圆弧齿圆柱蜗杆齿面精确磨削

制造高质量的圆弧齿圆柱蜗杆副时,在工艺上必须解决蜗杆齿面的磨削。由于砂轮必须是被磨削蜗杆螺旋面的包络曲面,而实际设计计算时,其砂轮曲面求解相当繁杂,不但周期长,甚至人工无法求解。故传统工艺常采用近似磨削法,从而影响到加工精度。针对这一情况,我们应用空间啮合理论,对圆弧齿圆柱蜗杆磨削过程进行新的、严密的理论推导,得出了啮合方程和砂轮轴向廓线的数学模型,并借助电脑辅助设计,解决了其工艺关键:砂轮曲面求解及靠模设计,实现了圆弧齿圆柱蜗杆齿面的精确磨削。     

基于新构形法的硬齿面插齿刀研究

从运动学角度出发,根据微分几何的包络运动原理,运用空间曲面族求解包络面的运动学方法,在砂轮磨削硬齿面插齿刀前刀面的过程中,建立砂轮截面圆曲线族的磨削点,砂轮曲面族的磨削线,砂轮曲面族包络面方程。并在分析,比较的基础上,提出确定硬齿面插齿刀侧刃空间曲线形状的新方法,建立了插齿刀侧刃空间曲线方程,研究一种新构形硬齿面插齿刀,使其不仅具有较高的构形精度而且具有合理的切削角度。     

曲纹蜗杆螺旋面的精密磨削

制造高质量的曲纹蜗杆副时 ,必须解决蜗杆螺旋面的磨制。由于砂轮曲面是被磨削蜗杆螺旋面的包络 ,其砂轮曲面求解相当繁琐 ,故传统工艺常采用近似磨削法 ,影响加工精度。应用空间啮合理论 ,对曲纹蜗杆磨削过程进行新的、严密的理论推导 ,得出了啮合方程和砂轮轴向廓线的数学模型 ,并借助计算机辅助设计 ,解决了砂轮曲面求解。并对其结果进一步拟合分析 ,简化了靠模设计 ,实现ＺＣ3 型曲纹蜗杆螺旋面的精密磨削 ,加工质量及工作效率均有明显提高。　　一、砂轮廓线数学模型的建立1.坐标系坐标系见图 1。Ｓ(Ｏ ,ｅ1,ｅ2 ,ｅ3 )为以砂轮旋转轴…     

拓扑修形齿轮附加径向运动成形磨削中的砂轮廓形优化方法

拓扑修形齿轮附加径向运动成形磨削时,砂轮与齿轮的接触线随时在变,基于齿轮任一截面齿形计算出的砂轮廓形都会引起较大的磨削误差,为此,提出一种减小磨削误差的砂轮廓形优化方法.依据空间啮合原理,采用抛物线附加径向运动轨迹,建立成形砂轮廓形求解数学模型;平行于齿轮端面等距截出多个平面齿廓,求解出以点表示的不同齿廓对应的砂轮廓形,再将各砂轮廓形投影到同一平面生成点云,通过区间划分,采用最小二乘法求解出每个区间点云的拟合点,连接各拟合点形成优化的砂轮廓形.为验证砂轮磨削效果,由砂轮与齿轮的啮合条件,建立由砂轮廓形求解齿轮齿形的反算数学模型,给出实际齿形与设计齿形的偏差计算公式.以一种齿向修形齿轮为例,进行成形磨轮廓形计算及优化,磨削误差分析结果表明该方法有效,可用于修形齿轮的成形磨轮廓形计算,并可有效降低修形齿轮的成形磨削误差.     

钻头主刃曲线和后角的研究

传统麻花钻锥面刃磨有4个参数，但在已知这些参数时并不能准确地确定主刃的形状及其后角。用球向量法建立前、后刀面的向量方程，求出两曲面的交线即主刀曲线，建立辅助平面与端平面向量方程．通过求解辅助平面分别与端平面和后刀面的交线．从而可求出主刃上任意点的后角。运用Matlab软件进一步分析定位斜角及其他参数对主刃曲线和后角的影响规律，为钻头画锥刃磨法提供了一种精确的计算方法。     

摆线齿轮砂带磨削

摆线齿轮是一种对称等分柱面,其径向截形为短幅外摆线等距曲线。目前,加工摆线齿轮最常用的方法是盘状砂轮磨削法,如图1所示。属于点成(?),工件旋转一圈只能磨出一条(?)。为了磨出整个齿面,工件需旋转很多圈,生产效率低。若用线成形法,则生产率会大大提高。线成形法是点成形法当砂轮半径趋于无限大时的特例,即切削工具由回转     

