Research on CNC Turning System of Aspheric Machining Grinding Wheel

The technology of machining aspheric surface with high precision is the premise for the application of aspheric surface. The grinding machining with error compensation is a commonly used method to machine aspheric surface, which will directly influence the quality of aspheric workpiece surface. Multifunctional CNC grinding wheel truing system is a four-axis CNC truing system which can be applied to grinding wheel truing. In this system,DSP-based multi-axes motion control card is adopted as the controller, and visual C is used as development tool.When the design of hardware and software is completed, the system can implement truing of various grinding wheel with high precision aspheric machining such as plane gripding wheel, arc grinding one, and sphere grinding one.     

数控超声磨削陶瓷叶片型面刀位轨迹计算

介绍了陶瓷超声磨削加工现状,建立了平行直纹面数学模型.分析了用圆柱磨轮四轴数控超声磨削平行直纹面时原理误差,并提出减小误差的措施,计算出磨轮空间轨迹,并进行陶瓷叶片型面超声磨削加工工艺试验.试验结果表明,超声磨削加工陶瓷叶片型面是可行的,所完成的刀位计算可有效减小原理误差.     

大型光学非球面超精密磨削关键技术的研究

针对大型光学非球面制造难度大的缺点，根据非球面的轴对称性，在对非球面方程及曲率分析基础上，采用简便的二轴联动超精密磨削机床，给出两种砂轮加工光学非球面的几何模型，分析了形成光学非球面造型误差的主要影响参数，并通过计算机仿真，得到一系列有价值的结果，即：(1)调整平行砂轮安装角以获得最大行程，可明显提高加工效率和精度；(2)为提高加工精度与效率，在保证砂轮形状精度前提下，带角圆砂轮应采用较大的角圆半径；(3)在加工效率、精度以及质量的稳定性上，带角圆砂轮比平行砂轮有显著的优势；(4)平行砂轮加工成本低，在缓变非球面的粗磨阶段，可用其以较小的安装角度达到加工要求．从而为提高加工效率与精度提供工具选择的依据．     

数控旋压机床旋轮架广义空间位置维动态特性分析

数控旋压机床是集旋压、自动化机械、液压伺服控制等多项先进技术为一体的高科技机床产品。数控旋压机床进行旋压件加工时的精度取决于加工过程中旋轮与芯模的相对间隙。随着数控旋压机床在加工过程中旋轮空间位置姿态的不断变化,旋轮架结构构形及轴间耦合作用也随之发生改变,导致旋压机机床动态特性预测具有复杂性和不确定性。针对企业提升大型双轮数控旋压机床动态性能的需求,基于虚拟样机技术,构建了考虑机床结合部动态特性参数的旋轮架系统动力学有限元模型,并基于实际加工工况进行模型边界条件设置。以一阶固有频率为主要参考指标,基于有限元分析模型修正法对旋轮架在广义加工空间中的不同位置进行了模拟模态分析和实验模态分析,研究了旋轮架的动态特性与广义加工空间位置姿态变化之间的关系。数字仿真分析和实验结果表明：对旋轮架一阶固有频率来说,不同位置点的模拟模态值与实验模态值总体吻合较好,平均误差率为2.21%;系统的一阶固有频率、振型及阻尼比随位置姿态的改变而变化;不同位置之间的最低与最高固有频率相差26%左右;X轴坐标越居中,Z轴坐标越大,旋轮架固有频率越低,旋轮振幅越大。证明旋轮架的不同空间位置姿态对旋压机床的动态特性影响较大。得到的结论可以用于研制新型旋压机床、优化加工路线和设计最优加工位置。     

对角修形斜齿轮径向剃齿设计

为减小齿轮振动与噪音,设计对角修形斜齿轮齿面,根据啮合原理推导其径向剃齿刀齿面;根据齿条展成渐开线齿面原理,结合Y7432平面砂轮磨齿机,建立有齿向平移运动的平面砂轮磨齿CNC模型;建立基于CNC机床各轴及砂轮轴向廓形敏感性分析的齿面修正模型,各轴运动用6阶多项式表示,分析0阶及1阶系数变化对齿面误差的影响;通过判断砂轮与剃齿刀齿面的接触状态,确定磨削齿面的误差,以误差平方和最小为目标函数,采用粒子群优化算法,得到机床各轴运动及砂轮轴向廓形参数.结果表明:该算法计算结果稳定,降低了磨削误差;对角修形斜齿轮的径向剃齿刀拓扑修形曲面基本为齿向反鼓形与对角修形曲面叠加;沿齿向方向的压力角、展成运动角、螺旋角参数微调可分别实现一定的对角修形加工;砂轮增加齿向运动构成3轴联动,减小了砂轮半径,可用于磨削大螺旋角、大齿宽对角修形斜齿轮.     

