數(shù)字化精密曲線磨床若干關鍵技術問題的研究.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,我國每年都需花費巨資進口200-300余臺精密光學輪廓磨床或工具磨床以及各種多功能復雜曲面磨床,用于民用和軍用模具、復雜曲面零件、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、高精度的機床裝備.而我國磨削加工技術的研究雖然有近五十年的歷史,但總體水平與發(fā)達國家相差較大,特別是高性能具有在線檢測的磨削技術研究較少.鑒于上述原因,上海交通大學制造技術與自

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

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

4、幾何精度研究;(2)使用有限元方法進行結(jié)構優(yōu)化設計的研究.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,證明了在無進給狀況下較長時間內(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強度遠遠小于鑄鐵的屈服強度,因此強度問題并不再是設計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計考慮要點這一新思路.(3)通過