磨削螺杆转子砂轮截形计算与仿真验证

介绍了螺杆转子成型磨削原理,并给出成形砂轮截形计算的基本流程.再利用啮合原理推导建立了螺杆转子螺旋面与砂轮回转面的接触线方程式,从而计算得到成型砂轮截形曲线.详细论述了用分段累加弦长参数的数值计算方法,对砂轮截形进行计算,避开对转子截形曲线各离散点直接求导的困难,提高了计算效率.最后以某非对称型线螺杆阴转子为例,对砂轮截形进行计算绘制,并通过仿真加工检验计算的正确性,同时进行干涉判断.该方法也为螺杆转子后续的有限元分析和虚拟测试实验提供了精确的实体模型.     

ZN_1蜗杆成形磨削砂轮修整研究

成形磨削是精密蜗杆磨削加工的发展趋势,而蜗杆磨削的齿形精度主要取决于成形砂轮廓形的精度。根据齿轮啮合原理建立ZN1蜗杆磨削加工的数学模型,用已知的蜗杆齿面形状求出了砂轮的廓形,通过MATLAB编程计算得到成形砂轮的轴向截形。利用三维建模技术验证了数学建模过程和计算结果的正确性,进而对砂轮修整安装参数进行了分析,得出了砂轮截形的变化规律。     

螺杆转子成形磨削用砂轮廓形的包络-像素设计方法

针对双螺杆压缩机核心部件螺杆转子的高效高精制造问题,提出一种基于包络-像素法的螺杆转子成形磨削用砂轮廓形的设计方法,能够在图形空间高效完成螺杆转子成形磨削用砂轮廓形的设计。该方法结合计算机图形学与啮合原理相关理论,建立了螺杆转子与砂轮之间包络运动形成的扫掠面模型,基于Bresenham算法用指定的颜色点亮最佳逼近像素点,通过边界跟踪方法依次分段提取边界像素点,得到精准的成形砂轮廓形数据。通过与传统解析包络法的对比以及实际磨削试验,结果表明,包络-像素法与解析包络法生成的成形砂轮廓形偏差在±0.003mm,加工转子误差在±0.01mm,可以满足实际工业应用。另外,包络-像素法可避免传统啮合运动共轭曲面的接触线计算中存在求解非线性方程复杂、异常解和人工干预等不足,为计算机图形学技术在螺旋面刀具廓形设计应用提供新思路,亦适用于齿轮、蜗杆、铣刀等类似共轭产品的设计。     

ZA型蜗杆成形磨削技术研究

针对阿基米德蜗杆(ZA型蜗杆)磨削加工的要求,建立了阿基米德蜗杆磨削加工的数学模型,根据CNC砂轮修整器的成形原理,推导了磨削用砂轮截形的计算方法,利用MATLAB计算得到砂轮回转面的截形,在带有CNC砂轮修整器的数控螺纹磨床上实现了蜗杆的磨削试验。试验证明,该方法稳定提升了蜗杆的磨削精度,而且操作简单。     

双螺杆泵螺杆端面截形设计与研究

提出了基于离散点的双螺杆泵螺杆端面截形的计算方法,建立了已知铣刀廓形离散点数据计算由其加工的螺杆端面截形的数学模型.采用三次参数样条法计算铣刀廓形离散点的倾斜角,利用Matlab软件对截形设计过程中遇到的非线性方程进行求解.分别以完整的铣刀廓形和缺损的铣刀廓形为例,进行计算说明,求解相应的双螺杆泵螺杆端面截形.     

