研磨運動軌跡在線檢測系統(tǒng)設(shè)計-文庫吧資料
2025-07-13 16:12本頁面
【正文】 因此如何控制好轉(zhuǎn)速比()就成了研磨軌跡曲線的關(guān)鍵。但是，會降低工件表面相對研磨盤運動的平均速度，從而降低了材料的去除率。對于特定的行星式研磨設(shè)備，可調(diào)節(jié)的研磨運動參量是研磨盤的轉(zhuǎn)速和太陽輪的轉(zhuǎn)速 。行星輪的自轉(zhuǎn)使由于工件中心與研磨盤中心之間的距離隨時間周期性變化，故該行星室研磨機(jī)構(gòu)也是一種不定偏心式研磨方式。對方形、圓弧形、倒角形Peano曲線的研磨軌跡 (、)進(jìn)行了探討[9]，認(rèn)為分形軌跡比定偏心和不定偏心軌跡更有利于獲得更高的平面度，特別是工件面積增大時，這一結(jié)果更加明顯。Peano曲線的D=2，能夠通過某個正方形的所有點(也就是能夠充滿整個平面)。如海岸線，其分形維數(shù)滿足條件IDI．3，分布的范圍雖然長度方向很長，但徑向范圍很小。假設(shè)分形維數(shù)用D表示，滿足條件1D2的分形曲線是，即便滿足自相似的特征。理論上講，分形維數(shù)為1的曲線是不可能規(guī)則地鋪滿平面的，必然存在交叉點或空隙，而分形維數(shù)為2的Peano曲線(或稱Hilbert曲線)具有這樣的優(yōu)勢。實際上，理想的平面研磨軌跡應(yīng)具有如下特征:(1)軌跡線必須是自回避的(或稱非自交的)，否則會出現(xiàn)局部去除過多；(2)軌跡線必須均勻分布滿整個平面。因此，此種加工方式主要用于粗研磨。典型的研磨軌跡有兩種形式，一種是傳統(tǒng)往復(fù)式。也可以回轉(zhuǎn)運動或平移運動，小研磨盤在計算機(jī)控制下按一定的路徑歷經(jīng)整個工件表面。 當(dāng)時，研磨軌跡圖 當(dāng)時，研磨軌跡圖雙軸式、直線式、搖擺式研磨設(shè)備有一個共同的特點：工件的被加工面是隨時被研磨盤所覆蓋著的，屬于大研磨盤小工件加工方式，其優(yōu)點是工件加工時不至于有未加工到的死角，研磨加工狀態(tài)穩(wěn)定；缺點是隨著工件尺寸的增加，則設(shè)備的尺寸也需大幅增加，巨大的工作臺不僅耗資甚巨，主軸的精度和研磨盤、拋光墊的面形精度也將因面積的增大而受到考驗。研磨軌跡在加工面上的均勻程度與工件和拋光盤之間的轉(zhuǎn)速比()有著密切的關(guān)系，其大致趨勢為：當(dāng)轉(zhuǎn)速比越不規(guī)則或越接近除不盡時，研磨軌跡的分布越致密。[8]： （）式中：—搖臂搖動的角速度；—工件轉(zhuǎn)速；— 研磨盤轉(zhuǎn)速；— 研磨頭圓心與搖臂固定點之間的距離；—和工件等大小的研磨頭的半徑；—研磨盤的半徑； — 研磨盤圓心與搖臂固定點之間的距離；— 工件上一點P到工件中心之間的距離。典型的搖擺式設(shè)備的研磨盤以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，工件夾頭裝在搖臂上，借著搖臂的往復(fù)擺動而產(chǎn)生扇形搖擺。因此．此種研磨機(jī)構(gòu)是今后生產(chǎn)應(yīng)用中的主流機(jī)床。實際上，直線式研磨使用的不是研磨盤，而是具有柔性的砂帶(磨粒涂覆在履帶上)，工件做單純的回轉(zhuǎn)運動或在做回轉(zhuǎn)運動的同時，附加一個垂直于砂帶運動方向橫向運動或是繞固定點的擺動。工件尺寸一定時，偏心距增加至一定值即可近似認(rèn)為研磨盤不是在作回轉(zhuǎn)運動而是直線運動。[6]: （） 式中：—工件移動速度不定偏心式設(shè)備的研磨軌跡均勻性明顯好于定偏心式設(shè)備，更有利于工件面形精度的提高，適合于加工大尺寸(直徑大于200mm)的工件。