非球面精密数控研抛中研抛力的控制

提出了一种基于磁流变力矩伺服装置(MRT)的研抛力控制方法来控制非球面数控研抛系统中的研抛力以实现恒压力研抛。研究了该方法的原理、模型、影响因素并研发了相应的实验研究系统。阐述了基于磁流变力矩伺服装置的研抛力控制原理;应用Preston方程分析了恒压力控制的重要性并基于Hertz理论建立了研抛压力模型,进而建立了研抛力控制模型,探讨了影响研抛力控制的主要因素;最后,规划了系统的研抛压力并进行了实验研究。实验结果表明,在研抛用时均为90min的情况下,恒力研抛得到的非球面表面粗糙度为0.067μm,表面粗糙度不均匀度为94.4%,而恒压力研抛得到的表面粗糙度为0.028μm,表面粗糙度不均匀度为11.4%,研抛质量和效率显著提高。该方法能够独立、主动、实时地控制研抛过程中的研抛力和研抛压力,实现非球面超精密、高效、低成本数控研抛。

非球面数控研抛力—位—姿解耦控制研究

为解决自动研抛系统中研抛力—研抛头位置—研抛头姿态之间的耦合问题,提高非球面表面的研抛质量,提出一种基于磁流变力矩伺服装置(Magnetorheological fluid torque servo,MRT)的力—位—姿解耦控制方法,并对该方法的原理和模型进行理论和试验研究。通过分析自动研抛系统中力—位—姿之间的耦合机理,以Preston方程和Hertz接触理论为基础,建立力—位—姿耦合模型,探讨基于MRT的力—位—姿解耦原理,推导出基于MRT的研抛力控制模型和数控机床转速控制模型,研制相应的试验系统,并通过研抛试验得到表面粗糙度Ra≤0.030μm的镜面表面和均匀的材料去除率。研究结果表明,基于MRT的力—位—姿解耦控制方法,能够有效地解决研抛系统中力—位—姿耦合难题,是实现非球面高精度、高效率、低成本数控研抛的一条新途径。

非球面件数控研抛力、研抛工具位置和姿态解耦技术

为解决非球面自动研抛系统中普遍存在的研抛力-研抛工具的位置-研抛工具的姿态(以下简称力-位-姿)相互耦合问题,提出一种基于磁流变力矩伺服装置(MRT)的非球面数控研抛力-位-姿解耦技术。基于Hertz接触理论和摩擦学原理,分析研抛过程中的力-位-姿耦合机理,建立了耦合模型。阐述基于MRT的数控研抛力-位-姿解耦原理,开发相应的实验研究系统,建立系统研抛力模型。规划了研抛工具的路径。试验得到0.025μm粗糙度的镜面表面。试验表明该技术能独立、主动、实时地控制研抛过程中的研抛力、研抛工具的位置和姿态。

精密研抛数控机床几何误差与热误差复合建模及其补偿研究

为了提高精密研抛数控机床的加工精度,对研抛数控机床的几何误差与热误差进行了研究与分析,发现随着机床相关部件温度的不断升高直至热稳态,机床的定位误差也不断增加到稳态值,验证了几何误差和热误差是精密及超精密加工误差的主要来源。综合考虑了机床复合误差的不同特点并进行误差分离,提出了基于牛顿插值算法和最小二乘法的几何与热复合误差建模方法,依据复合误差模型进行补偿实验,补偿后机床冷态下定位误差值从3.5μm降至1.2μm,误差降低了65.7%,热稳态后定位误差值从12.2μm降至1.9μm,误差降低了84.4%,实验结果证明复合误差模型计算简单、预测精度高、具有较好的鲁棒性,为提高机床的加工精度提供了理论与实践依据。

LD模具钢数控磁性研抛工艺参数的实验研究

讨论了数控磁性研抛工艺在LD新型模具钢上的使用情况。通过实验,分析了磁感应强度、工作间 隙、加工时间等工艺参数对研抛效果的影响。实验表明此工艺是一种高效率、高精度和高可靠性的 自动化加工方法,有很好的市场前景。