等速节沟道磨削用椭球砂轮设计及优化

为提高等速万向节中星形套椭圆形弧沟道的加工精度,在分析了万向节沟道结构的基础上,提出了一种椭球砂轮磨削星形套沟道的方案,针对此方案,对砂轮尺寸进行了设计计算,初步得到了椭球砂轮的基本尺寸;根据砂轮的实际磨削状态,对砂轮形状进行了结构优化,为验证优化后砂轮形状的正确性,利用UG和VERICUT软件分别对球笼沟道磨床磨削沟道的加工过程和用新型椭球砂轮磨削沟道过程进行了模拟仿真,对比仿真结果,后者误差有所减小,从理论上验证了方案的可行性。

弧形金刚石砂轮机械修整研究进展

弧形金刚石砂轮因特有的弧形轮廓,常用于陶瓷、光学玻璃、硬质合金等难加工材料光学元件的精密超精密磨削加工。然而,在光学元件磨削加工过程中,由于砂轮与工件表面间的相互作用,砂轮表面受到挤压破坏,长时间磨削后会产生砂轮堵塞、砂轮磨损、砂轮尺寸和形状精度下降等问题,进而降低了磨削后光学元件的表面粗糙度、面形精度和损伤厚度等。修整弧形金刚石砂轮是解决上述问题的有效途径之一,机械修整因具有修整效率高、便于实现等特点,仍是弧形金刚石砂轮在位修整的主要应用方法。对弧形金刚石砂轮的机械修整方法进行了综述,探究了不同修整方法的修整机理与特点,分析了修整效果的评价方法,并对弧形金刚石砂轮机械修整的发展方向进行了展望。

车轮辐板抛丸强化试验数据分析与研究

根据轧制车轮辐板抛丸强化得到的试验数据,经PA2软件处理后绘制出阿尔门饱和曲线,结合抛丸强化工艺参数及抛丸强化机理,对车轮辐板抛丸强化试验数据及阿尔门饱和曲线进行研究分析。结果表明:弧高值的大小取决于弹丸对试片的冲击功,满足弧高值要求的情况下,冲击功越小,饱和时间越短。当冲击功低于一定值后,冲击功越小,饱和时间反而越长。在满足弧高值要求的情况下,提高工件喷丸强化生产效率的唯一方法是提高单位时间内的喷丸量,即增大抛丸器功率。

RESEARCH ON PARALLEL GRINDING METHOD OF NON-AXISYMMETRIC ASPHERIC LENS

In order to resolve the problems of machining non-axisymmetric aspheric lens,which is short of flexibility in mould grinding and needs high accuracy CNC machine center in globediamond wheel grinding, a new parallel grinding method that utilizes common arc diamond wheel isput forward. Base on the approach calculation of machining locus, the advantages of parallelgrinding that machines non-axisymmetric aspheric lens by 2.5-axis CNC machine center have beenobtained. The results of grinding experiment show the new method can meet the need of grinding highaccuracy non-axisymmetric aspheric lens.

超硬磨料砂轮圆弧修整技术综述

超硬磨料砂轮以其优异的磨削性能获得业内普遍认可。但是,由于超硬磨料具有很高的硬度及耐磨性,使其砂轮修整极其困难。对于复杂形面砂轮修整,则更是难上加难。为此,选最简单形面-圆弧砂轮修整为研究对象,梳理了超硬磨料砂轮圆弧修整相关技术,分析了工作原理、修整特点及其应用状况。结果发现:基于金刚石的机械式修整仍是当下超硬磨料砂轮圆弧修整之主流;点轮摆动修整,适于疏松型结合剂砂轮修整;成型修整、插补修整,易损伤工具轮精度,主要用于砂轮精修整、点修整;展成法修整,主要用于精修整。普通磨料磨具,以其脆硬特性以柔克刚,主要用于密实型结合剂超硬磨料砂轮圆弧修整;往复+摆动复合修整,主要用于大圆弧修整;插补修整,用于小众砂轮圆弧修整;往复+插补复合修整,多用于小圆弧修整;电火花成型修整,适于导电性金属结合剂砂轮粗修整;激光修整,寿命超长,但修整技术尚存不足。集非接触与机械式协同之复合修整是工程界期待的超硬磨料砂轮圆弧理想修整方法,尚需深入研究。

