凹面凸轮磨削加工磨削力控制方法研究
发布时间：2021-03-01 03:36
目前带凹面结构的凸轮在供油系统的凸轮轴中得到了广泛的运用。有部分研究人员以分析凹面凸轮轴磨削加工工艺理论为基础,生产了一些可以磨削凹面的凸轮轴磨床设备,并多数是以大砂轮和小砂轮复合磨削的方式来对工件磨削加工。目前采用这种加工方法磨削凹面凸轮轴效率不高,而且在采用小砂轮进行磨削凹面凸轮时易出现磨削力的不稳定问题,这显然直接影响到工件的加工效率以及加工精度。针对上述问题,本文对凹面的磨削采用了砂轮基于临界半径优化的磨削加工工艺,提高了工件批量生产的效率。同时把模糊PID控制技术引入到磨削力控制系统中,通过仿真分析可得,该控制技术实现了磨削力的良好控制。主要研究内容如下:（1）推导出工件转速与凸轮转角的联动关系,并以某汽车发动机上的进气凸轮为例,在Matlab中分别仿真出X轴和C轴的转速、加速度图。并通过分析凹面凸轮轮廓的特点,对原有的数据采用“中点回弹法光顺”,在用三次样条函数插值拟合,并采用了基于临界砂轮半径优化的凹面凸轮轴磨削加工新工艺,从而提高工件加工效率。（2）对凸轮磨床系统进行了相关的研究。首先对PC+NC结构的开放式数控系统的硬件进行介绍。然后采用C#语言,并以Visual S...
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
勇克凸轮磨床图
艺被德国 Junker 公司率先提出。将宽度比较薄的 CBN 砂轮（通常只有几毫米）高砂轮线速度（最高能够达到 200m/s~250m/s）共同作用从而实现的。在其磨削中让砂轮的主轴线和装夹工件在水平构成一定的夹角，在理论上能够实现点接触[13-16]。该磨削加工技术对比线接触，能够使得加工时的接触面积大幅度减少。由削加工时的线速度高，接触面积小，故而磨削力相对小；同时磨削液能够更好的磨削的部位且磨削所产生的热量几乎不能传到工件和砂轮，大部分的热量直接被所带走。相比之下，点磨削的冷却效果更佳。因此采用点磨削技术，在工件表面现烧伤的前提下，能够选择相对较大的进给量，从而改善了零件的磨削效率。UCAM 非圆磨床磨削的凸轮轴，勇克给出很多种凸轮轴的磨削方案，不但可以对轴上的多个凸轮进行磨削加工，也能对单个凸轮进行磨削。通常情况下，仅仅一装夹就可实现凸轮、轴颈和小头端等的粗磨削和精磨削。同时机床的全部型号包全部的凸轮形状磨削（凹形/凸形、有/无倒角、有/无半径、多边形/椭圆形等）下图所示：图 1.1 为勇克凸轮磨床，图 1.2 为勇克凸轮磨床 CBN 砂轮磨削凹面轴。
图 1.3 SCHAUDT 中型凸轮轴磨床出大型的凸轮磨床，图 1.4 为 Schaudt Cam Grind L 大型的交叉滑台，可用于外圆以及非圆磨削轴承型工件最长能到 2000mm，CBN 砂轮最大直径为 650mm， WOP-S 软件实现高精度轴定位以及完成凸轮成型简的特性，并且将潮湿和干燥的区域分开，以便于系统 个滑轮，主要用于单件和生产线上的磨削加工。该磨可以实现对凹形凸轮轮廓的成型磨削加工[18-21]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊PID的磨削机床伺服电机控制研究[J]. 陈佳林,闫如忠,陈冰冰. 组合机床与自动化加工技术. 2018(11)
[2]凸轮高速磨削廓形误差模糊自适应PID迭代学习控制[J]. 陈砚坤,韩秋实,彭宝营,夏怀健. 组合机床与自动化加工技术. 2016(09)
[3]超声磨削模糊自适应加工系统设计[J]. 柳扬,谢鸥,黄开明. 装备制造技术. 2016(09)
[4]磨削力自适应控制系统的设计[J]. 沈志煌,姚斌,朱健,王萌萌. 机械设计与制造. 2014(11)
[5]外圆磨削表面粗糙度的智能控制[J]. 赵霞,郭建亮,杨勋. 机械制造. 2014(09)
[6]机车发动机用凸轮轴非圆磨削凹弧段轮廓重构方法研究[J]. 李静,张伟,沈南燕,王歆令. 中国机械工程. 2013(20)
[7]机车发动机用凸轮轴磨削新工艺[J]. 王歆令,李静,沈南燕,何永义. 组合机床与自动化加工技术. 2013(08)
[8]埃马克:小小磨削中心 大大提升效率[J]. 汽车零部件. 2013(07)
[9]LANDIS磨床砂轮主轴抱轴原因分析及改进措施[J]. 张鹏举. 装备维修技术. 2013(01)
[10]高速柴油机凹弧凸轮轴磨削技术研究及应用[J]. 景红,王连宏,刘敏,李爱平,吴鑫. 铁道机车车辆. 2011(S1)
博士论文
[1]超高速纳米陶瓷结合剂CBN砂轮制备技术及其特性实验研究[D]. 张景强.东北大学 2013
硕士论文
[1]数控凸轮轴高速磨削工件主轴转速优化理论及实验研究[D]. 吴桂云.湖南科技大学 2015
[2]凸轮轴数控高速磨削加工误差在位测量及补偿关键技术研究[D]. 黄强.湖南科技大学 2014
[3]CBN高速点磨削砂轮磨削性能的研究[D]. 崔权.东北大学 2013
