影响大型高硬球面磨削精度的因素及控制方法

为提高球面磨削精度,分析了影响大型高硬球面磨削精度的各种因素,提出了大型高硬球面垂直仰式精密磨削方法,该方法能避免重力变形、轴承及导轨磨损等因素对球面磨削精度的影响.通过有限元和实验分析,确立了大型高硬球面磨削过程中温度分布状况,提出了抑制热变形的冷却方式和磨削工艺.进一步提出了基于图像识别的球面磨削形状精度在位判别方法与控制策略,实验结果表明,该方法可以有效提高大型高硬球面磨削的形状精度.     

法线等距离线法加工二次旋转曲面光学零件的研究

为了解决非球面光学零件加工难的问题,提出了法线等距离线法加工二次旋转曲面的新原理,并对其理论、成形机理及机床结构原理进行了研究,进而说明了该技术的优点。     

旋转轴对称曲面的数学-光学性质研究

旋转轴对称曲面可以分为高次曲面和二次曲面。通过计算得出了它们子午截线的顶点曲率半径、子午法线像差、比较球面、非球面度以及非球面度梯度。从费马原理出发推导得出反射无像差点和透射无像差点二次曲面的方程式,分析了在反射无像差点时不同物距和像距情况的曲面面形,以及在平行光入射,且偏心率e=n／n’时透射无像差点的曲面面形和成像情况。这些特性对非球面光学系统设计、光学加工、光学检验方案的制定都有指导意义。     

高精密光学元件磨床的加工与检测系统的开发

高精密平面磨床是加工光学非球面元件的一种重要途径.出于通用性和效率的考虑,开发一套面向光学非球面元件的高精密平面磨床的加工与检测系统,以此来实现光学非球面元件的精密加工.以自行开发研制的四轴数控高精密平面磨床为研究基础,采用模块化设计,选用Delphi 7为开发语言,运用Delphi 7和Matlab混合编程技术,搭建了加工与测量系统,实现了光学非球面元件的磨削加工、面形测量、磨削补偿以及环境检测等.实验结果表明,该系统可以满足光学元件的精密加工及检测,并具有较高的工作效率.     

高硬度球面磨削中球面形状误差分析与补偿

为了提高高硬度球面磨削后的形状精度,分析了新型高硬度球面磨削机床中球面形状误差来源,针对实际加工过程中出现的鞍形球面,提出了采用退让式球面磨削的方法.实验结果表明：退让式球面磨削可以有效减小球面形状误差,对高硬度球面磨削具有实用价值.     

小口径非球面光学模具斜轴磨削加工试验研究

小口径非球面光学模具采用超精密斜轴磨削加工避免传统直交磨削法中砂轮轴与工件发生干涉的问题.选用碳化钨和不锈钢材料作为工件,采用斜轴磨削法,对小口径非球面光学模具磨削加工进行试验研究.结果表明:碳化钨模具获得的表面粗糙度和面形精度分别为R_a1 nm和PV 182 nm,不锈钢模具获得的表面粗糙度和面形精度分别为R_a4 nm和PV 304 nm,说明碳化钨模具的磨削效果明显优于不锈钢模具,且磨削后表面质量随工件转速、砂轮转速及砂轮粒度增加而变好,随磨削深度及进给深度增加而变差.     

传统展成式球面磨削中球面形状误差分析与补偿

为了提高传统展成式球面磨削球面形状精度，分析了磨削中的球面形状误差，针对大量出现的“谷形”球面形状，开发了新型球面磨削机床，并提出变进给磨削方法减小“谷形”球面形状误差.实验结果表明，采用变进给球面磨削方法后球度误差可减小到5 μm，完全满足使用要求.     

圆柱螺线的几个性质

用直接计算的方法讨论空间曲线的主法向量和副法向量的球面像的曲率、挠率,得出圆柱螺线的主法向量和副法向量的球面像的结论,且证明了圆柱螺线的切向量的球面像的主法线曲面和副法线曲面可展。另外讨论了圆柱螺线的中心轨迹,并得出相关结论。     

基于神经网络的回转球面磨削精度过程控制

介绍了回转球面精密磨削系统,在研究回转球面精密磨削原理和机床结构的基础上,分析了球体形状误差的产生原因,利用BP神经网络拟合进给量、磨削区段和砂轮主轴电流三者之间的非线性关系,通过网络预测调整不同磨削区段的进给量控制电流恒定从而达到恒功率磨削.     

