數(shù)字化精密曲線磨床若干關(guān)鍵技術(shù)問題的研究.pdf

1、隨著國防工業(yè)、模具加工和刀具制造業(yè)的高速發(fā)展,我國每年都需花費(fèi)巨資進(jìn)口200-300余臺精密光學(xué)輪廓磨床或工具磨床以及各種多功能復(fù)雜曲面磨床,用于民用和軍用模具、復(fù)雜曲面零件、刀具等加工.此外,西方國家為了限制我國軍事工業(yè)的發(fā)展,禁止向我國軍工企業(yè)出售這些高性能、高精度的機(jī)床裝備.而我國磨削加工技術(shù)的研究雖然有近五十年的歷史,但總體水平與發(fā)達(dá)國家相差較大,特別是高性能具有在線檢測的磨削技術(shù)研究較少.鑒于上述原因,上海交通大學(xué)制造技術(shù)與自

2、動(dòng)化所所長胡德金教授提出了《基于圖像在線識別的復(fù)雜曲面精密磨削關(guān)鍵技術(shù)及裝備的研究開發(fā)》這一課題,旨在①研究開發(fā)一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的、能實(shí)現(xiàn)CCD精密圖像采集與在線精密檢測的、多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)字控制的精密點(diǎn)磨削技術(shù),并研制一臺數(shù)控精密點(diǎn)磨削磨床樣機(jī).②研究開發(fā)數(shù)控精密點(diǎn)磨削成套技術(shù),并達(dá)到國際先進(jìn)水平.2002年9月上海交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院機(jī)械制造與自動(dòng)化研究所聯(lián)合上海第三機(jī)床廠正式啟動(dòng)了《基于圖像在線識別的復(fù)雜曲面精密磨削關(guān)鍵技術(shù)及裝備的研究

3、開發(fā)》這一項(xiàng)目,該項(xiàng)目被列為上海市2002年重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目.作者通過參加《基于圖像在線識別的復(fù)雜曲面精密磨削關(guān)鍵技術(shù)及裝備的研究開發(fā)》這一項(xiàng)目,對其中的若干技術(shù)問題進(jìn)行了研究.在該項(xiàng)目中,作者主要承擔(dān)工作有:(1)現(xiàn)有機(jī)床——MK9025精密數(shù)控曲線磨床的全性能實(shí)驗(yàn);(2)新一代多功能數(shù)字化精密曲線磨床的總體設(shè)計(jì)、三維造型、及機(jī)床零部件的有限元分析.在研究開發(fā)過程中,重點(diǎn)對下列問題進(jìn)行了研究:(1)MK9025精密數(shù)控曲線磨床熱變形和

4、幾何精度研究;(2)使用有限元方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究.通過對上述問題的研究,取得了以下成果:(1)通過對MK9025精密數(shù)控曲線磨床熱變形的研究,證明了在無進(jìn)給狀況下較長時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)磨削火花的原因是由于在磨削過程中主軸徑向熱變形所引起的(2)通過有限元分析,證明了數(shù)字化精密曲線磨床整機(jī)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鑄鐵的屈服強(qiáng)度,因此強(qiáng)度問題并不再是設(shè)計(jì)所要考慮的主要問題,從而提出將影響加工精度的切削區(qū)的最大變形量作為設(shè)計(jì)考慮要點(diǎn)這一新思路.(3)通過