高精密外圓磨削系統(tǒng)動(dòng)態(tài)優(yōu)化研究.pdf

1、外圓磨削過(guò)程中，由于不穩(wěn)定磨削產(chǎn)生的振動(dòng)，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?；谂cXX機(jī)床廠合作課題“MGB1412x250型高精度外圓磨床動(dòng)態(tài)優(yōu)化”的研究，對(duì)該類(lèi)型機(jī)床的磨削振動(dòng)尤其是顫振抑制進(jìn)行分析探討，提高了外圓磨床的加工精度。通過(guò)對(duì)外圓磨床進(jìn)行的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析和磨削過(guò)程的穩(wěn)定性預(yù)測(cè)，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(dòng)態(tài)優(yōu)化，探討了設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、加工生產(chǎn)與維護(hù)的整個(gè)生

2、命周期中的動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法。 本課題采用動(dòng)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(tái)和床身等將相對(duì)簡(jiǎn)單的子結(jié)構(gòu)，便于確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性及進(jìn)一步子結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化的實(shí)施。在邊界條件的確定上，通過(guò)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)頻響函數(shù)法識(shí)別了剛度、阻尼等等效動(dòng)力學(xué)參數(shù)，并利用試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果修正邊界條件，獲得了接近真實(shí)工況的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性數(shù)值計(jì)算結(jié)果，為結(jié)構(gòu)動(dòng)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(duì)磨削過(guò)程中顫振機(jī)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(dòng)力學(xué)模型，并通過(guò)對(duì)模型的求解分析預(yù)測(cè)顫振頻率，建立適合外圓切入磨和縱磨特點(diǎn)的穩(wěn)定性預(yù)測(cè)理論及穩(wěn)定性判據(jù)，進(jìn)而通過(guò)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(guò)程工藝參數(shù)對(duì)磨削穩(wěn)定性的影響，提出外圓磨削穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法，為磨削穩(wěn)定性的預(yù)測(cè)分析、動(dòng)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(jì)并實(shí)施了MGB1412x250型高精度半自動(dòng)外圓磨床的模態(tài)試驗(yàn)、空轉(zhuǎn)試驗(yàn)和磨削動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。通過(guò)模態(tài)試驗(yàn)識(shí)別外圓磨床整機(jī)及各子結(jié)構(gòu)的各階固有頻率，驗(yàn)證了外圓磨床結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析的理論計(jì)算結(jié)果。對(duì)不同工藝參數(shù)匹配下的空轉(zhuǎn)及磨削試驗(yàn)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(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)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(dòng)態(tài)特性分析、穩(wěn)定性理論研究及動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，采用結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化結(jié)