高精密外圓磨削系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化研究.pdf

1、外圓磨削過程中，由于不穩(wěn)定磨削產(chǎn)生的振動，導(dǎo)致加工工件尺寸精度、形位精度、表面粗糙度和表面波紋度現(xiàn)象的惡化。基于與XX機床廠合作課題“MGB1412x250型高精度外圓磨床動態(tài)優(yōu)化”的研究，對該類型機床的磨削振動尤其是顫振抑制進行分析探討，提高了外圓磨床的加工精度。通過對外圓磨床進行的結(jié)構(gòu)動態(tài)特性分析和磨削過程的穩(wěn)定性預(yù)測，完成了以穩(wěn)定磨削條件下的高生產(chǎn)效率和高加工質(zhì)量為優(yōu)化目標(biāo)的動態(tài)優(yōu)化，探討了設(shè)計、制造、檢驗、加工生產(chǎn)與維護的整個生

2、命周期中的動態(tài)優(yōu)化方法。 本課題采用動態(tài)子結(jié)構(gòu)法將結(jié)構(gòu)及聯(lián)接方式復(fù)雜的外圓磨床按各部件功能及其組合方式不同，劃分為砂輪主軸系統(tǒng)、頭架-主軸系統(tǒng)、尾架、砂輪架、滑鞍、工作臺和床身等將相對簡單的子結(jié)構(gòu)，便于確保計算結(jié)果的準確性及進一步子結(jié)構(gòu)動態(tài)優(yōu)化的實施。在邊界條件的確定上，通過動態(tài)試驗頻響函數(shù)法識別了剛度、阻尼等等效動力學(xué)參數(shù)，并利用試驗測試結(jié)果修正邊界條件，獲得了接近真實工況的結(jié)構(gòu)動態(tài)特性數(shù)值計算結(jié)果，為結(jié)構(gòu)動態(tài)優(yōu)化提供依據(jù)。

3、 在外圓磨削系統(tǒng)穩(wěn)定性研究中，基于對磨削過程中顫振機理、特性的分析及切入磨、縱磨加工中顫振導(dǎo)致的不穩(wěn)定磨削現(xiàn)象的研究，分別建立外圓切入磨及縱磨的工件顫振和砂輪顫振動力學(xué)模型，并通過對模型的求解分析預(yù)測顫振頻率，建立適合外圓切入磨和縱磨特點的穩(wěn)定性預(yù)測理論及穩(wěn)定性判據(jù)，進而通過外圓磨削穩(wěn)定性極限圖解法分析磨床結(jié)構(gòu)和磨削過程工藝參數(shù)對磨削穩(wěn)定性的影響，提出外圓磨削穩(wěn)定性的評價方法，為磨削穩(wěn)定性的預(yù)測分析、動態(tài)優(yōu)化及其工程應(yīng)用提供理論依

4、據(jù)和方法。 設(shè)計并實施了MGB1412x250型高精度半自動外圓磨床的模態(tài)試驗、空轉(zhuǎn)試驗和磨削動態(tài)試驗。通過模態(tài)試驗識別外圓磨床整機及各子結(jié)構(gòu)的各階固有頻率，驗證了外圓磨床結(jié)構(gòu)動態(tài)特性分析的理論計算結(jié)果。對不同工藝參數(shù)匹配下的空轉(zhuǎn)及磨削試驗數(shù)據(jù)變化規(guī)律的分析，為磨削穩(wěn)定性理論提供試驗數(shù)據(jù)驗證，此外，分析故障頻率現(xiàn)象及其規(guī)律，獲得了消除故障頻率的減振方法。 基于結(jié)構(gòu)動態(tài)特性分析、穩(wěn)定性理論研究及動態(tài)試驗，采用結(jié)構(gòu)動態(tài)優(yōu)化結(jié)