高速高精凸輪軸磨床砂輪架優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、凸輪軸等異形零件是發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)、紡織機(jī)械及自動化生產(chǎn)線的關(guān)鍵零件,其加工精度、效率、表面質(zhì)量等要求越來越高,推動了高速隨動磨削技術(shù)的發(fā)展。砂輪架是凸輪軸磨床關(guān)鍵的功能部件,高速高精凸輪軸磨削中存在的輪廓誤差、粗糙度、波紋度等問題對砂輪架的動力學(xué)特性提出了新的要求,解決這些問題主要從砂輪架的結(jié)構(gòu)形式及主軸和進(jìn)給系統(tǒng)的跟蹤能力著手。針對上述問題,在分析國內(nèi)外凸輪軸磨削最新研究發(fā)展與應(yīng)用的基礎(chǔ)上,開展高速高精CBN凸輪軸磨床的核心部件——動

2、靜壓軸承電主軸、直線電機(jī)結(jié)構(gòu)形式的砂輪架的研究工作。
　　研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:恒線速度凸輪軸磨削運(yùn)動學(xué)分析,磨削力分析與仿真,磨床砂輪架整體結(jié)構(gòu)設(shè)計及強(qiáng)度校核與模態(tài)分析等。
　　首先,建立了恒線速度凸輪軸磨削運(yùn)動學(xué)模型。分析凸輪等異形零件輪廓曲線,采用三次樣條插值方法擬合凸輪升程曲線,建立凸輪轉(zhuǎn)角、砂輪架中心位移的運(yùn)動學(xué)模型,得到恒線速度磨削加工時砂輪架理論位移、速度、加速度表達(dá)式,求解最大速度、加速度,為后期結(jié)構(gòu)

3、設(shè)計進(jìn)給電機(jī)選型提供理論依據(jù)。
　　其次,進(jìn)行了磨削力分析與仿真。運(yùn)用概率統(tǒng)計方法模擬砂輪沙粒磨削狀態(tài),運(yùn)用有限元仿真手段建立單顆磨粒高速磨削動力學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上求解磨削力,為砂輪驅(qū)動電機(jī)選型奠定基礎(chǔ)。
　　最后,完成了砂輪架整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。在凸輪軸磨削運(yùn)動學(xué)分析、磨削力計算的基礎(chǔ)上進(jìn)行CBN凸輪軸磨床砂輪架方案設(shè)計。運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件,對關(guān)鍵零部件進(jìn)行了強(qiáng)度校核,從而保證砂輪架的強(qiáng)度并提高了砂輪架剛性,實(shí)現(xiàn)輕