雙自轉研磨成球機構對球度影響的研究.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--雙自轉研磨方式被提出，它是通過控制兩塊下研磨盤的轉速組合，實現(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)對雙自轉研磨方式的基礎理論、關鍵技術等方面做了許多相關研究，但其機構誤差對球體加工的影響仍未有人進行確切的描述，本文基于此，研究成球機構誤差對球體均勻研磨的影響。本文在完善雙自轉研磨方式理論，優(yōu)化雙自轉設備幾何結

2、構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)下的雙自轉研磨方式，通過建立幾何學、運動學模型，采用理論計算、數(shù)值模擬仿真，推導了研磨過程中球坯運動參數(shù)關系，研究了雙自轉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方法，以數(shù)值計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速組合等相應參數(shù)。
　　 為探索雙自轉研磨設備機構誤差對實現(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行了分析研究，它們是：1）研磨過程中下研磨內盤發(fā)生端跳；2）下研磨內盤傾斜；3）下研磨外盤非圓，存在兩個突起；4）槽型夾角角度發(fā)生改變。通過計算在各種機構誤差情況下球的運動參數(shù)得到各相應的研磨軌跡方程，并設定了相關誤差值采用MATLAB對球面研磨軌跡進行了仿真，繪制了球坯運動軌跡的分布情況，根據(jù)球面研磨軌跡點數(shù)量的標準差SQ對軌跡均勻性進行了評價。應用ADAMS軟件建立了雙自轉研磨方式的虛擬樣機模型，通過動態(tài)

4、仿真，分析比較了各誤差形式時球坯自轉角θ、自轉速度ωb、公轉速度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。
　　 為驗證理論仿真結果，選擇了下研磨內盤徑向誤差這一誤差形式對球坯進行了研磨實驗，設定下內盤徑向誤差△h，分別為20μm、50μm、80μm時對球坯進行加工，并與傳統(tǒng)V形槽研磨方式下進行了比較。通過比較球度大小及研磨均勻程度，分析了對加工結果的影響。實驗結果與相應的理論計算、模擬仿真結論基本符合。