第七讲 异形（曲）面砂带磨削设计与应用

1异形（曲）面砂带磨削种类及结构布置砂带的柔曲性、砂带磨削的适应性及其设备结构的多样性决定了砂带磨削比较适合异形复杂曲面加工。砂带磨削接触施力元件（接触轮、压磨板、接触衬带）和砂带本身都能按工件曲面形状随意改变形状，使其在加工中与工件曲面相吻合，达到曲面磨削之目的。因此，砂带磨削在异形（曲）面加工中占有重要席位，如用于磨削罗茨轮、大模数渐开线齿轮、汽轮机叶片、摆线齿轮、聚光灯碗、反应釜封头、卫星接收"锅盖"、不锈钢餐具、大理石骨灰盒边缘、枪托及航空、航天上用的大型蜂窝夹层结构等。砂带磨削按照工件曲…     

接触轮变形对机器人砂带磨削深度的影响

机器人磨削系统能够替代低效和高污染的手工曲面打磨作业,降低生产准备时间和设备成本,特别适用于小批量曲面零件的磨削加工。接触轮为橡胶等柔性材质,工件与工具之间存在弹性接触,有利于提高工件表面质量,但接触轮易变形,导致实际磨削量不易控制。研究砂带张紧对接触轮变形和磨削深度的影响,采用弹性力学平面问题的复变函数解法,建立模型并求解得到了接触轮的变形分布规律,与商用有限元软件的结果进行对比,验证了解析模型的正确性。建立改进的磨削深度预测模型,得到了接触区域内的磨削深度分布,试验验证了模型预测误差小于3.1%。该方法可以更为准确快速地预测机器人砂带磨削深度,为提高复杂曲面磨削精度提供了理论指导。     

三自由度柔性砂带磨床的设计与磨削力位姿的分析

介绍了一种用于复杂空间曲面工件磨削加工的三自由度柔性砂带磨床.该磨床具有在线更换接触磨削轮、在线改变工件与磨削轮接触点及磨削力方向(简称磨削力位姿)和适应各种接触方式的磨削加工等功能.采用Denavit-Hartenberg法建立了磨削力位姿的运动学正反解数学模型,并对磨床磨削力作用点位置的工作空间进行了数值仿真.在机...     

机器人柔性砂带磨削加工力控制研究与应用

为了实现柔性加工复杂曲面工件,设计了一种机器人柔性砂带磨削力控制系统。该系统不仅可以兼顾灵活变换机器人的位姿,而且又根据砂带磨抛机加工效率高的特点,比传统磨床更具柔性,更能适应加工复杂曲面工件。磨抛机既能使砂带柔性张紧和快速地调偏,还能实现被动力控制。机器人末端通过安装的六维力传感器,实现机器人的主动力控制。将这两种力控制技术有效结合起来,组成了机器人柔性砂带磨削力控制系统,能够更好地实现磨削过程中的磨削力控制。最后,该机器人柔性磨削力控制系统对钛合金试块和航空复杂曲面叶片进行加工实验,结果都表明工件的表面加工一致性好,而且其表面质量完全满足加工工艺要求,证明了该机器人柔性砂带磨削加工力控制系统的实用性和有效性。     

机器人砂带磨削控制参数优化设计

基于磨削材料去除模型,进行工件曲面砂带磨削的控制参数优化设计.在假设磨削接触满足赫兹接触的前提下,通过对单颗磨粒切除材料机理分析,推导岀磨削过程的材料去除模型.选定了机器人砂带磨削控制参数中的设计变量,确定目标函数,建立了约束条件和数学模型,针对具体砂带磨削的控制参数进行优化,仿真结果表明优化方法的可行性.     

砂带振动磨削圆度误差的试验研究

砂带振动磨削是将砂带磨削、研抛和振动加工合起来 ,形成复合加工的一种新型精密加工和超精密加工方法。砂带振动磨削采用开式砂带磨削的加工方式 ,如图 1所示。接触轮可带动砂带沿轴向作一定频率的振动。接触轮可以随工件一起转动 ,也可以固定。一、试件的设计及加工方式的选择　　 2 砂带磨削时间与圆度误差的关系由上述试验可以得出如下结论 ,在政党的加工条件下 ,砂带振动磨削可以降低圆度误差。对于 φ2 5ｍｍ的 4 5钢工件 ,先精车 ,然后用砂带磨削 ,其圆度误差可由精车后的 10 μｍ减小到 1～ 2 μｍ。砂带振动磨削圆度误差的试验研…     

几器人砂带磨削系统的夹具优化

根据复杂曲面磨削任务对机器人的实际要求,提出了一种PPPRRR砂带磨削机器人构型,利用D—H法建立了机器人的运动模型及正反解方程。建立了基于该构型机器人砂带磨削系统的曲面磨削数学模型,在此基础上以高尔夫球头为典型工件代表,分析了利用夹具改变零件的装卡姿态及改变磨削机与机器人相对位置对工件可磨削性的影响,利用蒙特卡洛方法优化了磨削机与机器人的相对位置及零件装卡姿态,提高了磨削机器人系统的加工性能。     

多工位砂带磨削机床的研究

在机器人砂带磨削系统中,为了磨削复杂曲面的零件,砂带磨削机床需要多种直径的磨削轮和多种磨削方式,为此,研制了多工位砂带磨削机床.讨论了该多工位砂带磨削机床的工作原理,阐述了实现砂带磨削基本磨削方式的结构原理、在线换轮机构及磨削力补偿机构,并进行了实验研究.     

用于复杂空间曲面加工的机器人磨削系统

开发的用于复杂曲面的磨削机器人磨削系统由六自由度ABB机器人和砂带磨削机组成,其工艺流程包括工具和工件位姿标定、加工路径离线编程、自动磨削加工和检测.弹簧、比例阀构成的力补偿系统保证了磨削过程中接触力的稳定.该系统加工出的汽轮机叶片形面误差和表面质量比传统方法加工出的叶片有大幅度提高.     

切入式砂带磨削过程和进给控制的探讨

一、绪言 砂带磨削是一种弹性加工方法,通常采用橡胶接触轮弹性支承砂带进行磨削。因此,工件仿形精度好,砂粒受力缓和,磨削烧伤少,以及磨削效率高。 然而,由于橡胶的弹性变形,却难以获得良好的尺寸精度。当以恒速进给进行外圆切入磨削时,如果接触轮的变形量没有达到某一定值,则给定的进给速度就不等于实际的进给速度。另外,磨削时,即使达到了规定的磨削量而停止进给,可是由于接触轮在磨削时的弹性变形的恢复,工件仍和砂带接触,磨削继续进行。因此,要获得良好的精度是困难的。所以,只有采取定量控制接触轮的变形量,才能提高尺寸精度。另外,如…