二次旋轉內曲面精密磨削方法的研究.pdf

1、二次旋轉曲面的精密加工件在能源工程、航空航天、光學系統(tǒng)等領域，具有非常廣闊的應用前景。在不同的應用場合，旋轉曲面精密加工工序一般由精密磨削（或者精密車削）、研磨、拋光等組成，而其中的精密磨削加工技術是關鍵。通過提高磨削后的面形精度、改善磨削后的表面粗糙度，就可以提高后續(xù)研磨或拋光的質量和效率。在我國，雖然一些技術和理論問題已經(jīng)取得了一定的進展，但還有待做進一步的探索，至今，大型旋轉曲面精密磨削加工問題仍然是先進制造技術領域需要重要突破的

2、問題。
　　目前，針對復雜的自由曲面尤其是軸對稱二次旋轉曲面的磨削加工，主要有以下幾種不同的方式：
　?、俦紊拜喞饨悄ハ鞣?，即通過零件主軸與杯型砂輪主軸成一定角度移動杯型砂輪,利用杯形砂輪的棱角沿著待磨削零件母線進給以達到磨削加工零件的目的。
　?、谄矫嫔拜嘃c磨削法，就是以薄片式砂輪為磨具，對工件進行快速點磨削,為了提高磨削系統(tǒng)的剛性，在磨削加工時通常需要轉動砂輪或者工件姿態(tài)以使得砂輪主軸與工件磨削表面垂直。

3、　?、矍孳壽E圓弧包絡磨削法，其中日本學者Kuriyagawa等，在使用金剛石砂輪對微型陶瓷材料的旋轉非球面工件進行磨削加工時提出了一種曲面圓弧包絡磨削加工的概念，這對于旋轉非球曲面的精密磨削加工技術研究有著很大的引導作用。
　　針對大型二次旋轉內曲面精密磨削課題，本論文提出一種新的大型二次旋轉內曲面精密磨削原理，進行了嚴格的可行性分析，數(shù)學建模和仿真研究，最后基于所研發(fā)的工程實驗樣機對碳化硅毛坯進行了磨削試驗研究。
　　本

4、論文的研究工作主要包括以下四個部分：
　　首先，針對二次旋轉曲面的精密磨削提出了一種新的磨削原理且進行可行性分析，對磨削母線不干涉條件進行求解，求出此磨削原理適用的磨削對象，并對典型二次旋轉曲面包括旋轉拋物面，旋轉雙曲面等進行分析驗證。
　　其次，對砂輪與工件進行空間位置標定，在加工坐標系下建立砂輪與工件的位姿模型，引入等效磨削球概念，對磨削數(shù)控進行建模，得出磨削系統(tǒng)數(shù)控參數(shù)與當前磨削點的對應關系，并提出分層磨削理論，最后對

5、磨削軌跡進行離散化處理并完成數(shù)控編程。
　　再次，提出旋轉曲面磨削中殘留高度的概念，并基于本文提出的磨削方式對加工件表面的殘留高度進行計算，得出殘留高度的影響參數(shù)，并對不同的參數(shù)對殘留高度值的影響進行仿真分析，為提升加工表面質量，控制殘留高度進行刀軌優(yōu)化。
　　最后，討論砂輪加工過程中的主要磨損形式，分析砂輪磨損后形狀尺寸參數(shù)變化對實際磨削點位置的影響。進行砂輪磨損數(shù)學建模，對實際加工表面母線輪廓進行仿真分析，揭示砂輪磨損與