切削点均匀分布的曲轴磨运动控制模型研究

论文摘要

曲轴是汽车发动机和其它内燃机的关键零件,需求量大,种类众多,加工精度要求高。因为曲轴的加工精度对发动机的性能起决定性的作用,所以其加工质量和加工效率将直接影响汽车工业的发展。为了实现曲轴磨削加工的高效率、高精度和高柔性,本文提出了切削点均匀分布的曲轴磨削法。本文系统的研究了切削点均匀分布的磨削法原理设计的曲轴磨床和工件匀速前进时磨削原理设计的曲轴磨床,以及对这两种方法进行比较,提出最优法。本文以提高曲轴磨削加工的高效性,高精度和高柔性为主要目标,从运动学角度分析了切削点均匀分布磨削法对加工误差的影响,探讨了切削点均匀分布磨削法对当量磨削厚度和磨削力的影响及变化规律,给出了修正后的运动模型及在此基础上提出了误差补偿技术。本文主要的研究工作包括以下内容：1.研究曲轴的运动轨迹,推导出曲轴运动的曲线方程,选取磨削参数,建立控制点参数模型。2.根据曲轴运动的曲线方程,在切削点均匀分布的条件下研究砂轮和曲轴连杆颈之间的基本运动模型和相对运动模型。最后比较两者对磨削加工影响的一致性。3.结合曲轴运动曲线的复杂特点,比较完曲轴连杆颈基本运动模型和相对运动模型对磨削加工影响的一致性后,在此基础上来分析这种方法产生的误差,并由此提出误差补偿技术。误差补偿实际模型有待后续研究。通过以上研究,在MATLAB基础上仿真计算结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外现状
• 1.2.2 国内现状
• 1.2.3 存在的问题
• 1.3 研究意义、内容和文章结构
• 1.3.1 研究意义、内容
• 1.3.2 文章结构
• 第二章 曲轴连杆颈磨削加工原理
• 2.1 引言
• 2.2 基本磨削原理
• 2.2.1 磨削加工特点
• 2.2.2 磨削基本参数
• 2.2.3 切削层尺寸
• 2.2.4 表征砂轮与工件干涉量的参数
• 2.2.5 表示可磨削性的参数
• 2.2.6 磨削力计算
• 2.3 曲轴连杆颈切削点跟踪磨削法优缺点分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 切削点均匀分布的曲轴连杆颈磨削加工法
• 3.1 引言
• 3.2 切点均匀分布的曲轴连杆颈磨削运动曲线方程
• 3.2.1 运动曲线方程推导
• 3.2.2 影响磨削好坏的参数
• 3.2.3 建立运动控制模型方程的原则
• 3.3 基于匀速度运动原则的曲轴连杆颈磨削的运动方程
• 3.3.1 按照磨削点匀速运动建立运动方程
• 3.3.2 曲轴运动特性分析
• 3.3.2.1 切削点处切向速度和法向速度分析
• 3.3.2.2 运动特性对磨削质量的影响
• 3.4 相对数学运动模型
• 3.4.1 运动方程修正
• 3.4.2 对结果进行分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 误差分析与补偿
• 4.1 引言
• 4.2 误差因素分析
• 4.2.1 切点均匀分布磨削法的加工精度分析
• 4.2.1.1 工件静、动态特性对加工精度的影响
• 4.2.1.2 机床静、动态特性对加工精度的影响
• 4.2.1.3 数学模型误差对加工精度的影响
• 4.3 加工误差分析
• 4.3.1 砂轮半径对加工误差的影响
• 4.3.2 砂轮架滞后对误差的影响
• 4.4 误差补偿模型
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 论文完成的工作
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 附录Ⅰ 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