五坐标联动叶片砂带磨削的刀位点计算

依据叶片型面砂带磨削精加工的加工精度和砂带接触轮与叶片型面的最佳接触条件，提出了叶片型面五坐标联动砂带磨削的刀位点的计算方法。该方法亦适用于对其他复杂型面的砂带磨削加工，并对其他类型数控砂带磨床的刀位计算有一定指导意义。     

基于驻留时间控制的压气机叶片前缘砂带磨削研究

提出了一种面向叶片前缘廓形精准控制的机器人砂带磨削加工方法. 以轴流压气机叶片为研究对象,结合半赫兹接触理论和有限元仿真获取了柔性磨具和叶片前缘的接触区域内的应力分布,基于Preston方程求解材料去除函数. 遍历刀位点对控制点的磨削深度,建立全局材料去除矩阵,搭建驻留时间求解非线性方程组. 采用带有阻尼因子的Tikhonov正则化消除大型稀疏病态矩阵对求解精度波动的影响,将所求驻留时间转换为对应刀位点的进给速度,生成机器人加工代码. 磨削试验结果表明,基于驻留时间控制的机器人砂带磨削方法能够实现给定允差范围内叶片前缘廓形的精准加工,型面误差可以控制在0.02 mm以内.     

多轴联动砂带磨削刀触点路径规划及几何仿真

采用多轴联动计算机数字控制系统的砂带磨削设备能够高效率加工具有复杂型面的零件。针对该类砂带磨削设备,提出了自由曲面上的等参路径规划算法和等间距截面路径规划算法。路径规划算法中的相邻刀触点的计算是根据磨具在进给方向的有效投影位置确定。等间距路径规划算法用最小二乘法来获取较优的截面法向。为了提高路径规划设计效率,减少试验以提高经济效益,开发出基于线性磨削模型的砂带磨削几何仿真程序。汽轮机叶片加工的试验结果表明该算法能够很好地应用于复杂型面的刀具路径规划设计。     

接触轮式强力平面砂带磨削及其磨损试验研究

砂带磨损是影响加工精度、表面质量、加工效率和生产成本的重要因素之一。以往的研究只局限于普通砂带磨削的磨损，而强力砂带磨削磨损研究尚未见诸报导。本文对接触轮式强力平面砂带磨削的砂带磨损过程、砂带磨损形式、磨损机理及磨削参数对磨损的影响作了大量的实验研究。测定了此种磨削上的相对金属切除率、磨削法向力、磨削条件下砂带的金属去除机理和磨损机理，得出了一些重要结论。     

钢轨砂带磨削温度场建模与仿真

结合钢轨与砂带的接触几何关系,建立接触区域磨削深度和轮廓计算模型,阐明磨削工艺参数对接触区参数的影响规律.随着砂带磨削半径的增加,不同钢轨廓形处接触区域面积呈对数增加,接触区域轴长半径位置也在不同截面上变化. 结合钢轨砂带磨削过程特性,求解接触区域热流密度计算模型并进行理论验证. 基于接触区域磨削深度和轮廓计算模型,以及区域热流密度计算模型,应用瞬时点热源温度场、连续作用点热源温度场、连续作用移动点热源温度场对接触区域连续作用移动面热源温度场进行离散化求解. 研究结果表明,在设定磨削工艺参数下,钢轨磨削表面的仿真和理论温度的变化趋势相似,且几乎在同一时间达到温度最大值,最高温度的仿真和理论计算的相对误差为6.14%,验证了本文理论模型和仿真的正确性.     

复杂曲面砂带磨削自适应刀具轨迹优化算法

多轴数控砂带磨削刀具轨迹优化是复杂曲面加工领域的难点之一.本文以复杂曲面多轴数控砂带模削刀具轨迹优化为对象,建立了以刀具效率、刀具路径长度和加工时间为目标的优化目标函数.通过分析砂带模削宽行和弹性加工特点对加工精度的影响,提出了考虑磨削过程中的刀具变形与砂带磨损,建立误差补偿机制,保持磨削量稳定的自适应优化算法模型,设计了算法步骤.     

