切入式外圆磨削接触刚度与固有频率研究

基于外圆切入磨削系统动力学简化模型,对磨削材料去除率模型的时间常数进行研究,提出了切入式外圆磨削接触刚度的有效测量方法,并建立了磨削接触刚度与系统固有频率的关系模型。通过大量磨削实验,验证了不同磨削工艺参数与接触刚度、系统固有频率及颤振频率的变化规律。研究结果为后续避免或抑制磨削颤振以及磨削工艺参数优化研究提供了实验基础和理论依据。

砂轮变速磨削抑制工件颤振的研究

在建立外圆磨削过程动力学模型的基础上，应用矩阵摄动理论论证了砂轮与工件接触刚度与工件颤振频率之间的关系，探讨了径向磨削力与接触刚度之间、砂轮转速与径向磨削力之间的关系，得出了砂轮转速与工件颤振频率之间具有相对应的关系。

变速磨削抑振的试验分析

通过在磨削外圆中，使砂轮或工件的转速按一定规律变化的试验分析表明，砂轮或工件变速都有抑制颤振的作用，其原因是变速改变了砂轮和工件间的瞬时速比，使径向磨削力均值下降，减小了砂轮和工件间的接触刚度。

变速磨削抑振效果的试验研究

通过试验研究可知：在磨削中，使砂轮或工件的转速按一定规律变化都有抑制颤振的作用，其原因是变速改变了砂轮和工件间的瞬时速比，使径向磨削力均值下降，减小了砂轮和工件间的接触刚度，增强了系统稳定性。

基于动态磨削深度的非圆轮廓高速磨削稳定性建模与分析

磨削颤振严重影响非圆轮廓轴类零件的磨削加工表面质量,降低其生产效率。在分析非圆轮廓磨削几何运动学特性的基础上,通过等效简化"工件-砂轮"系统为多自由度弹簧阻尼系统,将砂轮和工件的接触过程转化为物理模型,综合考虑再生效应和非圆轮廓磨削动态几何特性,推导了非圆轮廓动态磨削深度计算方法,并建立了多因素耦合的非圆轮廓磨削动力学模型。以典型非圆轮廓轴类零件-凸轮轴为例,基于试验和理论计算方法获得了磨削工艺系统模态参数和接触刚度,考虑接触刚度非线性特性绘制了磨削工艺系统稳定性叶瓣图;最后,以试验研究验证了所提出模型和方法的正确性,揭示了非圆轮廓磨削颤振稳定性机理,结果表明:考虑接触刚度的稳定性叶瓣图可更准确地预测磨削工艺系统的稳定性,在稳定区域高速磨削可以有效地提高非圆轮廓轴类零件的加工质量,不同轮廓位置的振动状态存在明显差异。

砂轮与工件接触刚度对磨削颤振频率的影响

探讨了砂轮与工件接触刚度非线性对工件颤振频率的影响。摄动理论分析和试验研究表明：工件系统的颤振频率随接触刚度的增加而线性增加。由于接触刚度随径向磨削力的增加而非线性增加，导致工件系统颤振频率也随径向磨削力的增加呈非线性增加。改变砂轮转速可以改变径向房削力．从而改变工件系统的颤振频率。