异型石材加工中心磨抛砂轮创新改造设计研究
异型石材成形加工刀具工艺的研究
提 高加 工 效 率 。
关 键 词 ：异 型 石 材 ；刀 具工 艺 ；成 形 加 工 中 图分 类 号 ：Ｔ ７４ ４ Ｕ ５ ， 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１０ — ８ １ （０ ０ ４— ２ ３ ０ １ ３ ８ ２ １ ）２ ００—
Ｓ ｕ ｈ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｏ ｏ ｎ Ｍ ｏ ｄ ｎｇ Ｍ ａ ｈｉ ｉ ｇ ｏ ｈｅ Ｐｒ ｆｌｄ Ｓ ｏ ｅ ｔ ｄｙ ｔ ｅ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｆ Ｔｏ ｌｉ ｌ ｉ ｃ ｎ ｎ ｆｔ ｏ ｅ ｔ ｎ ｉ
异型螺杆数控磨床的研制
异型螺杆数控磨床的研制Developmen t of CNC Grinding Machine for Special _shaped Screw王隆太 李吉中 李雪峰 唐春阳(扬州大学)摘 要:进行异型螺杆磨削时,除了要求机床实现螺旋运动之外,还需要适时进行砂轮截形的计算,并按所计算截形进行砂轮的修整。
针对这个要求,研制了异型螺杆数控磨床,实现对异型螺杆整个磨削过程的自动化。
关键词:异型螺杆 磨削加工 数控机床 砂轮修整 螺杆是一种常见的机械零件,被广泛应用于压缩机、冷冻机、螺杆泵、橡塑机械等产品。
由于应用目的不同,螺旋面成形机理各异,螺杆型线也复杂多样,这给螺杆的加工带来很大的困难。
目前,我国螺杆加工工艺普遍比较落后,通常采用铣(车)削成形 热处理 手工研磨抛光工艺[1];除少数企业进口国外螺杆磨床之外,绝大多数螺杆生产企业均未对螺杆进行磨削加工。
致使螺杆型线精度低,表面粗糙度差,严重地影响相关产品的质量。
如铣削的齿形精度只能达到0.22~0.44mm,齿面粗糙度R a 1.6~3.2 m,而磨削加工的精度可达0.005mm,粗糙度达R a 0.1~0.2 m 。
此外,螺杆最后的手工抛光劳动条件恶劣,生产环境污染严重,这是 目前机械行业中少有的落后工艺[1]。
为满足国内市场的需要,笔者经过近两年的攻关,研制成功了一台异型螺杆数控磨床。
本文概要介绍所研制磨床的相关技术。
1 异型螺杆磨削原理分析异型螺杆磨削加工一般是根据成形磨削原理实现的。
如图1所示,螺杆的应用领域不同,其截面形状的构成差异很大,就同一类螺杆而言,其型线也随螺杆直径、导程、螺旋角等参数的变化而变化。
根据成形磨削的要求,不同型线的螺杆需要用不同截形的砂轮进行磨削。
因而,螺杆的成形磨削,首先需要计算磨削砂轮的截面形状。
砂轮截形的计算过程复杂,理论性较强,图1 不同类型螺杆的端面截形其计算步骤如下:(1)由螺杆端截面(或轴截面)型线参数,构造螺杆螺旋面方程;(2)根据螺杆与磨削砂轮空间啮合原理,由螺杆螺旋面方程推导计算螺杆与磨削砂轮的瞬时啮合线;(3)由瞬时啮合线求出砂轮截面形状。
内圆磨砂轮磨削加工特点分析及修整方法
内圆磨砂轮磨削加工特点分析及修整方法一、砂轮的磨削和磨损过程砂轮在使用过程中常常会出现磨损，影响磨削加工效果。
砂轮磨损一般分为磨耗磨损、破碎磨损和堵塞粘附。
针对砂轮的磨削和磨损过程，下文做了详细的分析。
1.磨削的过程磨粒形状和大小都是不规则的，在砂轮工作表面上是随机分布的。
磨粒的前刀面为空间曲面且形状不规则，磨粒的切削刃有几-几十个微米的圆角，经过修正磨粒上会出现微刃。
2.砂轮磨损过程分为三个阶段：第一阶段磨损主要是磨粒的破碎；第二阶段磨损主要是磨耗磨损；第三阶段磨损主要是结合剂破碎；砂轮磨损的具体表现形式也不尽相同。
磨削塑性材料时，形成带状切屑；磨削脆性材料时，形成挤裂切屑；在磨削过程中产生的高温作用下，切屑熔化可成为球状或灰烬形态二、CBN砂轮内圆磨砂轮的磨削误差分析及修整内圆磨削时，工件径向进给，砂轮轴向往复运动。
内圆磨削前的表面形状误差会复映到磨削后的工件表面上。
砂轮的磨损过程控制不理想、工艺系统刚性差，加工磨削参数大等因素都可能使磨削产生误差。
