凸轮轴高速磨削表面波纹度的理论与实验研究

发布时间：2020-11-20 19:37

　　 随着我国汽车工业的不断转型升级,如何提高凸轮轴这类汽车关键零部件的加工质量及加工工艺是目前亟待解决的关键问题之一。而凸轮轴的运动性能及复杂的工作环境,对凸轮轴的轮廓形状提出了更为严苛的加工制造要求。但是凸轮轴属于典型的细长杆件,磨削加工性较差,其复杂的凸轮轮廓型线给凸轮轴的高速磨削加工过程带来了新的挑战,使得凸轮轴高速磨削过程中工件加工表面易产生波纹。因此,本文以凸轮轴高速磨削加工表面波纹度为研究对象,通过分析凸轮轴高速磨削过程中影响表面波纹度的主要因素,对凸轮轴高速磨削加工表面波纹度展开了理论与实验研究,提出了基于表面波纹度控制的凸轮轴高速磨削工艺方案优化策略,为改善凸轮轴高速磨削表面波纹度质量提供理论指导。首先,本文分析了凸轮轴的X-C两轴耦合联动切点跟踪法磨削加工工艺,探讨了凸轮轴轮廓形状、整机动刚度与弹性退让现象、工艺系统振动及砂轮磨损等因素对凸轮轴高速磨削过程表面波纹度的影响,分析了表面波纹度的测量与评定方法,研究了基于Motif算法的凸轮轴高速磨削表面波纹度计算方法。其次,本文搭建了凸轮轴高速磨削波纹度实验平台,确定了凸轮轴高速磨削弹性退让位移和磨削过程实验信号等实验数据的采集方法,设计了凸轮轴高速磨削空转对照实验、弹性退让实验、振动测试实验及磨削工艺参数优化实验来研究凸轮轴高速磨削表面波纹度情况。最后,本文在凸轮轴高速磨削波纹度实验平台上进行了凸轮轴高速磨削波纹度的实验研究,利用时域和频域分析法研究了工艺系统的弹性退让位移信号和振动信号,计算了凸轮轴高速磨削工艺系统的整机动刚度,分析了凸轮轴高速磨削弹性退让规律和凸轮轴高速磨削过程中的主要激振频率与振动状态,探讨了磨削工艺方案对磨削弹性退让、工艺系统振动情况及表面波纹度的影响,在满足工件表面粗糙度加工要求的前提下研究了基于表面波纹度控制的凸轮轴磨削工艺方案优化策略。
【学位单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG580.6
【部分图文】：

力、几何干涉、动刚度等动态参数的变化，进而析，本文针对凸轮轴高速磨削过程中工件表面易削加工表面波纹度为研究对象，通过分析凸轮轴纹度的主要因素，对凸轮轴高速磨削表面波纹度艺实验来研究凸轮轴高速磨削整机动刚度与弹性工艺参数及砂轮磨损对表面波纹度的影响，分析工艺方案优化策略。其研究成果对提高凸轮轴高工制造技术的发展，具有十分很重要的理论价值速数控磨削技术概述轮廓型面复杂，是一种典型的非圆轮廓工件，使工件的外圆磨削和平面磨削之间具有一定区别，能磨床及高速磨削理论的不断发展、成熟，凸轮可分为如下两个发展阶段：

第一个阶段是在普通磨床上采用利用靠模仿形法对凸轮轴进行磨削加工， 1.2 所示。该方法是通过控制摇摆架、靠模模具和滚轮带动工件主轴使砂轮轮轴进行耦合接触磨削加工[21]。这种方法生产效率低，在加工之前需要根据加工的凸轮轮廓制造对应模具，而且加工精度很难保证，并且当需对不同型凸轮轴进行加工时，需要重新制作相应的不同型号的凸轮靠模模具[22]。

- 3 -轴工件; 2-工件头架; 3-工件尾架; 4-辅助中心架; 5-凸轮轴专用夹具;图 1.3 两轴耦合联动切点跟踪磨削法示意图e Schematic diagram of two axis coupling linkage point tracking grind阶段是在高性能磨床上利用 X-C 两轴耦合联动切点跟踪法 1.3 所示。该方法是通过数控系统的相应插补指令控制凸
【参考文献】

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本文编号：2891896