凸輪軸高速磨削加工控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù).pdf

1、凸輪軸是許多重要裝備如轎車發(fā)動機、高端紡織機械的關(guān)鍵零件，其加工精度直接影響這些裝備的工作性能。傳統(tǒng)的凸輪軸磨削加工一般采用普通砂輪、運用靠模的方法來實現(xiàn)，這種磨削加工方法難以滿足凸輪軸高精度、高效率、高柔性和工序集中的加工要求。 本文從凸輪軸零件高精度、高效率和高柔性磨削加工的綜合目標出發(fā)，在分析和總結(jié)國內(nèi)外磨削加工領(lǐng)域最新研究成果的基礎(chǔ)上，面向CBN砂輪磨削的特定工藝要求，深入系統(tǒng)地研究了凸輪軸高速磨削加工控制系統(tǒng)所包含的理

2、論、優(yōu)化算法、關(guān)鍵技術(shù)等問題。 本文的主要研究工作有以下幾個方面： 針對凸輪表面輪廓型線復(fù)雜的特點，采用三次樣條曲線對凸輪表面輪廓進行擬合，然后基于磨削點搜索算法與解析算法推導(dǎo)了任意旋轉(zhuǎn)角度工件與砂輪切點位置的表達式，并基于系統(tǒng)速度、加速度約束提出了一種凸輪表面輪廓曲線插補算法，使機床在磨削過程中具有良好的動力學特性，提高了磨削加工精度。 深入研究了凸輪軸磨削加工的運動控制數(shù)學模型，推導(dǎo)了磨削點（即凸輪輪廓與砂輪

3、的切點）線速度與工件旋轉(zhuǎn)速度的數(shù)學關(guān)系、磨床機械傳動系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，為凸輪軸磨削加工控制優(yōu)化提供了理論依據(jù)。 凸輪軸磨削加工中，如何提高砂輪高頻率往復(fù)運動的響應(yīng)能力是一個主要的控制難點。本文設(shè)計了基于預(yù)見前饋的砂輪往復(fù)運動控制器，解決了砂輪運動的響應(yīng)滯后問題，提高了砂輪進給單元對擾動及參數(shù)變化的適應(yīng)能力。 在提高單軸控制精度的前提下，建立了基于伺服模型的兩軸誤差補償互耦模型?；诖四Ｐ?，在加工過程中采用模型參考