基于逆向工程的压缩机螺杆转子快速成形加工

结合压缩机螺杆转子成形工艺特点,对某螺杆转子的反求过程与快速成形进行了研究。阐述了反求过程中转子的三维数字化测量、点云数据处理、转子曲面重构、三维模型重建等技术,获取了转子的三维实体模型,并利用快速成形技术,实现了转子的快速成形加工。研究结果可为新型压缩机螺杆转子的设计与制造提供参考。     

螺杆不同截面中的截形换算

螺杆是广泛应用的机械元件;在技术文件中除螺旋有关参数外通常只对某一截面中的截形作了具体规定。如果在啮合特性分析、检测及刀具设计中尚需知道别的截形时就需要进行换算。为此．本文提出了一个相对直观而简单的螺旋投注换算法．     

用成形法磨削圆弧齿轮的砂轮截面廓形的计算

成形磨削法精加工齿轮的关键在于修整砂轮的截面形状。本文详细地推导出加工双圆弧齿轮的砂轮截面廓形的计算表达式、并研制了通用的计算程序。根据实例计算结果,讨论了砂轮直径及安装角度对磨削齿面干涉的影响。     

杯形砂轮磨削球面的表面粗糙度分布

基于杯形砂轮回转式磨削球面原理,对各个砂轮块运动轨迹在球面分段纵切的单位圆周长度上的落点数量进行统计,发现了不同尺寸杯形砂轮磨削球面的轨迹密度及表面粗糙度的分布规律.对比2组粗糙度测试实验,验证了轨迹密度分布所推测结论.实验结果表明,杯形砂轮尺寸、球面工件尺寸是影响杯形砂轮磨削球面粗糙度分布的关键因素.     

分块杯形砂轮磨削高硬度涂层球面温度

针对分块杯形砂轮磨削高硬度涂层球面的实际工况,计算移动热源的有效宽度,并使用三角形移动热源模型对磨削温度场进行理论建模.分析了磨削运动对传热过程的影响,结合磨粒端面温度和一维导热模型计算热量传入工件比率.通过实验比较了分块杯形砂轮和普通杯形砂轮的磨削温度及磨后表面形貌,同时,分析了磨削参数对磨削温度的影响.结果表明：分块杯形砂轮磨削高硬度涂层球面较普通杯形砂轮具有更低的磨削温度和更好的磨削条件.     

砂轮修整误差对数控成形磨齿加工精度的影响

基于曲面包络理论建立砂轮修整误差影响下的实际砂轮曲面的数学模型,然后求解实际磨削齿面的端面廓形并评价其与设计廓形的偏差,考察各个砂轮修整误差对磨齿精度的影响。在数控成形磨齿机上进行了磨削实验并用三坐标测量仪测量磨削后的齿轮。测量结果显示齿廓精度达到了4级(ISO 1328-1—1997)。     

渐开线廓形砂轮数控修整实验系统的开发

针对当前数控技术实验项目较少的问题,在现有的数控成形磨齿机上开发了成形砂轮数控修整实验系统。成形法磨齿的关键是解决好渐开线廓形砂轮的修整问题。根据渐开线形成原理,研究了等误差直线逼近渐开线的算法。利用VC++6.0编制了渐开线廓形砂轮数控修整程序,并进行了砂轮修整试验。试验结果表明所提出的算法是有效的,开发的程序可行,界面友好。该实验的完成为进一步开发数控成形磨齿系统奠定了基础。     

大平面砂轮磨齿特点与磨损规律

为提高超精密齿轮的齿廓精度,首先分析了大平面砂轮的磨齿特点,推导出了砂轮磨齿线速度与齿轮进给速度的表达式,为大平面砂轮磨齿系统的动态性能研究提供了理论基础.然后研究了大平面砂轮的磨损规律,得出在均匀磨齿过程中砂轮的磨损程度是不均匀的,提出选择品质合适的砂轮、微量磨削、勤修精修砂轮及在半塞实状态下停车等措施以减小被磨齿轮的齿廓偏差.最后通过超精密磨削实验,研制出了1级齿廓精度的超精密齿轮.     

