平面二次包络四轴四联动数控磨床加工原理及实验研究.pdf

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1、DeSignandResea设计与研究平面二次包络四轴四联动数控磨床加工原理及实验研究韩兴国①黎亚元②和法洋③(①桂林航天工业高等专科学校，广西桂林541004；(西华大学数控技术研究所，四川成都610039；③上海合众重工有限公司，上海201506)摘要：分析了平面二次包络四轴四联动数控磨床的加工原理，根据该原理及磨床结构建立了坐标系，推导出了各个相对坐标系间的齐次坐标变换矩阵。创建了理论状态下的数控加工数学模型，并采用基于CDK6150数控车床改造的平面二次包络四轴四联动数控磨床进行切削实验．设置平面二次包络蜗杆参数，编写数控Jjn-r程序。验证了其加工原理的正确性。关键词：平面二

2、次包络蜗杆四轴四联动数控磨床数学建模切削实验中图分类号：THl61文献标识码：AMachiningtheoryandexperimentalstudyofpIane—quadratic—enVeIOpefour．—axis—-linkageCNCgrindingmachineHANXingguo，LIYayuan②HEFayang④，【①GuilinCollegeofAerospaceTechnology，Guilin541004，CHN；@CNCInstitute。XihuaUniversity，Chengdu610039。CHN；(~)ShanghaiHezhongHeavy—in

3、dustryCo．。Ltd．，Shanghai201506，CHN)Abstract：Thecoordinatesystemissetupbasedonthemachiningtheoryoftheplane—quadratic—envelopefour—ax-is-linkageCNCgrindingmachineandthestructureofthegrindingmachine．Theidealprocessingmath—ematiealmodelingisbuiltonthebasisofthehomogeneouscoordinatetransformationmatri

4、xbetweentherelativecoordinatesystemsdeducedfromthecoordinatesystem．CuttingexperimentiSconductedontheplane-quadratic-envelopefour—axis-linkagegrindingmachinereformedfromCDK6150lathe．Duringtheexperiment，plane—quadratic-envelopewornlparametersavesetup，machiningprogramsofCNCarewrittenandthecorrectne

5、ssofthemachiningtheoryisverified．Keywords：Plane-quadratic-envelopeWorm；Four-axis-linkage；CNCGrindingMachine；MathematicalModel—ing；CuttingExperiment平面二次包络蜗杆传动是我国在20世纪70年代在此基础上开发了四轴四联动的数控磨床。该磨床克研制的一种新型的机械传动方式，具有效率高、寿命服了原来存在的问题，使加工的蜗杆的中心距可在很长、承载能力强等特点，特别适用于现代机械重载、高大的范围内变化，而且机床结构紧凑，节省了空间、提速的要求，产品深受客

6、户欢迎⋯。但由于这种蜗杆加高了效率。该磨床已投入到生产实践中，经验证符合工工艺非常复杂、设备专用、价格昂贵，所以应用推广加工要求。受到较大限制。为了克服这些问题，我们通过深入研1加工原理究，提出了一种利用数控圆插补运动加上砂轮架自转运动以及被磨削蜗杆的轴旋转运动的新加工工艺，并平面二次包络四轴四联动数控磨床的工作原理如重庆大学机械传动国家重点实验室21l工程项目；广西壮族自治区教育厅科研项目(编号：201106LX706)·97·￡⋯口图1所示，向和Z向双层工作台上安装了可绕自身逆圆插补时，砂轮回转台回转中心由0一D一0，。旋转的砂轮回转台，上面安装了磨削头。、z轴联动若是没有添加回转

7、台自身的回转运动B，砂轮磨削边实现圆插补，带动砂轮回转台和磨削头作轨迹为圆的缘点移动的轨迹就是图中的A-+A一A，很明显可以平移运动，与此同时如让砂轮回转台带动磨削头按一看出这时磨削边缘点的位置超出了磨削圆的轨迹，与定规律绕回转中心0：的作B轴旋转运动，实现、z、基圆不同心。要使产形面与基圆相切，必须把磨削头三轴联动即可保证砂轮的产形面始终与基圆相切。它绕中心0转一角度进行补偿。若添加了回转运动，磨们与蜗杆的主回转运动C合成即实现四轴联动，可实