半球陀螺加工用球头砂轮修整装置研制与修整工艺研究

论文摘要

半球陀螺加工用球头砂轮在位修整技术是提高半球谐振子加工精度的一项关键技术,本文主要针对加工半球谐振子的铸铁基金刚石砂轮的电火花在位修整技术进行深入的研究。首先,深入了解半球谐振子的加工原理及加工机床的各项功能,并针对半球谐振子加工机床,提出砂轮在位修整装置设计方案。根据方案,深入分析各部分机械误差对砂轮整形精度的影响。影响砂轮整形精度的主要因素有主轴的跳动、砂轮与电极的进给误差、轴线角度误差、轴线异面误差、轴线对中误差等等。其中砂轮与电极轴线异面误差会产生砂轮形状上的误差,而其他误差会影响砂轮球径的尺寸精度。其次,将半球陀螺砂轮修整装置分为4个子系统分别进行设计。根据误差分析,选用高回转精度的电主轴及其驱动控制器组成装置的主轴系统,采用重复定位精度与分辨率高、直线度好的微位移工作台组成砂轮与电极的进给及其控制系统。根据电火花修整砂轮的要求设计电极与选择修整电源,组成修整装置的修整系统。根据砂轮修整方案,设计总装配图,将各子系统进行集成,组成半球陀螺砂轮修整实验装置。最后,利用半球陀螺砂轮修整实验装置,进行砂轮修整工艺试验研究。砂轮修整电源的各项参数对砂轮的整形精度、修整效果具有较大的影响。这其中包括修整电源的电压、电流、脉冲频率、占空比。对这4组参数,选取不同的参数值进行试验,得到在电压60V、电流3.3A、脉冲频率80kHz、占空比25%修整电参数组合下,砂轮的整形精度、修整效果最佳,砂轮的轮廓精度可以达到4.3μm以上,并且从砂轮微观表面形貌可以看出,金刚石磨粒突出比较均匀,突出效果好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 金属基金刚石砂轮修整的研究现状
• 1.3 课题主要研究的内容
• 第2章 球头金刚石轮修整装置方案设计与误差分析
• 2.1 球头砂轮修整装置设计简介
• 2.2 球头砂轮修整装置方案设计
• 2.2.1 球头砂轮修整原理
• 2.2.2 球头砂轮修整装置方案设计
• 2.3 球头砂轮形状误差分析
• 2.3.1 回转精度对砂轮精度的影响分析
• 2.3.2 进给误差对砂轮成形精度的影响分析
• 2.3.3 角度误差对砂轮成形精度的影响分析
• 2.3.4 异面误差对砂轮成形精度的影响分析
• 2.3.5 对中误差对砂轮成形精度的影响分析
• 2.3.6 其他误差对砂轮成形精度的影响
• 2.4 本章小结
• 第3章 半球陀螺加工用砂轮修整装置设计
• 3.1 半球陀螺加工用砂轮修整装置设计概述
• 3.2 修整系统设计
• 3.2.1 砂轮和电极以及供电电刷部分设计
• 3.2.2 脉冲修整电源部分设计
• 3.3 主轴及其进给系统设计
• 3.4 进给及其控制系统设计
• 3.5 主体框架结构系统设计
• 3.5.1 主轴装夹设计
• 3.5.2 砂轮电极装夹设计
• 3.5.3 总装配图设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 半球陀螺加工用砂轮修整工艺研究
• 4.1 修整工艺试验因素分析
• 4.2 半球陀螺砂轮修整工艺试验研究方案
• 4.3 修整参数对砂轮成形精度的影响
• 4.3.1 试验所用仪器设备和工艺条件
• 4.3.2 试验方法
• 4.3.3 试验结果与分析
• 4.4 修整参数对修锐效果的影响
• 4.4.1 试验方法
• 4.4.2 试验结果分析
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