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。     

Investigation of Coolant Fluid through Grinding Zone in High-Speed Precision Grinding

In the grinding process,grinding fluid is delivered for the purposes of chip flushing,cooling,lubrication,and chemical protection of the work surface.Due to the high-speed rotation of the grinding wheel,a boundary layer of air forms around the grinding wheel and moves most of the grinding fluid away from the grinding zone.Hence,the conventional method of delivering coolant fluid that floods delivery with high fluid pressure and nozzle fluid rare supply coolant fluid to achieve high performance grinding.The flood grinding typically delivering large volumes of grinding fluid is ineffective,especially under high speed grinding conditions.In the paper,a theoretical model is presented for flow of grinding fluid through the grinding zone in high-speed precision grinding.The model shows that the flow rate through the grinding zone between the wheel and the workpiece surface not only depends on wheel porosity and wheel speed,but also depends on nozzle volumetric flow rate and fluid jet velocity.Furthermore,the model is tested by a surface grinding machine in order to correlate between experiment and theory.Consequently,the useful flow-rate model is found to give a good agreement with the experimental results and the model can well forecast the useful flow-rate in high-speed precision grinding.     

椭球曲面的拟合

为测定空间一任意放置的椭球形状设备的变形,可根据由全站仪采集到的设备表面离散点的坐标,来求得椭球体的空间位置和大小.讲述了通用二次曲面拟合的误差方程和法方程的组成,介绍了运用Jacobi变换方法来处理系数相关性问题和法方程的求解,还介绍了将通用系数形式转化为标准椭球方程的方法,从而求得观测坐标系与椭球主轴坐标系之间的关系,最后求得椭球在空间的位置、方向和大小,以及椭球体的形变值.     

天线罩内廓曲面测量数据处理与重构研究

天线罩是保护天线在恶劣环境条件下正常工作的一种设施,属硬脆材料大型复杂曲面工件.对天线罩内廓形进行精密修磨,可改善其工作性能.其加工属于自由曲面加工.为实现精密修磨,通过测量数据重构出了天线罩的内廓面.根据测得的天线罩内廓面离散数据,剔除坏点和重叠点后应用最小二乘法对测量型值点进行了光顺;通过数据的疏化处理,实现了测量型值点的双有序,完成了基于双三次B样条曲面的天线罩内廓曲面重构.在此基础上得到加工后内廓曲面,为数控加工中刀具轨迹的规划奠定了基础.该方法能够有效地消除测量产生的随机误差,所重构出的曲面具有精度高、光顺性好等特点.     

砂轮平衡精度对工件表面粗糙度影响的研究

对砂轮平衡精度与磨削加工工件表面粗糙度之间关系作了研究 ,通过理论与实验 ,给出了砂轮不平衡量与工件表面粗糙度关系式。为砂轮在线液体平衡的方法减小砂轮表面粗糙值提供了理论与实践依据     

磨床改数控拓宽新设计

普通磨床新型设计改造后成为速控磨,利用参数转换和巧用圆弧指令,来实现球俸零件等速转动、变速转动的两种高精度数磨加工,并用新数控设计有效对砂轮磨损进行瞬时自动补偿。     

齿轮钢缓进给深磨的工艺可行性分析

以齿轮钢40CrNiMo为研究对象,保持金属去除率一定,改变磨削深度和工件进给速度,测量磨削力,计算磨削力比和磨削比能.观察磨削表面微观组织变化,测量磨削表面粗糙度、表层亚表层微硬度变化、磨削表面残余应力,探讨深切缓进给磨削在齿轮钢磨削过程中的工艺可行性.缓进给深磨对比试验表明:在等金属去除率条件下,缓进给深磨的磨削表面质量较好,加工效率高,利用缓进给深磨加工齿轮钢进行去余量加工具有很高的可行性;由于缓进给深磨热影响区较大,不适合于齿轮钢精密成形加工,必须增加精磨工序.     

外圆切入磨再生颤振稳定性理论及评价方法

为减小磨削过程中再生颤振现象以提高工件磨削质量,基于再生颤振机理,同时考虑工件及砂轮再生颤振,分别建立外圆切入磨工件、砂轮再生颤振动力学模型．研究了符合外圆切入磨特点的稳定性分析方法并绘制稳定性图,进而提出外圆切入磨再生颤振稳定性评价方法．磨削试验结果与理论分析一致,验证了外圆切入磨再生颤振模型及稳定性理论的正确性．     

数控随形打磨机器人控制系统中数学方法

介绍了数控随形打磨机器人控制系统中使用的几个数学方法。用3次参数样条曲面拟合模型,以较高的精度,较好地解决了空间自由曲面的光顺拟合问题;用计算机几何的方法重构大型涡轮叶片曲面,可提高叶片的物理学性能;用图形线性变换技术为使用者提供统一的数控编程格式;用图形非线性变换技术,成功地解决了多自由度控制点坐标的变换以及磨头的姿态调节和恒压力磨削等难题。所有这些数学方法都已经过实际运行的验证,是行之有效的,对大型工业机器人的应用研究有一定的参考价值。