曲軸非圓磨削表面幾何形狀誤差及其在線測(cè)量方法的研究.pdf

1、曲軸是各種內(nèi)燃機(jī)的關(guān)鍵零部件，其軸頸的圓度誤差直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的配合精度、旋轉(zhuǎn)精度、摩擦、振動(dòng)和噪聲，伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對(duì)曲軸的制造精度、效率和質(zhì)量提出了更高的要求。曲軸非圓磨削技術(shù)的出現(xiàn)雖然提高了磨削效率，但是在非圓磨削特殊的跟蹤磨削過程中，影響工件幾何尺寸和形狀誤差的因素不同于常規(guī)磨削，其加工過程中的質(zhì)量控制的難度也更加困難。因此開展曲軸非圓磨削加工中表面幾何形狀誤差及其在線測(cè)量方法的研究工作，不僅有利于提高加工精度，促進(jìn)曲軸非

2、圓磨削在線檢測(cè)技術(shù)的完善和推廣，而且對(duì)于我國(guó)先進(jìn)制造裝備水平及國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的提升也有積極的作用，具有重要的理論意義和經(jīng)濟(jì)意義。 本文以曲軸非圓磨削加工中的表面形狀誤差和幾何尺寸為主線，對(duì)影響磨削加工精度的主要因素、曲軸非圓磨削過程振動(dòng)及其與工件表面波紋度之間的聯(lián)系、在線檢測(cè)方法及圓度誤差分離方法等關(guān)鍵技術(shù)展開研究，論文的主要研究工作和取得的成果如下： 本文首先研究了曲軸連桿頸非圓磨削運(yùn)動(dòng)過程及影響曲軸加工表面幾何形狀誤差的

3、主要因素，探討了由磨削力引起工件彈性變形對(duì)加工精度的影響，并建立了補(bǔ)償模型，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證補(bǔ)償模型能有效降低彈性變形產(chǎn)生的影響。 其次對(duì)曲軸非圓磨削過程的振動(dòng)現(xiàn)象及其對(duì)磨削表面波紋度的影響進(jìn)行了研究。應(yīng)用雙再生反饋模型對(duì)曲軸連桿頸非圓磨削顫振的機(jī)理進(jìn)行分析，探討了砂輪磨削切點(diǎn)線速度變化和曲軸變速轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)顫振的抑制作用：建立了曲軸連桿頸非圓磨削的六自由度動(dòng)力學(xué)模型，通過模態(tài)分析方法對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程組解耦后，對(duì)強(qiáng)迫振動(dòng)產(chǎn)生影響進(jìn)行了仿真計(jì)

4、算。 本文提出了能夠同時(shí)對(duì)曲軸非圓磨削加工中軸頸圓度和直徑進(jìn)行在線測(cè)量的主動(dòng)跟蹤測(cè)量方法，并開發(fā)了與曲軸非圓磨床配套的主動(dòng)跟蹤測(cè)量裝置，分析了跟蹤測(cè)量裝置系統(tǒng)誤差及其對(duì)跟蹤測(cè)量精度的影響。 本文提出了將曲軸非圓磨削中軸頸圓度誤差和系統(tǒng)誤差從測(cè)量數(shù)據(jù)中進(jìn)行分離的三點(diǎn)跟蹤圓度誤差分離方法，并探討了影響三點(diǎn)跟蹤法誤差分離精度的因素。研究了采用小波變換原理對(duì)傳感器組采集信號(hào)局部特征進(jìn)行分析和提取的方法。 最后通過計(jì)算機(jī)仿