雙自轉(zhuǎn)研磨成球機(jī)構(gòu)對球度影響的研究.pdf

1、為提高精密球體的球度和加工一致性，一種新型的球體研磨方式--雙自轉(zhuǎn)研磨方式被提出，它是通過控制兩塊下研磨盤的轉(zhuǎn)速組合，實(shí)現(xiàn)球坯表面研磨軌跡的均勻分布，使球坯表面獲得均勻研磨，快速修正球形偏差，從而提高加工精度與加工效率。盡管已經(jīng)對雙自轉(zhuǎn)研磨方式的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)等方面做了許多相關(guān)研究，但其機(jī)構(gòu)誤差對球體加工的影響仍未有人進(jìn)行確切的描述，本文基于此，研究成球機(jī)構(gòu)誤差對球體均勻研磨的影響。本文在完善雙自轉(zhuǎn)研磨方式理論，優(yōu)化雙自轉(zhuǎn)設(shè)備幾何結(jié)

2、構(gòu)以提高球體精度方面具有重要意義。
　　 針對理想無誤差狀態(tài)下的雙自轉(zhuǎn)研磨方式，通過建立幾何學(xué)、運(yùn)動學(xué)模型，采用理論計(jì)算、數(shù)值模擬仿真，推導(dǎo)了研磨過程中球坯運(yùn)動參數(shù)關(guān)系，研究了雙自轉(zhuǎn)研磨方式對研磨切削等概率性的滿足條件和滿足程度。給出了研磨軌跡均勻性的評價(jià)方法，以數(shù)值計(jì)算的形式定量分析了球面研磨軌跡分布的均勻程度，確定了理想的研磨盤轉(zhuǎn)速組合等相應(yīng)參數(shù)。
　　 為探索雙自轉(zhuǎn)研磨設(shè)備機(jī)構(gòu)誤差對實(shí)現(xiàn)精密球體成球影響的大小，主要

3、針對四種可能存在的誤差形式進(jìn)行了分析研究，它們是：1）研磨過程中下研磨內(nèi)盤發(fā)生端跳；2）下研磨內(nèi)盤傾斜；3）下研磨外盤非圓，存在兩個(gè)突起；4）槽型夾角角度發(fā)生改變。通過計(jì)算在各種機(jī)構(gòu)誤差情況下球的運(yùn)動參數(shù)得到各相應(yīng)的研磨軌跡方程，并設(shè)定了相關(guān)誤差值采用MATLAB對球面研磨軌跡進(jìn)行了仿真，繪制了球坯運(yùn)動軌跡的分布情況，根據(jù)球面研磨軌跡點(diǎn)數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)差SQ對軌跡均勻性進(jìn)行了評價(jià)。應(yīng)用ADAMS軟件建立了雙自轉(zhuǎn)研磨方式的虛擬樣機(jī)模型，通過動態(tài)

4、仿真，分析比較了各誤差形式時(shí)球坯自轉(zhuǎn)角θ、自轉(zhuǎn)速度ωb、公轉(zhuǎn)速度ω的變化狀況，判斷了各誤差因素對球體研磨精度的影響大小。
　　 為驗(yàn)證理論仿真結(jié)果，選擇了下研磨內(nèi)盤徑向誤差這一誤差形式對球坯進(jìn)行了研磨實(shí)驗(yàn)，設(shè)定下內(nèi)盤徑向誤差△h，分別為20μm、50μm、80μm時(shí)對球坯進(jìn)行加工，并與傳統(tǒng)V形槽研磨方式下進(jìn)行了比較。通過比較球度大小及研磨均勻程度，分析了對加工結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與相應(yīng)的理論計(jì)算、模擬仿真結(jié)論基本符合。