Efficient Grinding Method for Face Gear with Long Radius Disk Wheel

In order to improve the machining efficiency of the dish wheel grinding face gear, two changes are proposed:a disk wheel grinding face gear with a long radius and a multi-axis movement optimization method for tooth surface correction. Based on the grinding principle of face gears, the equation of the long radius disk wheel is deduced. Based on the structure of the machining tool, the tooth surface equations of the face gear shaped by the long radius disk wheel are established. Furthermore, an optimization model of face gear tooth surface correction is established, and the machine tool motion optimization of face gear tooth surface correction is completed; Finally, a long radius disk wheel grinding face gear test is performed. After the face gear tooth surface correction, the maximum value of the tooth surface deviation is reduced from 180 μm to 16 μm which verified the correctness of the machining method.     

Clarification of abrasive jet precision finishing with wheel as restraint mechanisms and experimental verification

According to the critical size ratio for the characteristic particle size to film thickness between grinding wheel and work, the machining mechanisms in abrasive jet precision finishing with grinding wheel as restraint can be categorized into four states, namely, two-body lapping, three-body polishing, abrasive jet machining and fluid hydrodynamic shear stress machining. The critical transition condition of two-body lapping to three-body polishing was analyzed. The single abrasive material removal models of two-body lapping, three-body polishing, abrasive jet finishing and fluid hydrodynamic shear stress machining were proposed. Experiments were performed in the refited plane grinding machine for theoretical modes verification. It was found that experimental results agreed with academic modes and the modes validity was verified.     

砂轮位置对成形磨齿精度的影响与误差补偿

本文分析了砂轮位置偏差对成形磨削齿轮的齿形、基节和公法线长度的影响,提出了误差准确计算公式和改善齿形加工精度的误差补偿方法。为磨齿精度分析和正确调整机床改善磨齿精度提供了可靠依据。     

超硬砂轮修整机工艺原理

针对超硬砂轮不易于修整的现实情况,从提高精度与加工效率角度,开发了一台应用在线检测技术的超硬砂轮专用修整机。修整机以软磨硬,利用碳化硅砂轮修整超硬砂轮,再通过CCD传感器采集图像,将图像传递到计算机软件影像区,软件提供对比检测功能,对超硬砂轮进行修磨。对此超硬砂轮修整机的结构及工艺原理的进行了系统设计,将在线检测技术运用到超硬砂轮的修整上,找到了整个修整机中的布局中软硬件的关键结合点。对超硬砂轮的普遍应用情况,给予基本分类,并给出典型圆弧砂轮的修整模板。此修整机的设计与应用将为国内超硬砂轮的修整提供重要的借鉴手段。     

用杯形砂轮加工凹凸齿圆柱蜗杆时最小砂轮半径的确定

本文分析了用杯形砂轮加工凹凸齿圆柱蜗杆时,砂轮与蜗杆不发生干涉的条件。根据齿轮啮合原理给出了不发生干涉时,确定最小砂轮半径的公式和方法,并根据计算结果给出了简易方法的近似公式,为实际加工提供了理论依据。本文也适用于凹面齿圆柱蜗杆的加工。     

基于PMAC控制器的成型砂轮数控技术研究

分析以PMAC运动控制器为基础的任意母线砂轮修形机的原理和功能,借助PMAC中的驱动接口数据库Pcomm32PRO和执行程序PEwin32PRO开发工具,开发砂轮修改机的用户软件,在PLC程序支持下实现控制面板的快捷功能通过对PID参数的优化减少自身误差.试验证明,该系统可以实现砂轮的数控成型砂轮修形.     

Development of twin wheel creep-feed grinding machine using continuous dressing for machining of aircraft rotary wing

The purpose of this study is to develop a twin wheel creep-feed grinding machine using continuous dressing to machine precise axisymmetric turbine blades that have been difficult to machine using a conventional creep-feed machine.In order to develop such a machine,3D-modeling and machine simulations were performed and a twin wheel creep-feed grinding machine was manufactured.Furthermore,the axisymmetric precision of the machined workpieces through practical machining was evaluated and the quality of the con...     