1. 砂轮直径小，为了保证磨削质量和效率，砂轮必须有足够的磨削线速度，这容易引起工艺系统的震动，另外砂轮直径小单位磨削量就大，砂轮易变钝，需要经常修整。
2. 砂轮轴为细长，刚度低，磨削中弹性变形量大，容易形成锥孔，导致磨削时间较长，磨削加工效率低。
3. 磨削接触面积大，砂轮内圆磨削接触弧长比外圆长，接触面积比外圆要大得多，所以产生的磨削热也多，切削液又不容易达到磨削区，所以工件的散热排屑条件都比较差。
修整砂轮的作用通常内圆磨削中在完成一个或几个工作循环后需要修整一次砂轮。
1.修整砂轮的形状，使之保持一定的直线度及圆度；2.去除砂轮钝化变质层，使砂轮保持锋利；3.改善砂轮表面平整度，细化砂轮表面锯齿形螺距。
解决内圆磨削砂轮磨削误差的方法可以分为两大方向。
砂轮修整是常用的方法之一，修整时砂轮退出内孔并在修整器位置往复运动一次，在砂轮表面去除一层磨料，把砂轮工作表面修整成所要求的型廓和锐度。
磨床加工异常改善报告-提升工艺品质的探索
磨床加工异常改善报告-提升工艺品质的探索磨床加工异常改善报告-提升工艺品质的探索一、引言在现代制造业中，磨床加工是一项非常重要的工艺，在提升工艺品质方面发挥着重要的作用。
然而，在实际应用中，我们常常会遇到磨床加工异常的情况，这给产品的质量和工艺的稳定性带来了一定的挑战。
我们需要深入研究和探索磨床加工异常的改善方法，以提升工艺品质。
本报告将就此展开讨论。
二、磨床加工异常的表现和原因分析1. 磨床加工异常的表现磨床加工异常主要表现为以下几个方面：(1) 工件表面质量不理想：表面有毛刺、研磨痕迹明显等现象，无法满足产品要求的工艺品质。
(2) 尺寸偏差超出范围：工件的尺寸偏差超出了设计要求，无法满足产品的准确度和精度。
(3) 磨削效率低：磨削过程中的磨削率低下，加工效率低下，导致生产效益下降。
2. 磨床加工异常的原因分析磨床加工异常的原因有多方面，包括以下几个方面：(1) 砂轮材质选择不当：选择的砂轮硬度不符合工件材质的特点，导致加工效果不佳。
(2) 切削液使用不当：切削液添加量不合适或者切削液的性能不稳定，导致磨削过程中的摩擦和冷却效果不佳。
(3) 磨床机床的配置和调整不当：磨床机床的配重、调整以及刀具的选择等方面的不当操作，会导致磨床加工的异常情况。
三、改善方法探索为了解决磨床加工异常带来的问题，我们需要探索有效的改善方法，以提升工艺品质。
以下是几个改善方法的探索：1. 研发适用的砂轮材质针对不同材质的工件，我们可以研发适用的砂轮材质，以满足工件磨削的要求。
通过对砂轮硬度、颗粒大小等参数的优化，可以提高磨削效果和加工质量。
2. 优化切削液的使用合理选择和使用切削液是改善磨床加工异常的关键。
我们可以通过优化切削液的添加量和性能，以及加强对切削液的管理和维护，提高磨削过程的润滑和冷却效果，从而提升工艺品质。
3. 完善磨床机床的配置和调整对磨床机床的配重、调整和刀具选择等方面进行完善，可以减少磨床加工的异常情况。
蜗杆砂轮磨削异形螺旋曲面中的齿面扭曲补偿方法研究
I
重庆大学硕士学位论文
英文摘要
ABSTRACT
Worm wheel grinding is the main method during hard gear tooth processing, the processing precision of which is usually ISO3-5. The gear flank that modified in tooth orientation calls special-shaped spiral surface, which will produce inevitably twist in the process of worm wheel grinding, studies show that flank twist will cause gear side clearance becomes large, increase larger impact, vibration, working noise, reduce transmission precision and other issues. Now, the automotive, wind power, aerospace