曲軸非圓磨削軌跡控制關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、曲軸是各種內(nèi)燃機(jī)的關(guān)鍵零件，高效、高精度加工曲軸一直是內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)廠家追求的目標(biāo)。傳統(tǒng)的曲軸磨削加工采用專用夾具調(diào)偏心方法加工連桿頸，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)設(shè)備柔性差。國(guó)外曲軸非圓磨削雖然有現(xiàn)成的產(chǎn)品，但價(jià)格昂貴，且其核心技術(shù)并不公開(kāi)，有關(guān)曲軸非圓磨削的關(guān)鍵控制技術(shù)都是各生產(chǎn)企業(yè)的絕密技術(shù)，幾乎沒(méi)有實(shí)質(zhì)性公開(kāi)論文或資料發(fā)表。國(guó)內(nèi)雖然華中理工、湖南大學(xué)等進(jìn)行了一定的理論研究，但還沒(méi)有產(chǎn)品推出。 由于磨削機(jī)理的復(fù)雜性、隨機(jī)性、不確定性，

2、以及曲軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜剛性差，變形量大，再加上數(shù)控系統(tǒng)本身對(duì)非圓磨削精度的影響，僅按理論運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行數(shù)控磨削無(wú)法保證曲軸的最終質(zhì)量要求。因此，分析并計(jì)算各種因素對(duì)曲軸非圓磨削過(guò)程的影響，建立準(zhǔn)確補(bǔ)償模型是實(shí)現(xiàn)曲軸非圓磨削控制的關(guān)鍵問(wèn)題。 本文根據(jù)磨削機(jī)理，綜合考慮磨削過(guò)程中的精度要求和表面質(zhì)量，分析了曲軸非圓磨削過(guò)程的各種影響因素，在基于運(yùn)動(dòng)模型基礎(chǔ)上建立了補(bǔ)償模型，完成了以下創(chuàng)造性的工作： 1.為同時(shí)保證磨削加工尺寸精度和表

3、面質(zhì)量，提出了以恒線速度運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)的帶恒磨除率補(bǔ)償曲軸非圓加工的運(yùn)動(dòng)模型，恒線速度可保證曲軸連桿頸的表面質(zhì)量，恒磨除率可保證工件的加工精度，實(shí)現(xiàn)了表面質(zhì)量與加工精度的雙重控制。 2.曲軸的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不同角度下的剛度不同，受力變形也不相同。針對(duì)曲軸連桿頸磨削過(guò)程受磨削力的變形量不同，提出了四點(diǎn)剛度受力變形計(jì)算方法，并根據(jù)曲軸磨削過(guò)程特點(diǎn)，給出了曲軸非圓磨削的磨削力計(jì)算公式，為曲軸非圓磨削過(guò)程中的力變形誤差補(bǔ)償?shù)於嘶A(chǔ)。

4、3.研究了數(shù)控插補(bǔ)及伺服滯后對(duì)磨削質(zhì)量的影響，證明伺服系統(tǒng)的響應(yīng)滯后對(duì)非圓磨削的曲軸連桿頸造成較大圓度誤差。如不對(duì)其做出補(bǔ)償，數(shù)控系統(tǒng)將難以保證曲軸連桿的加工精度。根據(jù)伺服響應(yīng)，給出了伺服響應(yīng)滯后誤差的計(jì)算公式，用于補(bǔ)償控制。 4.針對(duì)曲軸非圓磨削的復(fù)雜變形及各種誤差，曲軸連桿非圓磨削要實(shí)現(xiàn)恒磨除率磨削，其切入深度要隨誤差不同進(jìn)行調(diào)整。本文提出了基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論切入深度預(yù)測(cè)計(jì)算方法，解決了曲軸非圓磨削過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)控制。