直廓金刚石滚轮修整蜗杆砂轮的截形误差精确计算

用直廓截形代替金刚石滚轮理论截形的偏差影响精密蜗杆砂轮截形修整精度。分析了金刚石滚轮修整蜗杆砂轮的方法,建立了蜗杆砂轮修整数学模型,依据空间啮合理论和蜗杆砂轮螺旋面方程,计算金刚石滚轮理论截形。对该理论截形进行直线拟合,计算了拟合直线与理论截形之间的拟合误差及拟合误差对蜗杆砂轮法截面廓形的影响。对一种单头蜗杆砂轮的精密修整进行截形和误差计算,分析了蜗杆砂轮直径与金刚石滚轮直径大小对蜗杆砂轮法截面修整误差的影响。结果表明：修整误差值随着蜗杆砂轮直径、金刚石滚轮直径的减小而增大,金刚石滚轮直径对修整误差影响较小。验证了直廓金刚石滚轮修整蜗杆砂轮的可行性,可用于指导确定蜗杆砂轮修整工艺。     

数控磨削过程中砂轮电机电流的实时监测

针对数控外圆磨床的运行条件,提出在监测过程中遇到的问题及解决方法,并将该方法运用到实际数控机床电机电流的实时监测中,证明了方法的可行性和价值性.     

激光入射角对修整圆柱形CBN砂轮影响

激光入射角是激光修整圆柱砂轮的重要参数之一,它不仅影响光束入射能量密度,而且影响激光修整砂轮的尺寸精度与质量.介绍了采用N d:YAG激光器修整陶瓷CBN砂轮的新方法.根据光束的几何光学原理,采用建模与试验方法研究了入射角、临界角对激光修整小CBN砂轮的影响.考查了入射角不同引起热传导的差异,导致激光修整材料去除量的不同.进而通过调整入射角,优化选择激光能量密度,达到有效修整砂轮的目的.对入射角和临界角的建模与试验分析有助于深入了解激光修整砂轮机理.用SEM显微观察激光修整砂轮的微观状态表明研究结果可靠.     

细粒度金刚石砂轮表面磨粒识别研究

准确地评价砂轮表面形貌对磨削机理研究、磨削过程优化、磨削过程的建模与仿真等具有重要意义,而准确的磨粒识别是砂轮形貌测量和评价的关键. 对超精密磨削所用细粒度金刚石砂轮磨粒粒径的分布特点和砂轮表面上磨粒的轮廓波长进行了分析. 从采样间隔和取样面积的角度对金刚石砂轮表面三维形貌测量仪器的选择进行了探讨. 应用数字滤波消除砂轮表面三维数字信息中的高频分量,然后提取金刚石磨粒的几何特征,提出了依据磨粒轮廓频率特征、磨粒间距和磨粒曲率半径识别金刚石磨粒的方法. 采用基于扫描白光干涉原理的三维表面轮廓仪?3000金刚石砂轮表面形貌进行了测量,对砂轮表面中包含的金刚石磨粒进行了识别,实验结果证明所提出的磨粒识别方法合理有效.     

凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削加工方法

针对非圆齿轮精加工难题,提出了一种凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法。将蜗杆砂轮简化为齿条刀,建立齿条刀展成加工凸节曲线非圆齿轮的运动数学模型。根据数控蜗杆砂轮磨齿机结构及展成加工原理,进行机床电子齿轮箱规划,确定主动轴与跟随轴,并利用等弧长加工原理推导出机床同步轴间的同步系数,建立磨削加工联动模型。最后,给出了蜗杆砂轮与非圆齿轮的手动对刀方法,并对蜗杆砂轮安装角、轴向位置及沿齿轮轴向位置参数进行调整。     

基于功能模块化的锥面砂轮磨齿机设计方法

通过对现有锥面砂轮磨齿机的结构和运动关系的分析,研究锥面砂轮磨齿机的多种运动组合的可能性,提出一种基于功能模块化的锥面砂轮磨齿机设计方法.该方法可按满足不同加工需求组合成不同类型的机床,以寻求新的磨削运动方案,开发新型的磨齿机以及特殊齿轮磨削的方法.