寿山石砂带磨削性能的研究

探讨橡胶接触轮硬度、每次进给的磨削深度、磨削力和砂带磨损对工件表面粗糙度的影响．结果表明，砂带磨削是一种安全、高效的加工方法，工件加工表面光滑平整．可以取代原来的手工操作．     

五轴联动数控展成电解磨削整体叶轮的控制方法

分析了整体叶轮叶面片型精加工的现状，为解决整体叶轮叶面型面的精加工难题，进行了五轴联动数控展成电解磨削的基础研究，其中，控制导电磨轮相对整体叶轮叶片型面的展成运动是问题的关键，根据数控展成电争磨削整体叶轮叶片型面这一加工方法的特点，在分析了数控展成解磨床的结构与运动的基础上，介绍了经济型多轴数控系统及其联动控制方法，建立了电解磨削非平行直纹展成曲面的数学模型，开发了五轴联动数控展成电解磨削自动数控编程系统，对航空发动机整体叶片轮的叶片型进行了电解磨削。     

自由曲面六轴联动砂带磨削机床试验

提出了一种以汽轮机叶片为典型对象的自由曲面高效精密加工方法,建立了基于砂带磨削原理的自由曲面六坐标联动磨削与抛光系统,研究了该机的关键技术如双摆动磨头、自由曲面磨削数控编程软件和冷缺排屑系统,在此基础上利用该机对叶片表面进行了六轴联动砂带磨削抛光试验验证,为确定合理的汽轮机叶片抛光工艺参数提供了依据。     

高精度可调距螺旋桨强力数控砂带磨床的设计及应用

针对目前国内船用可调距螺旋桨(简称调距桨)制造中落后的手工打磨工艺现状,提出了一种利用数控砂带磨削技术实现调距桨复杂型面的高效加工方法,并设计了四坐标联动的强力磨床,重点介绍了该磨床的关键技术如强力砂带磨头的设计、调桨砂带磨削数控编程软件的开发等,最后利用该样机对桨叶表面进行了强力砂带磨削应用试验,为确定合理的船用螺旋桨强力高效砂带磨削工艺参数与应用提供了参考依据。     

砂带磨削温度的试验研究

设计了平面砂带磨削中动态磨削温度实时采集和处理微机系统。对砂带磨削时表面层温度分布及工件表面最高温度进行了试验研究。提出了砂带磨削工件表面最高温度的理论计算方法,得出砂带磨削中工件表面层温度分布情况。表面最高温度的变化规律及烧伤产生的区域,为实际生产中预防加工变质层的产生提供了依据。     

汽轮机柱形叶片数控砂带磨削工艺试验研究

主要介绍汽轮机柱形叶片(ICrI3材料)数控砂带磨削工艺试验研究的情况.内容包括选择合理磨削参数,XK5040数控机床的部分改装,编制数控加工程序和进行砂带磨削工艺试验.     

蜗杆砂轮曲面与面齿轮齿面的对应关系

研究蜗杆砂轮磨削面齿轮的原理与方法。利用产形插齿刀作为中间曲面,通过计算面齿轮和插齿刀、插齿刀与蜗杆砂轮的接触线,得到蜗杆砂轮和面齿轮处于不同加工位置的接触点计算方法,给出蜗杆砂轮磨削面与面齿轮齿面对应关系模型,在VERICUT仿真软件中对蜗杆砂轮磨削面齿轮的方法进行仿真验证。研究结果表明:利用蜗杆砂轮磨削面齿轮齿面的关系模型可分析加工过程中面齿轮齿面对应的蜗杆砂轮工作曲面位置,为通过修整蜗杆砂轮对面齿轮齿面制造误差进行补偿修正提供技术基础。     

凸轮磨削数控程序的设计

本文叙述了几种由不同数学函数描述的凸轮型面的数控磨削方法。它们可以是外型面,也可以是内型面的。对于因砂轮直径偏差(刀具)或者被磨削型面基圆偏差(工件)所引起的加工误差也作了分析。最后提出一种采用对分试算法计算刀具轨迹的新方法,可简化数控编程计算问题。     