and other industries clearly put forward the control and compensation function of flank twist. The flank twist problem directly affects the quality and performance of the domestic gear grinding machine, which is a core problem that needs to solve. The problem of flank twist during worm wheel grinding will be deeply discussed in this paper. Therefore, this paper has a certain theoretical significance and a very important practical application value. The main contents of this research are as follows: Firstly, the research status of worm wheel grinding is introduced, the mathematical characteristics analysis of the special-shaped spiral surface is made, and a mathematical models of special-shaped spiral surface is developed. According to correspondence between the amount of modification and tooth thickness, the relationship between gear tooth thickness at different positions and the modification curve is calculated, and then, calculate center distance changing, addition gear rotation and worm grinding wheel axial movement; Trajectory planning of worm wheel is made based on the three addition movements in the process of worm wheel grinding, which are center distance changing, addition gear rotation and worm grinding wheel axial movement. Secondly, the space meshing characteristics of worm grinding is analyzed, a study of the mathematical characteristics of the meshing line and contact mark is made during the crisscross axis helical surface space meshing. According to the same amount of grinding on one contact mark, the mathematical models of twist is developed during the mesh between special-shaped spiral surface and worm, and then a method for optimizing modification curve to compensate for the twist of tooth surface is proposed and validated. Finally, a method of worm wheel dressing is proposed for flank twists, the module of flank twist compensation for worm wheel grinding machine is developed based on Siemens 840D-sl CNC system, which includes four parts, first, the calculation and
