成形磨削中砂轮修整精度的研究

成形磨削一般采用金刚石笔来修整所需要的砂轮形状，金刚石笔在安装中的位置误差将影响被磨削的工件的精度。本文对此误差的大小进行了分析。     

切入式成形磨削外球面形位误差分析

采用切入式成形磨削工艺磨削外球面过程中,工件的球形轮廓表面将产生形位误差。球面圆弧中心径向位移是工件产生球面轮廓形状误差的主要原 因,而球面圆弧中心轴向位移则是球面产生球形对称度误差的主要原因。球面轮廓的形位误差还受到机床精度、砂轮工作表面的球面圆弧曲线修整精度及砂轮磨损均匀度等因素的影响。附图3幅。     

成形磨削在模具制造中的应用

介绍了非圆型凸模采用成形磨削的一般工艺流程以及成形磨削的原理和成型磨削方法;用实例详细介绍了成形砂轮磨削法修整砂轮的工具和工艺过程,简要说明了成型夹具磨削法的工艺要点;成形磨削有提高加工精度和减少加工时间的优势,被广泛应用在模具企业的精密模具制造中.     

柱面微透镜阵列的精密磨削

柱面微透镜阵列的加工精度要求高,加工效率低,采用具有微细轮廓结构的成形砂轮进行磨削加工能够极大地提高加工效率。为了预测成形砂轮磨削工件的面形误差和表面粗糙度,建立了成形砂轮磨削仿真模型。通过滤波方法分析和模拟微细结构成形砂轮的磨粒突出高度的偏态分布特征,结合实测的砂轮的轮廓形状和跳动完成了整体的空间砂轮的重构,同时建立了砂轮表面磨粒的磨削运动学模型,模拟出工件磨削加工后的表面形貌。最后,开展磨削实验验证了仿真模型的有效性。对比仿真与实验结果可知,面形误差PV值的偏差为5.78%,Ra值的偏差为17.3%,Rz值的偏差为12.9%。该磨削仿真模型能有效预测磨削表面的面形误差和表面粗糙度。     

砂轮位置偏差对圆柱线齿轮齿形影响的分析

在对圆柱线齿轮进行磨削加工时,机床精度以及砂轮和圆柱线齿轮工件之间的相对位置等因素都会对线齿轮齿形和接触线精度造成影响。为了提高线齿轮磨削加工后接触线的精度,对圆柱线齿轮成形磨削方法进行研究,并且对磨削过程中砂轮位置偏差对圆柱线齿轮齿形的影响规律进行分析。首先,根据圆柱线齿轮设计理论推导出圆柱线齿轮的齿面方程;其次,根据圆柱线齿轮的结构特点提出圆柱线齿轮成形磨削方法,并且推导出成形砂轮的轴向截面廓形;再次,推导出磨削加工过程中成形砂轮位置在存在偏心误差、轴向误差以及倾斜误差情况下的圆柱线齿轮误差齿面方程,并且运用Mathematica软件分析砂轮位置偏差对圆柱线齿轮齿形的影响规律;最后,运用VERICUT加工仿真平台对圆柱线齿轮进行磨削加工仿真,并且将仿真结果与理论计算结果进行对比,验证了砂轮位置偏差对圆柱线齿轮齿形影响规律分析的正确性。研究内容和分析结果可为圆柱线齿轮成形磨削过程中各项砂轮位置参数的调整提供可靠的理论参考。     

成形法磨削斜齿轮的齿形误差分析

在成形法磨削斜齿轮的过程中影响齿轮加工精度的原因很多;根据磨削加工过程,从成形砂轮廓形修形误差和砂轮与齿轮的相对位置误差两方面对其所产生的齿形误差进行了分析,并用数值方法模拟出齿形误差的大小;分析结果和数值模拟结果对设计数控成形磨齿机及编制数控成形磨齿工艺具有重要的参考价值.     

微小非球面光学模具单点斜轴误差补偿磨削

针对微小非球面光学透镜模具的纳米单点斜轴误差补偿磨削进行研究。通过分析比较传统的直交轴磨削法,提出微小非曲面光学模具的单点斜轴磨削方式,有效避免微细砂轮在加工微小非球面时发生干涉情况;采用单点恒定磨削方式提高微小非球面磨削的稳定性及精度。通过分析磨削区域内微细砂轮与微小非球面的干涉情况,从而合理计算并选用较高强度的微细砂轮。提出微小非球面误差补偿磨削策略,分析砂轮的对心误差(x轴向和y轴向)对形状精度的影响,采用法向残余误差补偿的方法对加工后的形状误差进行超精密补偿磨削。利用超精密磨床对口径为2 mm的超硬热压模具碳化钨材料的微小非球面进行纳米单点斜轴误差补偿磨削试验,经过三次超精密磨削及误差补偿循环,其形状精度PV从1 034 nm改善至146 nm,表面粗糙度达到Ra2.19 nm。     

