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曲轴C-X与C-S随动磨削的作用机理与性能研究

作　者: 陈掌
导　师: 程光明
学　校: 吉林大学
专　业: 机械工程
关键词: 曲轴随动磨削运动模型磨削力误差分析
分类号: TG580.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

曲轴C-X与C-S随动磨削的作用机理与性能研究曲轴是汽车发动机的关键零件,其连杆颈的圆度误差直接影响着发动机的配合精度、旋转精度、摩擦、振动和噪声,伴随着汽车工业的发展,对曲轴的制造精度、效率和质量提出了更高的要求。传统的曲轴磨削加工通过使用调整偏心法来磨削曲轴连杆颈,生产准备时间长,生产设备柔性差,加工精度也很难保证。针对传统加工方法的不足,20世纪90年代出现了一种高效率、高精度及高柔性的曲轴类零件磨削加工方法—C-X随动磨削法。国外对曲轴C-X随动磨削法研究较早,并且已有产品推出,但其价格昂贵。国内虽有许多高校和研究机构对其进行研究,但由于曲轴C-X随动磨削控制难度大,因此国内还没有产品推出。本文针对曲轴C-X随动磨削方法控制难度大,研究一种新型的曲轴随动磨削方法—C-S随动磨削法。本文主要研究工作如下:1.分析磨削加工过程中几个重要的基本参数,包括磨除率、恒磨除率和当量磨削厚度。探讨曲轴C-X随动磨削的运动特点,得出磨削过程中曲轴做变转速运动的必要性,运动形式复杂,控制难度大。根据外圆磨削的基本理论,建立磨削点沿连杆颈表面做恒线速运动的运动模型,并对该模型进行适当的简化,以保证恒磨除率磨削,进而保证连杆颈的磨削加工精度及表面质量,但存在一定的模型简化误差。2.研究曲轴C-S随动磨削的运动特点,建立曲轴C-S随动磨削的运动模型。只要砂轮跟随曲轴连杆颈做同步匀速回转运动,且回转半径相同,就可以保证磨削点沿连杆颈表面做恒线速运动,且不用对运动模型进行任何简化,磨除率自然恒定,因而曲轴C-S随动磨削法运动关系简单,控制容易,且不会产生模型简化误差。3.探讨普通外圆磨削与曲轴随动磨削的差别,提出普通外圆磨削的磨削力计算公式不适用于两种曲轴随动磨削。针对曲轴磨削的特点,通过分析比较两组曲轴磨削的磨削力计算公式,推导出适用于两种曲轴随动磨削的通用磨削力计算公式。分析两种曲轴随动磨削过程中产生的磨削力对加工精度的影响,并对其影响程度进行对比。4.分析影响曲轴随动磨削加工精度的主要因素,研究C-X与C-S随动磨削曲轴连杆颈时静态工艺系统误差、砂轮磨损和数控系统误差对曲轴连杆颈加工精度的影响,建立各相关误差影响因素的加工误差形成机理模型,分析各相关误差影响因素对曲轴连杆颈加工精度的影响程度,并分别对各因素对两种随动磨削的影响进行对比。

曲轴C-X与C-S随动磨削的作用机理与性能研究

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