在三轴插齿机上实现非圆齿轮磨齿运动的方法

为了提高非圆齿轮加工精度,解决磨床设计周期长、造价高的问题,基于一种非圆齿轮成形砂轮展成磨削法原理,提出了在三轴非圆齿轮插齿机上改装成形磨头,实行非圆齿轮磨齿加工的方法.利用非圆齿轮插齿加工原理,解决了在插齿机上进行无干涉无抬刀分度的问题;同时利用平面运动转化理论,实现了四轴运动到三轴运动的转化,使非圆齿轮磨齿加工可以应用于实际生产中,该方法有利于非圆齿轮在齿面硬度要求高的领域应用。     

立式玻璃磨边机磨削力正交实验研究

针对立式玻璃磨边机测力仪安装空间狭小、工作环境恶劣的特点,采用自制的应变式磨削测力仪,运用正交实验方法,研究分析了V形砂轮磨边加工玻璃时的切向磨削力F_τ和径向磨削力F_n与砂轮线速度v_c、进给速度v_f和倒角c等工艺参数之间的关系及变化规律,并建立了切向磨削力F_τ和径向磨削力F_n的预测模型.结果表明:V形砂轮磨边加工玻璃时,F_τ和F_n随c和v_f的增大而增大,F_τ随v_c的增大而减小,v_c对F_n没有显著影响.3个工艺参数中,对磨削力影响的主次关系为c>v_f>v_c.模型预测值与实际测量值的平均误差小于5%.     

基于零件摩擦学性能的磨削参数优化

采用遗传算法和神经网络相结合,以表面形貌评价参数（表面算数平均偏差、表面支承指数、核心区液体滞留指数和谷底区液体滞留指数）为输入层,以磨削参数（砂轮转速、工件速度、横向进给量和背吃刀量）为输出层,建立多输入多输出的优化预测模型;针对不同使用需求的特定表面形貌结构,利用此模型预测流体润滑条件下相应的磨削工艺参数.验证实验采用与样本实验不同的机床、砂轮和工件尺寸,结果显示,预测值与实验值的最大偏差为12.87%,充分证明了该模型的优化精确性、可靠性和普适性;该模型可有效提高工艺方案的设计效率.     

行星旋压封口技术应用

在论述行星旋压原理基础上，讨论了旋压主要参数旋压力，进给量，旋压速度对封口质量的影响，最后给出了旋压设备的结构设计。     

自由曲面砂带磨削轨迹规划与误差控制分析

砂带磨削是提高自由曲面工件型面精度和表面质量的重要手段之一,针对目前自由曲面砂带磨削加工在效率和精度方面存在不足,基于砂带磨削加工的特性,提出了一种基于加工精度控制的自由曲面砂带磨削加工的轨迹规划方法。首先,对实现无曲率干涉的接触轮半径及满足加工允差的接触轮宽度进行了公式推导,结合轮与曲面上加工点主曲率关系,通过双倍体的遗传算法优选出满足自由曲面要求的加工允差,并获取无曲率干涉加工需求的接触轮尺寸参数。然后,基于加工点的主曲率方向实现加工轨迹的自适应宽行距规划,同时采用柔顺处理算法对其点导动规划过程中当曲面存在扭曲时的磨头潜在的大幅往复摆动运动进行了柔顺处理,获得了行距稳定且满足加工时接触轮在磨削点处始终与自由曲面达到最佳贴合效果的磨削轨迹。最后,应用该方法对某航空发动机叶片型面进行轨迹规划,并在数控砂带磨床上进行了加工验证。结果表明：规划的磨削加工轨迹能够使得叶片轮廓截面精度较好地满足加工要求,提高了叶片型面的表面质量和精度,证实了该方法的有效性和实用性。本文提出的轨迹规划方法可科学合理地控制曲面预期加工允差,解决了在自由曲面砂带磨削过程中因接触轮尺寸参数选择不当而引起的局部干涉的计算难题,能够有效提高砂带磨削加工的效率和精度。     

凹面齿圆柱蜗杆磨齿干涉的预报模型

磨齿的凹面齿圆柱蜗杆的齿面是由砂轮表面按包络原理形成的。在一定的砂轮直径及安装参数下磨齿时砂轮和蜗杆的齿面将产生干涉,致使蜗杆齿面发生过切。为了计算出各种参数对干涉的影响,建立了检验这种干涉的数学模型,用以求出不产生干涉的各种临界参数和砂轮直径。     

Systematic analysis of error sources during ultra-precision machining

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齿轮磨床方向成形的精度特征的诊断

在分析磨削加工精度影响因素的基础上,主要讨论了齿轮磨床的刚度特征,从静态刚度入手,对动态稳定性问题进行了深入研究.以典型的三类齿轮磨床配置图为例,根据齿轮磨床加工时砂轮和工件的相对偏移、动态特征、廓形误差作了比较,得出机床结构是影响动态稳定性的重要因素,结构采用封闭外形可大大减小振动幅值.