回转类非圆零件的x-c联动磨削数学模型研究

回转类非圆零件轮廓廓形是x-c轴联动协调运动的结果,研究该类零件的x-c轴联动运动规律,对于提高回转类非圆零件的轮廓精度具有重要的意义。根据x-c联动磨削的加工原理,从数学的角度出发,由回转类非圆零件外轮廓的曲线方程建立了x-c联动运动的数学模型;与现有的模型进行对比分析,得到了回转类非圆零件的x-c联动的通用数学模型,约束两轴联动过程中动态控制砂轮与工件的相对位置,以保证砂轮与轮廓始终相切,可实现回转类非圆零件的精确磨削加工。

凸轮X-C联动磨削廓形误差迭代学习控制

凸轮作为具有复杂型线的零件的一种,由若干曲线组成,这就导致了凸轮磨削的困难。目前加工凸轮最为常用的方法是X-C轴联动加工。根据X-C轴联动加工的运动规律可知,X、C轴单轴由于延迟导致的跟踪误差对凸轮磨削精度、廓形误差有着直接的关系。将迭代学习控制引入到X、C单轴控制中,通过减小单轴的跟踪误差的大小来减小凸轮磨削的廓形误差,提高凸轮磨削精度。

非圆等距型面轮廓X-C轴联动高速磨削试验

针对非圆等距型面轮廓磨削加工存在表面质量差的问题,建立基于恒磨除率X-C轴联动磨削理论模型。选用陶瓷CBN砂轮进行三弧段非圆等距型面轮廓的高速磨削正交试验,探究砂轮线速度、工件速度和磨削深度对磨削比能、切向磨削力、磨削温度、表面粗糙度的影响规律。分析表明,砂轮线速度对切向磨削力、表面形貌的影响最大,磨削深度对磨削比能、磨削温度、表面粗糙度的影响最大。进行表面形貌观测未探测到明显的磨削烧伤区域,证明恒磨除率X-C轴联动磨削方式可用于非圆等距型面轮廓磨削加工。

非圆曲面零件X-C恒磨除率变速磨削研究

为实现非圆曲面零件X-C恒磨除率磨削,将磨除率分解为磨削点的移动速度、磨削接触弧长及工件宽度的乘积;通过改变C轴转速调整磨削点移动速度,实现恒磨除率磨削。因为X,C轴速度沿磨削点切线速度分量存在耦合,所以首先建立了非圆曲面磨削X-C联动速度关系模型,并据此提出了磨削点移动线速度计算公式;分析了非圆曲面磨削过程中接触弧长的变化情况,提出了磨削点处曲率圆与砂轮相交弧长代替磨削接触长的近似计算方法。以平底推杆凸轮加工为例,在数控凸轮轴磨床上进行了凸轮恒角速及恒磨除率变速磨削试验。实验结果表明,非圆恒磨除率变速磨削方法提高了磨削力的平稳度,从而提高了加工质量。

一种新的非圆曲面零件切点跟踪磨削加工模型

针对非圆曲面零件加工坐标计算比较复杂的问题,提出根据磨削点处曲率圆切线与极点连线间的夹角描述加工轨迹的方法,建立了一种新的非圆曲面回转类零件切点跟踪X-C联动加工模型;提出带加工余量的XC联动加工坐标计算公式,并从加工余量、砂轮半径变化和模型误差三个角度对非圆曲面切点跟踪加工模型误差进行分析。分别以椭圆活塞、方形车刀和凸轮磨削为例,采用砂轮反转法进行了加工轨迹仿真及模型误差分析验证,并在数控凸轮轴磨床上进行了凸轮磨削试验及加工误差分析。通过三种零件的仿真加工与凸轮磨削实验验证了模型的准确性及通用性,为非圆曲面类零件加工提供了依据。

基于模型重构的凸轮加工在线补偿方法

通过改进重构凸轮X-C轴联动加工模型,建立X-C轴联动加工通用补偿模型;采用最小二乘拟合还原数据曲线并得到规则化输出,结合延迟补偿模式,实现凸轮加工的在线检测补偿功能。由此可解决直线和转角反馈无法补偿X-C轴联动同步误差的问题,有效降低X-C轴联动加工过程中同步误差带来的影响,提高了凸轮的加工精度和质量,为凸轮加工在线检测补偿提供可行方案。

回转类非圆零件轮廓误差控制技术现状

数控机床伺服系统响应的滞后影响着回转类非圆曲面零件的廓形精度,而其廓形精度作为该类零件的主要精度指标,对于设备的性能起着至关重要的作用。简单介绍了x-c两轴联动的磨削工作原理;重点介绍了数控机床各伺服轴跟踪位置控制技术和以轮廓误差为直接目标的交叉耦合控制技术现状,并提出了其他影响非圆零件轮廓误差的因素。