超精密研磨砂轮结构的优化设计
作者简 介 ： 隐彪（９２ ， ， 郭 １６ 一） 男 福建人 ， 门大学教授 ． 厦 工学博士 ， 研究方 向 ： 精密加工 、 机电一体化技术 。
维普资讯
摘
要： 超精密平 面研磨中工件的加 工精度受到研磨轮 结构参数 的影响。为 了 得到最高的加工精度
和最合 理 的砂 轮磨 损 曲线 ， 必须研 究研磨 轮 的结构 参数 。通过 研 究研 磨轮 的加 工精度 系数 曲线和磨 损 系
数 曲线得 出 ： 于大 量生产 的研磨 机床 ， 对 研磨轮 磨损 是加 工精 度 的主要 影响 因素 ， 研磨轮 应 采用正 三 角形
圉 １ 正三角形放射线研磨轮
ｌ 研 磨轮 加工精度 系数
平 面无 沟槽结 构研磨 轮 可 以得 到最好 的研 磨精度 表面， 但是 无 沟槽 结构也 带来 研磨 中排 屑的不便 ， 响 影
到工件的加工表面精度。由文献［ ］ ３的研究结果得出： 设计放射线结构研磨轮可以得 到高的研磨精度和小的
（ ２ ）
式 中
一 ≠一 研磨 轮上 切 削点 的切 削轨 迹 和 工件 ，
式 中
＝ ＝
外 周 的交角 。 为了正确评价 研磨 轮 的磨 损 情 况 ， 入 研磨 轮 上 引
任一点的有效切削长度和研磨 轮上半径为 Ｒ的切 削 圆有效工作长度比， 即研磨轮磨损系数 （ ） Ｒ。
＋ ：Ｒ （） ９
并经坐标变换 ＝ 一ｒ ｙ１ 可得到研磨轮放 ， ＝Ｙ ，
射 线 和轨迹 的交 点方程
ｒ ｒ ｎ（， ） 、 一２ｔ ２≠ ± ａ ±
数控专用磨床砂轮架部件设计论文(总)
目录中文摘要ABSTRACT第一章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2外圆磨床的发展概况和前景 (2)1.3外圆磨床典型部件的功能介绍 (3)1.3.1 机床总体布局 (3)1.3.2 主要部件结构 (3)（1）磨床的主要部件 (4)（2）外圆磨床外观图 (4)1.4课题任务和意义 (5)第二章数控专用磨床砂轮架设计 (6)2.1砂轮架设计要点 (6)2.1.1主轴旋转精度及提高措施 (6)（1）主轴旋转精度 (6)（2）提高主轴旋转精度的措施 (6)2.1.2主轴系统的振动、发热及其降低措施 (8)（1）主轴系统的振动与发热 (8)（2）减小振动措施 (8)（3）降低发热的措施 (8)2.2主轴设计及计算 (8)2.2.1主轴强度计算校核 (8)（1）选择轴的材料，确定许用应力 (8)（2）按扭矩强度估算轴的最小直径 (9)（3）主轴砂轮上的作用力的计算 (9)（4）主轴的结构设计 (9)（5）校核轴的强度 (10)2.3轴承的选择与计算.......................................................................... 错误！未定义书签。
第三章横向进给部件设计...................................................................... 错误！未定义书签。
3.1横向进给部件的设计要求.............................................................. 错误！未定义书签。
3.2横向进给部件的机械传动设计...................................................... 错误！未定义书签。
3.3滚珠丝杠的设计和计算.................................................................. 错误！未定义书签。
