途径。利用加速度计传感器、数据采集卡和LabVIEW,设计一套基于虚拟仪器的振动信号检测设备,对精密球在研磨加工过程中的振动信号进行测试,从时域、频域等多个角度进行分析。结果表明:利用精密球体研磨加工的振动信号能有效地监控整个研磨过程,实时反映球体研磨的状态和精度。     

磨头磨削镍基高温合金仿真

镍基高温合金磨削过程中磨削力是影响表面质量的重要参量。为构建磨削力有限元仿真预测模型,基于电镀磨头实际表面形貌,通过调用分布函数的方法,建立磨粒高度随机且整体服从二维高斯分布磨头整体模型,进行磨削过程有限元仿真与磨削力试验验证。结果表明：磨头整体模型具有真实磨头的随机特性,优势在于充分考虑多磨粒相互作用的磨削特性;磨削仿真过程中可观察到划擦、耕犁、切屑成形3个典型阶段,高度还原实际磨削过程;磨削力试验与仿真的单位宽度切向与法向磨削力在不同参数下变化趋势相同,平均误差分别为8.2%和8.6%。仿真模型对镍基高温合金磨削力有很好的预测效果。     

高精度随动数控凸轮轴磨床砂轮架模态分析

利用SolidWorks软件建立了JKM8330高精度随动数控凸轮轴磨床砂轮架的三维模型,导入ABAQUS有限元分析软件,采用弹簧阻尼单元模拟轴承弹性支承的方法,建立了砂轮架的动力学分析有限元模型。通过分析计算,获得了砂轮架的前9阶振型和模态频率,并深入研究了不同轴承弹性支承刚度对砂轮架模态频率的影响规律。结果表明:可以通过调整轴承弹性支承刚度较好地控制砂轮架的模态频率,进而可以减小砂轮架的振动,从而保证机床磨削加工精度及可靠性。研究结果为高精度随动数控凸轮轴磨床的结构优化设计提供了参考。     

声发射技术在砂轮回转实验破碎识别中的应用

采用一种新型砂轮破碎状态信号检测方法——声发射（AE）技术,通过采集环境背景、空转、空载和负载AE信号,并对信号进行时频域研究。对比砂轮破碎后和破碎前AE信号特征,时域信号特征电压值增大了2.5倍、能量谱峰值增大了4倍、均方根值（RMS）增加了1.17倍,频域信号经快速傅里叶转换（FFT）后得到了一个高频电压信号。研究结果表明:声发射技术优于目前常用的振动法、音量法和光电法,更适合用于砂轮回转实验破碎识别。      

微型钻头磨床砂轮轴振动的分析与消除

微型钻头磨床砂轮轴振动严重地影响了钻头加工精度。通过对砂轮轴的传递矩阵建模分析，发现砂轮轴轴承刚工和砂轮尺寸是影响其振动的固有频率与振型的两个主要因素。轴承刚度越高，砂轮尺寸越小，基各阶固有频率越高；由于砂轮小对称布置，砂轮尺寸越大，各阶振型的振幅也越大。在调整砂轮轴轴承预紧前，采用Machinery Analyzer model 2130振动分析仪的测试结果也显示该砂轮轴在低频部分的振动较为严重，预紧轴承和精修砂轮后，振动消除。     

超精密非球面磨削实验系统建模及实验

超精密磨削加工已广泛应用于轴对称非球面光学元件及硬脆材料的加工中,加工过程中砂轮的不平衡量和机床主轴引起的砂轮微小振动和摆动将直接影响工件表面质量：本文分析了加工过程中产生的微振动现象,建立磨削中振动引起工件表面轮廓误差的数学模型;没计一套微振动实验系统,建立系统动力学模型并进行实验研究。实验结果表明：优化选择砂轮转速、工件转速和加工进给速度,可有效减小砂轮振动,提高工件表面精度。     

高速轧辊磨头集成供油平台电液控制系统的研发

为了满足国产高速轧辊磨头综合测试实验的要求,通过分析国产数控轧辊磨床的现有技术,针对高速轧辊磨头各类油膜润滑轴承以及磨头不同部位的润滑特点,设计了一种高速轧辊磨头集成供油平台的液压控制系统。并对其PLC控制系统进行开发,包括硬件PLC控制电路的设计及其软件的开发。调试结果表明:该高速轧辊磨头集成供油平台电液控制系统不仅自动化程度高,而且能在不同供油压力与转速的情况下稳定运行,从而为高速轧辊磨床的国产化提供强有力的实验条件支撑。     

滚珠丝杠磨削加工中的振动测试与分析

振动是影响滚珠丝杠加工质量的重要因素。通过对振动信号的分析,可以提出相应减振措施来提高丝杠的加工质量。通过实验研究丝杠在磨削加工过程中8个关键位置处的x、y、z3个方向的振动特性。各位置的时域谱和频率谱的对比分析表明:产生振动的主要方向为工作台移动方向,主要来源是砂轮架、头架、砂轮架电机、头架电机的振动。提出相应的减振措施,为提高滚珠丝杠加工质量提供依据。