小口径非球面斜轴磨削的砂轮磨损及补偿研究

通过对比常用的圆盘砂轮的直交轴磨削方式,提出了小口径非球面斜轴磨削方法,探讨了斜轴磨削小口径非球面时砂轮的磨损测试方式与磨损量的变化规律,研究了砂轮半径误差对工件形状精度的影响。最后利用多轴超精密磨床对口径为6mm的非球面碳化钨模具进行磨削实验,砂轮半径磨损补偿磨削后,模具形状精度由PV 1929nm变为PV 359nm。     

砂带磨削技术研究

砂带磨削是根据工件的形状,以相应的接触方式使高速运动着的砂带与工件接触进行磨削加工的一种高效工艺。由于其本身的特点,使得这种加工方法不仅能象铣削那样具有较高的金属切除率,而且能很好地提高工件表面粗糙度及加工精度。此外,砂带磨削     

凸轮轴磨削加工升程误差测量及抑制方法分析

凸轮轴的升程误差是评价其轮廓几何精度及表面磨削振纹的重要指标。在数控磨削加工工艺条件下发现,六缸四冲程货车YC6108凸轮轴的升程误差不符合要求。因此,从工件、夹具、工艺参数、冷却液、砂轮半径、金刚笔、中心架、顶尖、尾架和检验等方面分析了凸轮升程误差的抑制方法。经实测验证,提出的抑制方法能够确保凸轮型线满足公差要求。研究成果对于凸轮轴相关零件的工艺分析和质量控制具有一定的借鉴意义。     

异形滚柱的在线电解修型成型磨削工艺试验研究

介绍了一种用于汽车和摩托车上先进超越离合器异形滚柱的在线电解成型(ELID)磨削加工工艺试验及相关设备与装置,主要包括成型磨削的工艺实施方案,在平面磨床上实现成型磨削的工装设计及在线电解砂轮修型的装置设计与布局等问题。理论上分析了ELID成型磨削在加工中能按照理想的成型曲线自动修正砂轮母线的形状,从而达到很高的形状精度和较低的表面粗糙度。总结了影响加工质量和效率的因素和规律;同原来的成型拉削相比,采用成型磨削具有效率、质量与稳定性、工具成本和管理等方面的诸多优势。     

不同热处理状态螺纹量规材料的磨削性能研究

非API螺纹量规的成形磨削加工质量直接影响了油气井长期服役的安全性能,螺旋齿形结构,IT3~IT4级尺寸精度,其在极端服役环境下的抗疲劳性能与材料热处理状态和量规磨削加工质量密切相关。然而,螺纹量规材料磨削烧伤与磨削裂纹已成为制约量规高效成形磨削的瓶颈问题,严重降低了量规的耐磨损性能和使用寿命。为此,提出了基于量规的使役性能需求,来驱动量规材料的热处理和磨削参数优化,通过开展定量描述量规材料热处理与磨削加工性能之间的关系,来解决量规材料的磨削烧伤和磨削裂纹问题。结合热处理和平面磨削试验,结果显示优化的热处理工艺能够有效提升量规材料的磨削加工质量,同时也表明良好的热处理工艺和磨削加工参数相结合,是控制非API螺纹量规材料磨削性能的重要保障。     

高速精密磨削9CrWMn冷作模具钢的磨削力和比磨削能

分析了高速精密磨削9CrWMn冷作模具钢的机理,采用DEFORM软件对高速磨削模具钢9CrWMn过程进行了磨削力仿真。使用高精密高速平面磨床对模具钢9CrWMn进行了高速精密磨削试验,并在线测量了多种工况下的磨削力。结果表明:在其他两组工艺参数不变时,随着工件进给速度增加,磨削力特别是法向磨削力会增大近45%;法向磨削力和切向磨削力随着砂轮的线速度上升而下降,法向磨削力下降近33%;磨削深度对磨削力影响较大,大的磨削深度对法向磨削力的影响尤其显著,可使法向磨削力增大近100%。分析了磨削工艺参数对比磨削能的影响规律,结果显示:随着磨削深度和工件进给速度的增大,比磨削能呈比较明显的下降趋势,符合磨削加工中的尺寸效应;随着砂轮线速度的增大,比磨削能呈上升趋势。最后,对高速磨削前后工件表面的微观形貌进行了对比分析,磨削力试验结果和仿真理论分析相一致。     