数控无心磨床及砂轮修整器设计
1 绪论1.1 毕业设计题目数控无心磨床设计及砂轮修整器设计1.2 毕业设计目的本课题旨在让学生综合运用大学四年所学的知识，设计数控无心磨床，树立理论联系实际的作风和严谨的科学态度。
该课题要求绘制磨床总体布局装配图、导轮修整器装配图、导轮转体装配图、砂轮修整器装配图，最后撰写设计说明书。
此外，要求学生跟随指导老师和研究生参与部分科学研究，进行磨削温度的测试实验并撰写科研报告。
1.3 任务与要求：（1）部件装配图（砂轮修整器0#）；（2）零件图 (3#)；（3）撰写科研报告；1.4 用途和规格（1）加工对象 A 带轴肩的多台阶轴（如齿轮轴）B 要求端面外圆一次完成的零件C 带较大端面的盘类零件D 作一般外圆磨床（2）主要规格 A 加工直径φ20mm---φ320mmB 最大加工长度为750mmC 最大加工重量200㎏D 砂轮线速度60m/sE 机床中心高1095mmF工件转速范围30~300rpm（3）主要运动 A 砂轮转动B工件转动C工作台纵向移动D砂轮架斜向进给运动E砂轮修整器斜向进给运动F砂轮修整器旋转运动1.5 设计重点与难点（1）磨床总体布局中各部件尺寸的确定；（2）砂轮架主轴和轴承的设计和选用；（3）皮带的选用和带轮的设计；（4）磨床液压系统的设计；（5）磨削温度科研报告。
6.拟采用的途径与手段（1）查阅国内外磨床相关资料，确定磨床总体布局中各部件（如砂轮架、头架和尾架等）尺寸；（2）检验主轴前端扰度，确保主轴刚度；（3）砂轮架采用静动压轴承以提高旋转精度，增强抗振性，延长轴承的使用寿命；（4）采用皮带和花键副带动主轴旋转，减少主轴变形，使载荷分布均匀；（5）采用Auto CAD绘制装配图和零件图；（6）参看液压工程方面的资料，设计磨床液压系统的设计；（7）参考磨削温度测试研究论文，认真、虚心向指导老师和研究生学习，进行大量的磨削温度的测试实验。
1.6 磨床的类型与用途1.6.1 磨床的类型及其特点用磨料磨具（砂轮、砂带、油石和研磨料等）为工具进行切削加工的机床，统称为磨床（英文为Grinding machine），它们是因精加工和硬表面的需要而发展起来的[1]。
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１ 引言
磨抛加 Ｉ ： 通常是对石材加 Ｉ的最后 一 道工序。进行这道工序 的结果， 将使装饰石材表面具有最大的反射光线能力， 并具有良好 的光滑度， 使 材 有的花纹色泽最大限度地 显示出来。磨抛加工
主要 的磨 具 包括金 刚石 磨具和树 脂磨 具 ， 刚石磨具 主要结 构 主要 金
机 械 设 计 与 制 造
ｌ８ ０ 文章 编 号 ：０ １ ３ ９ （０ ２０ — １ ８ ０ １０ — ９ ７ ２ １ ）３ ００ — ２
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ
＆
Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆ ｃｕ ｅ
第 ３期 ２１ ０ ２年 ３月
异型石材加 工 中心磨抛砂轮创新改造设计研 究 术
是上层是树脂起到连接作刖 ， 中问是防震橡胶 ， 下部是金属和金刚 石混合层。 捌艏麝具比传统磨具加Ｔ质量好， 加工效率高， 现在广泛 应用在石材磨抛线上。 但现有磨具不能解决对凹凸不平石材表而的 高效牢抛光处理 ， 而这项Ｔ 只得交给于工抛光处理 作
图 １异型石材数控加工中心基本结构图
ＴＩ ＲＺ是源于前苏联 ， 建立在专利基础上的一门科学创造方法
★ 来稿 日期 ： １－ ５ １ ★基金项 同：十 一 国家科技支撑 划项 目（０ ６ Ａ １Ｂ ７ ， ２ ０—０ ０１ “ 五” ２０ Ｂ Ｊ２ ０ ）建设部科学研究项 目（０ ９ ｋ — ）沈阳工程学院 ２ １ ２０ 一 ８ ４ ， ０ ０年 科研基金重点培育团队项 目（ Ｇ Ｄ １０ ）沈阳建筑大学省级十～五重点实验室开放基金课题（ ２０ Ｏ ） Ｌ Ｔ 一０８ ， Ｊ ０ ７ ９ ｘ
ＸＩ ＡＯ ｎ 一， Ｎａ ＺＨＡＮＧ ｅ ， Ｃｈ ｎ１ＧＵＯ ｅ－ｃ ｅ ｇ ， Ｗ ｉ ｈ ｎ ＧＵＯ Ｈｕａ
