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无心磨削动态成圆模型研究研究与仿真

作　者: 周小渔
导　师: 张秋菊
学　校: 江南大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 无心外圆磨削 动态稳定性 磨削颤振 成圆过程 仿真
分类号: TG580.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


无心外圆磨削是现代磨削加工中的一个重要手段,现代工业生产中有着广泛的应用。无心外圆磨削的成圆过程研究对于无心磨削的生产实际具有重要的指导意义。本课题作为江南大学机械工程学院与日本光洋机械工业株式会社的合作项目—“无心磨床成圆过程模拟项目”的子项目,主要研究无心外圆磨削的动态成圆过程。通过分析提出了工件定位误差的修正算法,以修正现阶段工件定位误差算法中可能出现的工件与导轮、托板理论接触点与实际接触点不重合的问题。通过仿真验证了修正算法。通过建立无心外圆磨削系统,得到了无心外圆磨削过程粗磨、精磨和光磨三个阶段的磨削深度及磨削力数学模型。通过仿真程序得到了与相关实验结果相符合的无心外圆磨削力曲线。运用四自由度振动模型,建立了无心外圆磨削过程的动态模型,并得到了无心外圆磨削过程的系统框图和系统的传递函数,进而通过分析可得无心外圆磨削过程的磨削稳定性条件,并通过仿真计算可得到无心外圆磨削过程的动态稳定性图。一旦无心磨削过程不稳定,则可通过调整无心磨床的导轮转速或者相关几何布局参数使不稳定的磨削变为稳定的磨削。此外,还运用单自由度模型建立了砂轮表面再生磨削颤振的系统模型及系统框图,并得到了砂轮表面再生磨削颤振的稳定性条件。在静态成圆理论的基础上,综合考虑了影响无心外圆磨削过程的相关动态因素,建立了无心外圆磨削的动态成圆模型,并应用VB6.0及MATLAB6.5编写了仿真程序,得到了磨削过程中的工件圆度误差变化曲线,为更为全面地模拟无心外圆磨削过程提供了理论依据。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 引言  7
  1.2 无心磨削成圆理论研究现状  7-10
    1.2.1 几何成圆理论及静态成圆理论  7-8
    1.2.2 无心磨削系统的运动特性  8-9
    1.2.3 无心磨削工艺系统的动态性能  9
    1.2.4 磨削颤振分析  9-10
    1.2.5 工件表面谐波理论研究  10
  1.3 本课题研究意义及主要研究内容  10-13
    1.3.1 本课题研究意义  10-11
    1.3.2 本课题主要研究内容  11-13
第二章 无心磨削几何及静态成圆理论  13-23
  2.1 概述  13-15
    2.1.1 无心磨削中工件的成圆概念  13
    2.1.2 定位误差、合成误差  13-14
    2.1.3 工件圆度误差  14-15
  2.2 切入式无心外圆磨削的几何成圆理论  15-20
    2.2.1 切入式无心外圆磨削的几何布局  15-16
    2.2.2 几何成圆过程  16-18
    2.2.3 无心磨削定位误差修正算法研究  18-20
  2.3 切入式无心外圆磨削的静态成圆理论  20-21
  2.4 本章小结  21-23
第三章 切入式无心外圆磨削的动态稳定性  23-42
  3.1 无心磨削工艺系统的运动特性及动态特性  23-36
    3.1.1 工件稳定运动状态下的力学分析  23-31
    3.1.2 无心磨削工艺系统动态特性  31-36
  3.2 切入式无心外圆磨削过程的动态稳定性  36-40
    3.2.1 切入式无心外圆磨削过程的动态建模  36-39
    3.2.2 切入式无心外圆磨削过程的磨削稳定性条件  39-40
  3.3 本章小结  40-42
第四章 切入式无心外圆磨削再生型磨削颤振  42-48
  4.1 砂轮表面的再生型磨削颤振  43-47
    4.1.1 无心磨削中砂轮的磨损与堵塞现象  43
    4.1.2 砂轮表面再生型磨削颤振建模  43-45
    4.1.3 砂轮表面再生颤振系统的稳定性条件  45-47
    4.1.4 砂轮的极限磨损深度  47
  4.2 本章小结  47-48
第五章 无心外圆磨削动态成圆模型及仿真  48-54
  5.1 影响无心外圆磨削的动态磨削过程的相关因素  48-50
    5.1.1 砂轮不平衡  48-49
    5.1.2 无心磨床主轴振动  49-50
  5.2 无心外圆磨削的动态成圆模型及仿真  50-53
    5.2.1 无心外圆磨削的动态成圆模型  50-51
    5.2.2 仿真分析  51-53
  5.3 本章小结  53-54
第六章 总结与展望  54-57
  6.1 总结  54-56
    6.1.1 完成的主要研究内容  54-55
    6.1.2 创新点  55
    6.1.3 不足之处  55-56
  6.2 展望  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-61
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  61

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 磨削加工与磨床 > 一般性问题 > 磨削加工工艺
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