凸轮切点跟踪磨削的头架转速研究.pdf

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1、第2期组合机床与自动化加工技术NO．22012年2月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2012文章编号：1001—2265(2012)02—0041—04凸轮切点跟踪磨削的头架转速研究蔡晓敏，何永义。，周其洪，李静’，沈南燕(1．上海大学CIMS&机器人中心，上海200072；2．东华大学机械工程学院，上海200051)摘要：论文主要研究了凸轮切点跟踪磨削的头架转速控制，首先建立了切点跟踪磨削时砂轮架位移和基于磨削点恒线速度时头架转速的运动模型，然后针对头架转速变化规律，采用分段恒线速度的方法，

2、优化头架转速曲线，提高凸轮表面质量和加工效率。关键词：凸轮；切点跟踪磨削；恒线速度；转速优化中图分类号：TH16；TG65文献标识码：ARevolutionControlOfHeadstockBaseonCamNon-circularGrinding，CAIXiao—min，HEYong—yi，ZHOUQi—hong，LIJing，SHENNan—yan(1．CIMS＆RobotCenter，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China；2．DonghuaUniversity，Me—chanicalEngineering，Shangh

3、ai200051，China)Abstract：Therotatingspeedmodelofcamgrindingbasedonthemethodoftracingtangentpointgrind—ing．arediscussedinthispaper．Accordingtotheprincipleofconstantspeedofgrindingpoints，thedis-placementofthegrindingwheelrackandrotatingspeedofheadstockarebuiltup．Inordertoenhancethepractica

4、lprecisionandeffieieneyofgrinding，therevisingalgorithmofgrindingpointsuniformmo—tioninrespectivesectionsareputforward．Keywords：cam；tracingtangentpointgrinding；constantlinearspeed；optimizationofrevolution分析的基础上，针对头架转速变化规律，结合实际磨O引言削效果，优化头架转速曲线，尽量保证磨削点恒线速切点跟踪磨削法是一种主要用于凸轮和曲轴等度的运动规律和快速跟踪精度，以

5、获得较高的轮廓非圆零件的磨削加工方法，其成形机理是由头架的精度和良好的表面质量，提高加工效率。旋转(c)和砂轮架平移()两轴联动而实现的。基1基于磨削点恒线速度的运动模型于磨削点线速度恒定的头架变速回转控制，金属切除率变化平缓，磨削力变化较小，零件表面各点的磨1．1·砂轮架位移的运动方程削进给速度相同，因而在理想情况下，可保证被磨削图1中1为凸轮，2为滚子，3为砂轮，O为凸轮工件的表面粗糙度在各处基本是一致的，有利于提基圆圆心，O为挺杆滚子中心，0为砂轮圆心，为高被磨削工件表面质量，提高磨削精度。但恒线速滚子半径，r为基圆半径，R为其半径。一凸轮顶圆磨削时，头架的运动

6、变得复杂，如果头架平均转速较对角线为角度基准线，则图示位置凸轮转角为西，滚高时，则加速度可能过大，在机械系统和伺服系统的子中心转角为0。设P点是某一瞬时的磨削点，其转响应不能达到要求的情况下，可能出现较大的跟踪角为卢，凸轮与砂轮在P点相切，P、O、O三点共线，误差，反而会使工件的加工精度下降。若为了保证日是滚子中心转角对应的升程。精度，降低头架旋转速度，这同时也降低了生产效砂轮中心到凸轮中心的距离为：率。国内如湖南大学、华中科技大学等对磨削点恒线速磨削时头架转速优化进行了研究，如文献[4]和X=00~=[!cr+日+rg)sin(arctan()I‘+文献[5]，但文

7、中方法对转速曲线改变较大，对磨削点恒线速的运动规律有较大影响。}cr+H+Tg)c。s(arctan()+R一}】(1)本文在对基于磨削点恒线速度的切点跟踪磨削收稿日期：2011—06—27；修回日期：2011—07—22作者简介：蔡晓敏(1986一)，女，南京人，上海大学硕士研究生，主要研究方向为数控技术，(E—mail)shdx2009cxm@163．corn。·42·组合机床与自动化加工技术第2期凸轮旋转角度(rad)图1凸轮非圆磨削示意图1．2基于恒线速的头架转速方程图3头架转速曲线设某一时刻基圆转速为03。，那么任意磨削点P的转速为：(2)