從運動軌跡的角度對此進(jìn)行的解釋，認(rèn)為當(dāng)時工件材料去除均勻性并非最好，而是越靠近工件中心材料去除率越低。當(dāng)時，工件與研磨盤的相對速度大小相等()，在工件上各點加工載荷相同的條件下，可認(rèn)為材料去除均勻。一般認(rèn)為當(dāng)工件轉(zhuǎn)速與研磨盤轉(zhuǎn)速相等，即時，被加工表面材料去除均勻性最好。研磨盤上任意一顆磨粒P(距研磨盤中心O為,起始轉(zhuǎn)角為θ),相對于工件的運動軌跡方程如下[4]： （）式中： —工件轉(zhuǎn)速； —研磨盤轉(zhuǎn)速；—偏心距，即工件、研磨盤的中心距離。根據(jù)工件軸心與研磨盤軸心的距離在加工過程中是否發(fā)生變化，又可分為定偏心和不定偏心兩類。反之，計算工件相對研具的運動軌跡． 單面研磨拋光設(shè)備主要有雙軸式、直線式、搖擺式、計算機(jī)控制小工具四種類型，其中前三者是用大工具盤加工小工件。運動分析是研磨軌跡均勻性研究的基礎(chǔ)，已有研究通常作如下假設(shè)：(1) 工件、磨粒、研磨盤均為剛體；(2)工件被加工表面、研磨盤工作面均為理想平面：(3) 磨粒固定在研磨盤工作面上；(4) 所有磨粒粒徑都相同；(5) 磨粒不破碎、不脫落；(6)忽略工件、研磨盤轉(zhuǎn)動誤差。其中單面研磨包括雙軸式、直線式、軌道式、計算機(jī)控制小工具式等形式，而雙面則以行星式研磨為主，通過研磨軌跡的角度來分析上述不同研磨形式的優(yōu)缺點。下面我們主要從磨粒相對工件的運動軌跡角度對平面研磨軌跡來進(jìn)行研究。相應(yīng)軌跡均勻性的意義分別體現(xiàn)在：保證工件表面各點有相同的材料去除概率，保證工具盤均勻磨損。為使工件表面研磨均勻，從運動學(xué)角度歸納出如下的平面研磨最佳運動學(xué)條件[2]：(1)工件相對研具作平面運動，應(yīng)保證工件被研磨表面上各點相對研具均有相同或相近的研磨軌跡；(2)研磨運動是由工件與研具之間的相對運動實現(xiàn)的，工件表面上各點的研磨運動速度應(yīng)盡可能相同；(3)研磨運動方向應(yīng)不斷變化，研磨紋路交錯多變，以利于工件加工表面粗糙度的降低，但應(yīng)盡量避免工件被研磨表面上各點相對研具的研磨軌跡曲率變化過大；(4)研具或拋光盤工作表面的形狀精度會反映到工件表面上，所以工件的運動軌跡應(yīng)遍及整個研具表面并且分布均勻，以利于研具的均勻磨損；(5)工件相對研具在被研磨材料的去除方向上具有運動自由度，這樣可以避免因研磨機(jī)械的導(dǎo)向精度不高而引起誤差。第二章 平面研磨軌跡總體方案 研磨是利用磨具通過磨料作用于工件表面，進(jìn)行微量加工的過程 。為了使被研磨表面獲得極低的表面粗糙度值，研磨運動軌跡是決定性的重要因素。 此外，還有一種采用類似無心磨削原理的無心研磨機(jī)，用于研磨圓柱形工件。 由正、反向旋轉(zhuǎn)的主軸帶動工件或研具（可調(diào)式研磨環(huán)或研磨棒）旋轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)比較簡單，用于研磨內(nèi)、外圓柱面，[2]: 轉(zhuǎn)軸式研磨機(jī) 磁力研磨機(jī)是通過采用磁場力量傳導(dǎo)至不銹鋼磨針使工件作高頻率旋轉(zhuǎn)運動；可對精密工件內(nèi)孔、死角、細(xì)小夾縫起到明顯較好的拋光研磨去除毛刺的效果。單盤研磨機(jī)只有一個下研磨盤，用于研磨工件的下平面，可使形狀和尺寸各異的工件同盤加工，研磨精度較高。雙盤研
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