[4]发动机凸轮轴加工工艺及凸轮曲面加工误差分析[D]. 孙荪.大连交通大学 2012
[5]凸轮轴数控磨削NC代码优化技术研究及软件设计[D]. 陶能如.湖南大学 2012
[6]基于MSP430单片机的凸轮磨床自适应控制器设计[D]. 郭瑞苹.燕山大学 2010
[7]凸轮轴数控磨削误差分析和补偿技术研究及软件设计[D]. 李建.湖南大学 2009
[8]数控凸轮磨床磨削力适应控制的研究[D]. 赵起超.燕山大学 2007
本文编号：3056906
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
勇克凸轮磨床图
艺被德国 Junker 公司率先提出。将宽度比较薄的 CBN 砂轮（通常只有几毫米）高砂轮线速度（最高能够达到 200m/s~250m/s）共同作用从而实现的。在其磨削中让砂轮的主轴线和装夹工件在水平构成一定的夹角，在理论上能够实现点接触[13-16]。该磨削加工技术对比线接触，能够使得加工时的接触面积大幅度减少。由削加工时的线速度高，接触面积小，故而磨削力相对小；同时磨削液能够更好的磨削的部位且磨削所产生的热量几乎不能传到工件和砂轮，大部分的热量直接被所带走。相比之下，点磨削的冷却效果更佳。因此采用点磨削技术，在工件表面现烧伤的前提下，能够选择相对较大的进给量，从而改善了零件的磨削效率。UCAM 非圆磨床磨削的凸轮轴，勇克给出很多种凸轮轴的磨削方案，不但可以对轴上的多个凸轮进行磨削加工，也能对单个凸轮进行磨削。通常情况下，仅仅一装夹就可实现凸轮、轴颈和小头端等的粗磨削和精磨削。同时机床的全部型号包全部的凸轮形状磨削（凹形/凸形、有/无倒角、有/无半径、多边形/椭圆形等）下图所示：图 1.1 为勇克凸轮磨床，图 1.2 为勇克凸轮磨床 CBN 砂轮磨削凹面轴。
图 1.3 SCHAUDT 中型凸轮轴磨床出大型的凸轮磨床，图 1.4 为 Schaudt Cam Grind L 大型的交叉滑台，可用于外圆以及非圆磨削轴承型工件最长能到 2000mm，CBN 砂轮最大直径为 650mm， WOP-S 软件实现高精度轴定位以及完成凸轮成型简的特性，并且将潮湿和干燥的区域分开，以便于系统 个滑轮，主要用于单件和生产线上的磨削加工。该磨可以实现对凹形凸轮轮廓的成型磨削加工[18-21]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊PID的磨削机床伺服电机控制研究[J]. 陈佳林,闫如忠,陈冰冰. 组合机床与自动化加工技术. 2018(11)
[2]凸轮高速磨削廓形误差模糊自适应PID迭代学习控制[J]. 陈砚坤,韩秋实,彭宝营,夏怀健. 组合机床与自动化加工技术. 2016(09)
[3]超声磨削模糊自适应加工系统设计[J]. 柳扬,谢鸥,黄开明. 装备制造技术. 2016(09)
[4]磨削力自适应控制系统的设计[J]. 沈志煌,姚斌,朱健,王萌萌. 机械设计与制造. 2014(11)
[5]外圆磨削表面粗糙度的智能控制[J]. 赵霞,郭建亮,杨勋. 机械制造. 2014(09)
[6]机车发动机用凸轮轴非圆磨削凹弧段轮廓重构方法研究[J]. 李静,张伟,沈南燕,王歆令. 中国机械工程. 2013(20)
[7]机车发动机用凸轮轴磨削新工艺[J]. 王歆令,李静,沈南燕,何永义. 组合机床与自动化加工技术. 2013(08)
[8]埃马克:小小磨削中心 大大提升效率[J]. 汽车零部件. 2013(07)
[9]LANDIS磨床砂轮主轴抱轴原因分析及改进措施[J]. 张鹏举. 装备维修技术. 2013(01)
[10]高速柴油机凹弧凸轮轴磨削技术研究及应用[J]. 景红,王连宏,刘敏,李爱平,吴鑫. 铁道机车车辆. 2011(S1)
博士论文
[1]超高速纳米陶瓷结合剂CBN砂轮制备技术及其特性实验研究[D]. 张景强.东北大学 2013
硕士论文
[1]数控凸轮轴高速磨削工件主轴转速优化理论及实验研究[D]. 吴桂云.湖南科技大学 2015
[2]凸轮轴数控高速磨削加工误差在位测量及补偿关键技术研究[D]. 黄强.湖南科技大学 2014
[3]CBN高速点磨削砂轮磨削性能的研究[D]. 崔权.东北大学 2013
[4]发动机凸轮轴加工工艺及凸轮曲面加工误差分析[D]. 孙荪.大连交通大学 2012
[5]凸轮轴数控磨削NC代码优化技术研究及软件设计[D]. 陶能如.湖南大学 2012
[6]基于MSP430单片机的凸轮磨床自适应控制器设计[D]. 郭瑞苹.燕山大学 2010
[7]凸轮轴数控磨削误差分析和补偿技术研究及软件设计[D]. 李建.湖南大学 2009
[8]数控凸轮磨床磨削力适应控制的研究[D]. 赵起超.燕山大学 2007
本文编号：3056906
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