双圆弧谐波减速器刚轮插刀有效长度分析与优化

为预估和延长双圆弧谐波减速器刚轮插齿刀有效长度,论文建立了双圆弧刚轮齿廓数学模型,根据运动学法,建立了插刀加工数学仿真模型;根据齿廓法线法,建立了砂轮磨削加工数学模型,推导了刃磨后插刀的等效齿形与加工误差,确定了插刀的有效长度。在此基础上,论文通过优化砂轮齿形与插刀齿数,延长了插刀有效长度。结果表明:优化前55齿插刀有效长度为2.1 mm, 0截面插刀加工出刚轮齿形误差为2μm;优化后0截面插刀加工出刚轮齿形误差的最大值为0.14μm。优化后插刀齿数越多,插刀有效长度越长;优化后42齿、55齿、68插刀有效长度分别增加了4.8%、52%、81%。

基于旋转电弧传感的新型轮式自主移动焊接机器人系统

介绍了一种基于旋转电弧传感的新型轮式焊接机器人系统 ,机构上前轮采用步进电机转向 ,后轮由交流伺服电机驱动 ,左右与上下十字滑块用两个直流伺服电机控制 ,这 4个电机用一 4轴驱动运动控制器进行驱动控制 ,大大提高了集成度与控制效率 ,目前是一种新型的焊接自动化装备 .

光学非球面磨削中的圆弧砂轮修整误差分析

针对光学非球面磨削加工中对圆弧砂轮修整精度要求比较高的特点,采用GC杯形砂轮修整器对圆弧砂轮进行修整,并分析杯形砂轮修整器几何误差和原理误差。在此基础上,讨论了各种误差对圆弧砂轮的修整及对非球面加工的影响程度,确定修整器定位倾斜误差是影响圆弧砂轮修整的主要因素,特别是对圆弧半径的影响。针对定位倾斜误差因素进行了砂轮修整实验,结果表明定位倾斜情况下拟合的圆弧半径残差较大且残差分布与理论分析一致。非球面加工实验显示定位倾斜情况下的工件面形误差分布情况与理论分析一致。修整器调正后再次进行加工,结果呈现不同的面形误差分布且误差减小了,验证了定位倾斜误差对非球面加工的影响。

三边圆弧形截面薄壁零件的旋压成形方法研究

基于摆动导杆运动原理提出了一种非圆截面薄壁零件的旋压成形(简称“非圆旋压”)方法。基于此原理,运用高副低代的方法建立了三边圆弧形截面薄壁零件旋压成形过程中旋轮运动轨迹的精确数学模型,研究了三边圆弧形截面薄壁零件旋压过程中旋轮及零件的运动关系;同时对成形过程中旋轮运动轨迹进行仿真计算,分析了轮盘尺寸与旋轮个数对旋压成形过程的影响,并得出有利于零件成形的轮盘尺寸与旋轮个数。为后续相关截面的工艺研究与应用及机床研发提供理论基础。

非轴对称非球面平行磨削误差补偿技术研究

针对非轴对称非球面的成形加工法柔性不足及球形砂轮加工法对工具和机械的要求太高的缺点,提出采用普通圆弧金刚石砂轮加工的平行磨削法。对于新方法加工中存在的加工误差问题,提出在非轴对称非球面加工中使用带倾角圆弧修整器及对主轴半径和副轴半径误差采用离线补偿的加工技术。通过理论分析和试验表明此方法可达到提高非轴对称非球面的加工精度的效果。

