大直徑珩磨加工氣動在線測量量程優(yōu)化的仿真研究.pdf

1、珩磨是磨削加工中一種特殊高效的精加工方法，國產(chǎn)珩磨機無論制造水平、加工精度、還是控制方式等與國外珩磨機相比都存在著較大差距，難以滿足高尺寸精度、高形狀精度和高度自動化的實際要求。數(shù)控珩磨機研發(fā)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究成為我國先進制造裝備領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容之一。在線測量是數(shù)控珩磨機的重要組成部分，是形成珩磨機閉環(huán)控制系統(tǒng)的必需環(huán)節(jié)，也是控制珩磨孔加工尺寸分散度、提高形狀精度，保證加工質(zhì)量的有效手段。
　　本課題來源于“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制

2、造裝備”科技重大專項：2MK2250×150大功率船用柴油機用數(shù)控珩磨機項目（項目編號：2011ZX04002-122）。主要研究大型高檔數(shù)控珩磨機氣動測量系統(tǒng)中氣體介質(zhì)參數(shù)以及供壓方式的優(yōu)化設(shè)計原則，從而增大差壓式珩磨在線氣動測量系統(tǒng)的有效量程，并最終應(yīng)用于大型高檔數(shù)控珩磨機床的實際加工測量中。
　　本文以流體力學(xué)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合珩磨加工的特點，通過理論研究與仿真實驗相結(jié)合的方法和對珩磨氣動測量及氣體動力學(xué)的研究，分析研究了差壓

3、式氣動測量系統(tǒng)的特性。在此基礎(chǔ)上，利用流體仿真軟件 FLUENT對理論結(jié)果進行了驗證。主要研究內(nèi)容如下：
　　1.以流體力學(xué)理論為基礎(chǔ)，從氣路構(gòu)造和氣動變換環(huán)節(jié)的角度，比較了背壓式氣動測量系統(tǒng)和差壓式氣動測量系統(tǒng)的區(qū)別。為本文后續(xù)研究中，更加合理的仿真氣室結(jié)構(gòu)、噴嘴孔徑、取壓方式以及正確的選擇系統(tǒng)的工作點和邊界條件提供了必要的理論依據(jù)和明確的方向。
　　2.根據(jù)珩磨頭與差壓式氣動測量系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理，推導(dǎo)出了中高壓差壓式

4、氣動測量系統(tǒng)在四種工況下差壓?P與測量間隙 s之間的函數(shù)關(guān)系式及變換倍率的數(shù)學(xué)模型。
　　3.針對氣動測量系統(tǒng)的環(huán)境因素和氣體介質(zhì)的參數(shù)做了分析，著重研究了氣動測量系統(tǒng)中氣阻、氣容和氣感對系統(tǒng)性能的影響，為本文后續(xù)的仿真實驗提供了必要的理論基礎(chǔ)和明確的方向。
　　4.根據(jù)珩磨氣體介質(zhì)的特點和實驗相似理論，分析了差壓式氣動測量系統(tǒng)的?P-S理論特性曲線與氣動量儀量程的關(guān)系，提出了氣動測量系統(tǒng)特性曲線理論中點的概念，建立了通過氣