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第 ห้องสมุดไป่ตู้期
料在磨具 中使用 。
肖 楠等： 异型石材｝ ． 中心磨抛砂轮 创新改造设 计研 究 ｓＹ ￣－ －
１９ ０
晶粒石材 比大 晶粒石材易于抛光 。 ２抛光磨头进给速率的影响 ： （）
抛光磨头进给速率对抛光质量影响很大， 研究表明， 随着抛光磨头 进给速率 的提高 ， 石材表面光泽度会下降 ， 但进给速率过低则会加
肖 楠 张 陈 郭维城 郭 桦 ０
（沈阳工程 学院 机械 工程系 ， 阳 １０ ３ ）（大连理 工大学 机械 工程学 院 ， 连 １６ ２ ） ’ 沈 １ １６ 大 １０ ４
Ｒｅ ｅ ｃ ｎ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆｐ ｌ ｈ ｎ ｉ ｄｎ ｅ ｌｏｒ ｒｅ ｕ ａ ｓ ａｒ ｈ ｏ ｈ ｅ ｉ ｎ ｏ ｏｉ ｉｇ ｇｒ ｉｇ ｗｈ ｅ ｒ ｇ ｌ ｒ ｓ ｎ ｆ ｉ ｓ ｏ ｅ ｎ ｍｅ ｉａ ｃ ｉ ｉｇ ｃ ｎ ｅ ｔｎ ｕ ｒ ｌ ｃ ｍａ ｈ ｎｎ ｅ ｔ ｒ
表 １磨抛石材的磨料种类
磨料分类 合并磨料 天然 磨料 磨料品种 石英砂 、 石榴石 、 ， 刚玉 等 刚玉系列 、 碳化物系列、 硬质合金系列 、 其他氧化 人造磨料 物磨料系列 超硬磨料 天然磨料 天 然金 刚 石 人造 金 刚 石 、 造 立方 氮 化 硼 人 人造磨料
（Ｃ ｌ ｇ ｆ ｃ ａ ｉａ ｎ ｉｅ ｒｎ ， ｌ ｎ Ｕ ｉｅｓｔ ｆ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｄａｉｎ １ ６ ２ Ｃｈｎ ） ｏｌ ｅｏ Ｍｅ ｈ ｎｃ ｌ ｇｎ ｅｉｇ Ｄａｉ ｎｖ ｒｉ ｏ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ， ｌ １ ０ ４， ｉａ ｅ Ｅ ａ ｙ ａ
中图分 类 号 ： Ｈ１ ， Ｖ ５ ． 文献 标识 码 ： Ｔ ６ Ｔ ７ ４４ Ａ
快磨头磨损和降低生产效率。３抛光磨头的运行方式对抛光的影 （） 响： 抛光磨头 的运行方式要和粗磨 、 细磨磨头 的运行方式 配合进
行。 磨头运行方式有纵向横 向和疏密程度之分 ， 一般来说 ， 更加优 化 的运行方式可获得较高的表 面光泽度 。
２２ 石材磨 抛 的基本 方法及磨 头结构 －
２石材数控机床磨抛砂轮现状
现行的石材磨削主要 是在 连续磨 削机上装有 多个磨头 ， 每
品的双五轴联动加Ｔ。由＿石材特有 的加＿工 艺特 性， ｒ Ｔ 在加工中 ２１磨抛加 工的种类及 材料 ． 心对石材加工过程中直接对复杂 曲面石材进行磨抛可以提 高加 Ｔ叶心的使用功能 ， ｌ 同时可以大大的提高生产效率 。下面应用技 个磨头装有可拆卸的模块。 对石材的磨光和抛光并不像切削石材 术创新方法中 Ａ Ｉ８ Ｒ Ｚ ５算法对现有砂轮进行改进设计 ， 来解决此 时有很大的切削力 ，所 以使用的磨料品种就相对 比较多一些 ， 按 问题。 ， 亍 了材移拧＿ Ｌ心 本结构图 ， Ｊ Ｉｆ ｊ Ｉ ｝ ｆ 如图 １ 所示 。 照天然和人造分为两大类 ， 如表 １ 所示 。这些材料都可以作为磨
它成功地揭示 了发 明创新的背后所遵循的内在规律和原理Ｉ ” 。 所研究加Ｔ 中心具有 ８个独立 的运动轴和 １ ０个伺服控制 学 ， Ｒ Ｚ是解决发 明问题的完整算法 ， Ｔ Ｉ 是 ＲＺ中最强有力的Ｔ具 ， 电机 ， 采用八轴 双五联动数控技术 ， 配有石材车削（ 锯切 ） 加工和 Ａ Ｉ ＲＺ有多个版本 ， ＲＺ ５是最具有代表性 的版本。 Ａ Ｉ８ 雕铣 （ 磨削 ）ｌ ｉ Ｊ ． 复合 Ｉ Ｊ］ １－ ： 作头部件 ， 能同时实现对石材制 品的车 Ａ Ｉ 削、 、 雕铣 磨削加 能实现对石材回转体异型制品和三维立体制
石材磨抛常用方法是用粘结磨料 ， 即把金刚石 、 碳化硅或 自 刚玉微粉作磨料与结合剂 ，以烧结 、电镀或者粘结的方法制成磨 块。 固定到磨盘上制成抛光磨头。 小磨块一般用沥青或硫磺等材料