离轴楔形非球面平行磨削及补偿技术研究

针对精密光学系统中对高精度离轴楔形非球面透镜的加工要求,提出采用由倾角可调三轴摆动式数控夹具系统和精密磨床数控系统(Computer numerical control,CNC)协调完成离轴楔形非球面透镜的高效加工方法。设计三轴摆动式数控夹具机构及控制系统相关程序,完成夹具制造及调整,在数控精密平面磨床上实现对离轴楔形非球面平行磨削加工。倾角可调夹具的设计简化原有的加工工序,提高加工效率。根据平行磨削加工原理对加工插补误差和工件形面误差进行模拟计算,结果表明:夹具旋转误差以及工件的形状尺寸会对加工精度产生较大影响。根据模拟结果和平行磨削方法原理,设计工件加工误差的在位补偿方法。通过平行磨削加工及补偿试验证明:在位补偿方法可以有效提高工件的加工精度。

垂直式超硬砂轮圆弧修整器设计与砂轮修整

针对圆弧形超硬砂轮修整难度大、修整精度低的问题,对树脂结合剂圆弧形金刚石砂轮进行了精密修整研究。设计制造了一种垂直式超硬砂轮圆弧修整器,通过修整试验研究了不同粒度的圆弧形砂轮在修整前后表面粗糙度、弧形精度、圆度、表面形貌的变化情况。砂轮修整前后对氮化硅陶瓷轴承套圈沟道进行了磨削,并测量了磨削后的轴承套圈沟形精度。研究结果表明:相比修整前,修整后砂轮表面粗糙度平均值由1.7318μm减小至0.7724μm,减小了55.4%;弧形精度平均值由33.6047μm减小至8.5276μm,减小了74.6%,修整后4个砂轮的弧形精度更加稳定,且随着砂轮粒度的减小,弧形精度略有减小趋势;砂轮圆度平均值由43.721μm减小至18.002μm,减小了58.8%,修整使大量新的磨粒露出。所设计的垂直式超硬砂轮圆弧形修整器可对圆弧砂轮进行精密修整,可改善圆弧形砂轮的弧形精度及圆度,修整后砂轮磨削的轴承套圈沟形精度得到了大幅提高。

锥形摆线轮磨削加工方法研究

使锥形摆线轮齿廓曲面沿轴向产生线性变化是锥形摆线轮齿廓面加工的关键技术问题。为了获得较高的齿廓曲面加工精度,提出了在"指锥包络"切削的基础上,采用"圆弧砂轮"磨削的精加工方法。以锥形摆线轮的小端为基准,推导了锥形摆线轮在磨削过程中磨具的运动轨迹,并运用三维软件,对加工过程进行运动仿真,验证磨削加工的可行性。在理论推导和加工仿真的基础上,完成样机的试制。在ZC1066H三坐标测量机上,对采用"圆弧磨具"进行磨削的锥形摆线轮齿廓曲面进行加工精度检测,采用最小二乘法的数据处理方法,对锥形啮合副的齿距偏差、齿廓偏差等保证锥形摆线轮行星传动运动精度和平稳性的重要指标进行评定,测得磨削后的锥形摆线轮齿廓综合总偏差为0.08mm,齿距累积总偏差为0.0938,测量结果表明该磨削加工方法切实可行,且具有较高的精度。

圆弧金刚石砂轮的修形及修锐技术研究

针对圆弧金刚石砂轮加工非轴对称非球面的平行磨削法中砂轮的修形精度要求较高 ,通常使用的水平圆弧杯状砂轮修整器很难保证加工精度的问题 ,提出带倾角圆弧修整器的设计方法。通过对修整器接触弧长的计算、修形延后率设计和修形补偿方法的研究及实验表明

大口径SiC反射镜用金属基圆弧砂轮在线整形装置研制

针对空间光学系统中大口径SiC反射镜非球面磨削用金属基圆弧砂轮,提出并推导了双轴回转展成运动下脉冲放电修整圆弧的形成机理。在分析长春光学精密机械与物理研究所(长光所)4m口径SiC反射镜的非球面磨削运动的基础上,确定了有效磨削圆弧段及其半径和杯形电极的尺寸,针对长光所五轴联动数控磨床设计了金属基圆弧砂轮的在线整形装置,并通过圆弧整形实验进行了验证。结果表明,所设计的金属基圆弧砂轮在线整形装置能够很好地修整出目标圆弧,满足4m大口径SiC反射镜非球面磨削的需求。