PG150砂轮修形器原理的研究及应用

PG150砂轮修形器是原西德AGW482滚刀磨床专用于刃磨大螺旋角滚刀时对砂轮进行成形修整的修形装置。该砂轮修形器采用的方法是通过一个廓形仪调用椭圆曲线来逼近砂轮的轴截形，当椭圆曲线调用合适时，可达到较高的修形精度。这里的关键就是要找到一条与砂轮轴截形最接近的椭圆曲线，即根据砂轮轴截形，用优化设计的方法来确定修形装置——廓形仪的调整参数，以获得理想的修形曲线，从而使修整后的砂轮轴截形与理论轴截形的误差达到最小，进而保证滚刀的刃磨质量。一、砂轮修形原理当一平面斜截一圆柱面时，其交线即为一椭圆，如图1所示。当…     

ZC1蜗杆精密磨削加工

基于成形砂轮对工件进行磨削加工的原理,应用空间啮合理论对ZC1蜗杆磨削过程进行理论推导,得出了唔合线方程和砂轮轴向截形的数学模型,利用MATLAB软件计算出砂轮的轴截形并利用此截形数据在配有CNC砂轮修整器的数控螺纹磨床上对砂轮进行修型,用修型好的砂轮磨削工件从而实现对蜗杆的精密加工.     

陶瓷的磨削与切断

在使用平面砂轮、球面凸形砂轮,进行陶瓷圆柱面、内面和平面的磨削时,砂轮和工件应是点或线的接触。故平面磨削时,使用平面砂轮;定压磨削时,使用球面凹形砂轮。图1是将氧化铝系陶瓷用平面砂轮和球面凹形砂轮磨削的情况,即磨粒直径越小,表面光洁度越好。例如,在粒度相同的情况     

加工螺旋面的成形盘铣刀刃磨原理及应用

针对可重磨成形盘铣刀刃形曲面复杂,在普通三轴联动数控机床上存在着难以加工的问题。依据空间坐标变换,得到砂轮磨削成形盘铣刀复杂空间刃形的数学模型,提出了一种在普通三轴联动数控机床上磨削自由曲线的刀具路径生成方法,先将刀盘复杂刃形曲线法矢投影与磨削位置砂轮接触点所在平面法矢投影匹配,再将刀盘上的刃形坐标点与砂轮上的接触点高阶匹配,求解得到砂轮运动轨迹点坐标。砂轮沿着该轨迹点运动包络出的刃形原理误差小于0.6μm,满足磨削加工要求。磨削和铣削结果表明,所采用加工方法在普通三轴联动数控机床上可满足盘铣刀任意复杂刃形的磨削。     

高精度、大模数、大螺旋角渐开线螺旋齿轮的成形磨削

本文探讨了用盘状砂轮成形磨削渐卉线螺旋齿轮时,成形砂轮回转面与齿轮渐开螺旋面空间接触线的性质和变化规律;探讨了成形砂轮轴向截形正确廓线的性质和随砂轮直径变化而变化的规律。提出了用“近佳”当量齿数渐开线逼近成形砂轮截形正确廓线并提供了在不同情况下的计算公式。为了解决高精度、大模数、大螺旋角渐开线螺旋齿轮成形磨削齿形精度受砂轮直径影响的问题,提出了用补偿凸轮进行旋转补偿的原理。并根据上述的结论和原理设计了补偿式成形砂轮修整器。     

圆弧车刀在工具磨床上的刃磨工艺

通常圆弧车刀的前刀面是平面型,其后刀面形面的正确磨削是刃磨的关键。为此就要求砂轮的工作曲面形状与车刀后刀面法剖面的椭圆曲线相吻合,而对砂轮进行正确的修形。对于圆弧刃半径R≤20毫米的车刀可采用投影法将砂轮修整成轴向截形为椭圆曲线的成形砂轮前进磨削,当车刀圆弧刃半径R>20毫米时,由于受盘型砂轮厚度的限制,采用上述方法较为困难。本文介绍利用万能工具磨床的可调性,根据车刀和砂轮磨削状态的相对位置关系,对圆弧车刀后刀面进行刃磨的方法。     

杯形砂轮精密磨削旋转内抛物面的数学建模

介绍了一种基于杯形砂轮的二次旋转内曲面精密磨削原理,通过数学推导得到无干涉磨削旋转内抛物面的运动条件,讨论了内抛物面的加工工艺范围及其影响因素,得出了磨削轨迹线方程和磨削过程控制参数的数学表达,最后建立了分层磨削的数学模型,证明了原理的正确性。研究方法可适用于基于该原理的其它二次旋转内曲面的磨削可行性分析。     

砂轮磨损自动检测补偿三维曲面数控磨削系统研制

本文主要研制开发了数控磨削控制系统、砂轮测量仪及磨头．利用上述控制系统及磨削设备，解决了三维曲面磨削以及磨削过程中砂轮磨损自动检测和补偿；保证了三维曲面磨削的质量．     