巧用平面磨床磨削模具轴类成型零件

分析平面磨床的工作原理,介绍巧用平面磨床磨削模具轴类成型零件,重点分析和阐述夹具的设计和平面磨床磨削模具轴类成型零件的加工步骤。在生产过程中,经验证,此工艺系统结构合理,操作方便,设备投入不大,有明显的经济效益,工件尺寸合格,达到了技术要求,对中、小模具企业有很强的推广、借鉴、参考意义。     

Monitoring force in precision cylindrical grinding

Aerostatic spindles are used in precision grinding applications requiring high stiffness and very low error motions (5–25 nm). Forces generated during precision grinding are small and present challenges for accurate and reliable process monitoring. These challenges are met by incorporating non-contact displacement sensors into an aerostatic spindle that are calibrated to measure grinding forces from changes in the gap between the rotor and stator. Four experiments demonstrate the results of the force-sensing approach in detecting workpiece contact, process monitoring with small depths of cut, detecting workpiece defects, and evaluating abrasive wheel wear/loading. Results indicate that force measurements are capable of providing useful feedback in precision grinding with excellent contact sensitivity, resolution, and detection of events occurring within a single revolution of the grinding wheel.     

精密内圆磨削过程的灰色系统模型研究与质量控制系统设计

预报补偿与控制技术是提高精密内圆磨削质量的有效途径。在分析轴承内圈内圆磨削质量的基础上，指出精密内圆磨削过程可视为一典型的灰色系统，灰色系统ＧＭ（１，１）模型将有助于进一步认识内圆磨削过程的本质。建模仿真结果表明，ＧＭ（１，１）模型可以较好地描述工件磨削尺寸误差序列的趋势项，基于此，就可以对内圆磨削过程实施预报补偿控制。设计了旨在提高轴承内圈内圆磨削质量和效率的控制系统。     

提高精密凸轮磨削精度的几何误差补偿技术

针对精密凸轮加工中存在的精度问题，推导出凸轮磨削中的理想砂轮中心包络线的求解方程，进而将基于多体系统理论的误差补偿技术与凸轮加工设计方法相结合，研究了理想数控指令的生成方法、砂轮轮廓误差的计算方法、精密数控指令和逆变凸轮廓型的求解算法，在此基础上，开发出凸轮精密磨削过程的误差补偿与动态仿真分析软件。实验表明，运用该软件生成的精密数控指令以及逆变凸轮廓型，可直接保证凸轮廓型的加工精度，提高凸轮生产效率50％以上。     

径向切入磨削加工的新程式及其自适应预测最优控制方法

针对径向切入式磨削加工过程（尤其是薄壁工件）,提出了一套新的磨削工艺程式;并在充分分析磨削机理的基础上,导出了与之相适应的以最终尺寸精度为目标的自适应预测最优控制算法。仿真与试验结果表明,该方法能较好地实现磨削尺寸精度的在线控制,可在更短的时间内获得理想的加工效果。对于薄壁件的磨削加工其效果尤其显著。     

面齿轮磨削力建模与工艺影响分析

建立了碟形砂轮磨削面齿轮的理论模型.应用切斜面磨削理论,将不规则的曲面齿面等效转化为平面,结合Gleason点接触椭圆等特征,方便对磨削力进行分析求解.将砂轮上的工作磨粒数均匀划分成单颗磨粒成屑力与滑擦力个体,精确阐述砂轮在磨削面齿轮时的磨削力.经过实验结果与仿真数值的比照分析得到磨削力对磨削用量的影响参数,实验结果表明,砂轮转速与面齿轮磨削力成反比例关系,工件进给速度与磨削速度与面齿轮磨削力成正比例关系.通过磨削力的实验结果与仿真数值对比分析,可得出最大相对误差为１７.９％,此数据证明了建立的模型与实验结果较为契合,能够很好地反映磨削力与磨削用量之间的关系变化,在提高面齿轮磨削精度与工艺上提供了基础的理论依据.     

基于动态轮廓采样法的轴向超声振动辅助磨削工件表面形貌预测与试验验证

提出了一种基于动态轮廓采样法的轴向超声振动辅助磨削的工件表面形貌预测方法。假设磨粒直径服从正态分布,磨粒位置服从随机分布,生成砂轮表面形貌的模型,从运动学角度建立了轴向超声振动辅助磨削过程中任意磨粒的轨迹方程,针对磨粒运动轨迹的特点,提出了动态轮廓采样方法。通过建立磨削沟槽变宽模型,引入了磨削弹性变形模型和塑性堆积模型,对动态轮廓采样方法进行了修正,最终得出工件表面形貌的预测结果。对预测结果进行了试验验证,对比分析了工件表面形貌的预测结果和实测结果,两者特征相似,且比较工件表面粗糙度的预测值和实测值平均误差为5.3%,从而验证了该预测方法的准确性。