电火花修整金属基圆弧砂轮表面形貌的实验研究

金属基金刚石圆弧砂轮因其高效的加工性能而被普遍应用于大口径SiC陶瓷的加工中,但由于磨削过程中损耗量较大限制了其更广泛的应用。为了减少砂轮磨削时的损耗量,本实验提出采用电火花修整金属基圆弧砂轮的方法,针对50~63μm粒度金属砂轮进行电压、电流、脉冲频率等单因素试验;通过超景深显微镜观察不同电参数对于砂轮表面形貌的影响并分析表面蚀除量与电参数幅值的相互关系。实验结果表明：为获得较好的砂轮表面修整质量,应选用电压为60V、脉冲频率为25kHz、多通道电流的电参数值。

矩形非球面圆弧半径误差分离及补偿技术

研究了砂轮圆弧半径误差对大口径矩形轴对称非球面加工的影响。采用直线光栅式平行磨削的加工方式,建立了砂轮圆弧半径的误差分离的数学模型,分析影响面形精度的因素,根据加工及测量方式将砂轮圆弧半径误差分离出来,利用分离的砂轮圆弧半径误差更新砂轮圆弧半径,同时采用分离后的误差数据进行补偿加工。实验结果表明:对比不分离的补偿加工结果,粗磨和精磨条件下的分离误差补偿加工后的面形误差分别减小了14%和35%,该误差模型能够有效地分离出砂轮圆弧半径误差,分离误差效果明显,提高了加工的精度。

基于曲率的自适应曲面数控磨削

利用等包络迹高度控制砂轮行走路径,实现了曲面的自适应数控成型磨削,以提高曲面的磨削效率.首先,根据曲面曲率建立自适应数控成型磨削的数控模式,然后,在比较等间距行走的数控磨削方式的基础上分析曲面曲率不同的成型磨削特征,最后,进行数控成型磨削试验和检测加工曲面的成形误差,验证该自适应数控成型磨削方法的有效性.分析结果表明,利用移动磨削点的包络成型磨削可以减小砂轮磨损对加工精度的影响.此外,等包络迹高度行走的数控磨削可以根据曲面曲率调节行走路经的间距,实现自适应磨削加工,提高曲面的加工效率,而且在加工曲率较大且提高加工精度时可以较大幅度地减少砂轮行走步数.试验结果表明,当等包络迹高度小至1μm时可以形成光顺的加工曲面,在100mm×40mm范围内形状误差PV值可以达到0.285mm.

大导程滚珠螺母磨削砂轮廓形精确设计和干涉消除

针对在加工大导程滚珠螺母时,可能会出现砂轮磨杆与螺母端面发生干涉的问题,从滚珠螺母磨削加工的基本方法出发,依据砂轮回转面与被加工螺母内滚道面包络的接触线是一条空间曲线的原理,建立任意安装角度下砂轮回转曲面的计算模型,并将此计算模型用于解决大导程滚珠螺母加工干涉问题。提出在保证加工时不发生干涉的前提下,选取砂轮最佳安装角和中心间距参数的方法以及在此参数下砂轮廓形的拟合优化方法。该方法计算简单、可以随时根据安装角和中心间距参数值对砂轮廓形进行修整,以保证磨削精度。以某型号大导程滚珠螺母为例,完成在保证不发生干涉的情况下相关工艺参数的选择以及砂轮廓形的优化设计,对结果进行误差分析,验证了方法的有效性。

基于旋转电弧轮式焊接机器人运动学建模及仿真

旋转电弧轮式焊接机器人的焊炬执行机构由十字滑块和小车左右差速驱动轮两个运动单元构成。针对其机构设计的稳定性以及可控性等问题,根据运动特点推导出焊炬的运动学模型,由旋转电弧焊缝跟踪原理应用Matlab/Simulink进行焊缝跟踪仿真,实现了机构设计以及控制方法对焊缝跟踪的影响。仿真结果证明了该模型的有效性和正确性,为旋转电弧移焊接机器人的机构设计、稳定性分析以及控制器设计提供了理论依据。