带横刃旋转锉的成形原理与刃线结构

1．引言对于轮廓母线与回转轴有交点的回转面刀具，如各种尖头和球头旋转控，刀齿必须汇交于顶点。在顶点处刀槽齿深理论上为零。在顶点附近刀槽很浅，而刀齿很密，容屑空间小，切削条件差。为了改善顶点附近刀刃的切削条件，本文提出一种带横刃的旋转控刀刃布置方案，即只有两条刀刃线仍通过顶点，称为主刃，两主刃以横刃相连；其余刀刃线则不到顶点即中断，称为分刃。在顶点附近仅依靠主刃参与切削，而分刃不参与切削，从而增大了顶点附近的容屑空间，改善了切削条件。2．带横刃旋转锉的刀刃曲线普通平面刀刃曲线定义为通过刀顶并与轴线夹…     

核主泵用流体静压密封环圆锥面超精密磨削

提出采用工件旋转杯形砂轮切入磨削原理来加工核主泵用流体静压密封环圆锥面新方法,对密封环圆锥面的径向轮廓误差随砂轮半径、回转台与砂轮中心距,砂轮俯仰角、砂轮侧偏角的变化规律进行深入分析,发现选择适当的机床结构参数,采用工件旋转杯形砂轮切入磨削原理加工核主泵用流体静压密封环圆锥面时,由磨削原理引入的径向轮廓误差极小,为纳米量级。根据最小径向轮廓误差和最小磨削接触弧长原则确定了核主泵用流体静压密封环圆锥面的超精密磨削实现策略。在工件旋转杯形砂轮切入磨削机床上实现了核主泵用碳化硅密封环圆锥面的高精度、低表面粗糙度磨削,测得周向跳动、径向轮廓误差和表面粗糙度Ra分别为0.16 m、0.15 m和3 nm。     

基于等参数线的B样条曲面类型识别方法

针对自由曲面难以分类的问题,提出一种基于等参数线的B样条曲面类型识别方法。利用平面二次曲线存在直角坐标变换下的不变量以及平面三次曲线的拟合识别平面等参数线类型,对于拟合为平面三次及以上的曲线,通过添加拐点数量来细分曲线类型。对于U向和V向等参数线族之一为平面曲线族的空间等参数线族,提出以平面等参数线族的空间位置关系确定柱面曲线的母线方向和回转面曲线的回转轴线,将空间曲线识别为柱面曲线和回转面曲线,通过最小二乘法将还不能识别的空间等参数线进行圆柱(锥)面拟合。以共面、共平行平面、同轴、共垂直平面、共交点、点在线上、共交线、共相切圆柱面和空间一般关系定义等参数线族的内部几何位置关系,以公共交点、公共方向矢量、公共轴线和空间一般关系定义等参数线族之间的几何位置关系,并进一步提出等参数线族的排序、修正和编码方法,通过等参数线结构码实现B样条曲面的类型识别。最后给出了典型编码曲面的实例,通过实例验证了所提方法的有效性。     

整体铣刀端截形像素求解法的探索

以砂轮磨削加工刀具的啮合运动为基础结合二值图像的处理方法,探索了一种方便快捷且准确求取整体铣刀容屑槽端截形的方法。该方法可以避开解析法求解非线性方程获取接触线的过程,直接通过啮合运动轨迹生成砂轮磨削刀具的空间包络,然后截取包络在刀具端截形上包络的曲线簇图像,转换成二值图像后,扫描图像的像素点提取整体铣刀容屑槽端截形,是理论上快速获取刀具容屑槽端截形,观察槽形轮廓和分析其相关参数的新方法,尤其适用于分析成型砂轮形成的立铣刀容屑槽。     

基于砂轮均匀钝化和进让式进给精密磨削的研究

介绍了一种用砂轮端面磨削工件时，磨削点能够沿砂轮径向漂移，且砂轮在进给方向上可进让式进给磨削工件凸曲面轮廓的新工艺方法，建立了刀位计算模型，给出了算法、试验和分析。结果表明，新方法显著提高了砂轮的利用率和使用寿命，减小了工艺系统的变形，提高了制件精度，砂轮磨损后易于修整。对新方法与常用方法的加工误差进行了比较，表明新工艺更适合脆性超硬材料凸曲面轮廓的高精密磨削。     

齿轮设计参数的指形刀轴截形磨削轨迹推导

为了实现齿轮指状铣刀轴截形的精密磨削,基于齿轮仿形加工理论,推导了基于齿轮设计参数的铣刀轴截形的数学表达式。在此基础上,针对指状齿轮铣刀轴与砂轮轴平行或垂直两种情况,分别通过求解指状齿轮铣刀轴截形曲线的法线、向量合成,最终求解出了砂轮磨削指状齿轮铣刀时的两种运动轨迹表达式。并运用MATLAB软件,对两种磨削运动中的砂轮运动轨迹进行了计算验证。结果表明,砂轮运动轨迹计算正确,该研究为齿轮指状齿轮铣刀廓形的精密磨削提供了理论依据。