螺杆转子磨削及计算机数控砂轮修整

为了实现异形螺杆转子在数控螺杆转子磨床SK7032的磨削加工,并对螺杆转子的磨削精度进行评测,提出了一种分段的计算机数控(CNC)砂轮修整方法和确定分段间隔的方法。依据砂轮回转面与被磨削螺杆转子螺旋面的相切条件,推导了二者的空间接触线方程,用接触线方程计算了磨削螺杆转子所需的砂轮截型。采用不同的安装角和中心距对同一螺杆转子型线所对应的砂轮截型进行计算,计算结果对比表明,安装角是机床的敏感参数,中心距变化1mm引起的砂轮截形误差小于1μm。由此也得到了分段CNC砂轮修整方法所对应的合理分段计算间隔,即相邻两次计算砂轮截型的中心距差值应小于1mm。将某型螺杆空压机的阴转子在SK7032转子磨床上进行磨削,磨削后的转子型线检测结果显示:与理论型线相比,采用分段的CNC砂轮修整方法磨削后的型线误差在±10μm以内。该研究可为SK7032数控螺杆转子磨床的功能实现和螺杆转子的磨削提供参考。     

成型面叶片型面的数学模型及其应用

成型面叶片是指叶片型面沿叶高各截面内背弧型线的圆弧半径不随叶高变化、均相同的叶片,即可用成型铣刀加工出来的叶片.通过对成型面叶片型面成形规律的分析,运用三维几何变换理论,推导出了这类叶片型面的通用数学模型.应用该模型可推导出各种特殊成型面叶片型面的数学模型,从而可由这类叶片的零件图直接求出其型面的数学模型,为这类叶片型面的加工与测量奠定了理论基础.     

拓扑修形斜齿轮的数控成形磨齿加工

首先,设计齿廓、齿向修形曲线,经过3次B样条拟合为拓扑修形曲面,并与理论齿面叠加设计修形齿面;其次,根据成形磨削过程中砂轮与齿轮之间的运动关系,推导成形砂轮与齿面的接触条件方程,计算砂轮的廓形点,再通过3次B样条拟合得到精确的砂轮轴向廓形曲线;然后,建立成形砂轮磨削斜齿轮5轴联动Free-Form型数控磨齿机模型,根据砂轮位矢的等效转换,推导各轴运动关系;接着,建立基于数控机床各轴敏感性分析的齿面修正模型,用6阶多项式表示各轴的运动,判断砂轮与齿面的接触状态,确定磨削齿面的误差,并分析各系数扰动对齿面误差的影响;最后,以齿面误差平方和最小为目标函数,通过粒子群优化方法,得到机床运动参数.结果表明,以齿廓修形齿面反算砂轮截形进行5轴数控成形磨齿加工,可有效降低磨削误差.     

砂带磨削表面质量的试验研究

本文通过砂带磨削摆线轮齿面的大量试验,讨论了砂带大曲率弯曲时磨削较高精度复杂曲面零件的表面粗糙度和残余应力;分析了工艺参数对磨削表面质量的影响规律,给出了相应的经验计算式,为提高砂带磨削表面质量及合理选择工艺参数提供了依据。     

线材修磨的磨削压力与砂带速度

本文根据砂带与线材间的接触状态,讨论了砂带修磨线材机理的有关问题,导出了磨削压力、砂带速度与金属去除率之间的关系.试验结果表明;磨削压力的变化对磨削过程具有极为重要的影响,增大磨削压力可大大地提高磨削生产率,降低比磨削能.     

钢轨试件砂带磨削行为试验研究

研究砂带磨削U71Mn钢轨试件的加工行为可为钢轨打磨提供基础试验数据支撑,并能探讨研发新型钢轨打磨技术关键问题.本文借助砂带试验机开展了磨削钢轨试件的加工试验,研究了砂带磨削速度、磨粒粒度等因素对材料去除效率、表面层硬度、表面粗糙度、磨削比、磨削力比的影响规律,试验表明:材料去除效率并非与砂带速度呈线性关系,较粗的磨粒与合适的砂带速度可提高材料去除效率;砂带磨削可不同程度地提高钢轨试件表层硬度,磨削速度越高、磨粒粒度越粗,对钢轨试件表面层硬化程度越明显;相比磨粒粒度而言,砂带磨削速度对表面粗糙度的影响较小;针对磨削比这一重要指标,砂带比砂轮呈现了较为明显的效益优势;磨削力比过程数据表明其变化趋势可用于表征砂带磨损.