提高曲轴磨削精度的几何误差补偿技术.pdf

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1、第12期机械设计与制造2012年12月MachineryDesign&Manufacturel3文章编号：1001—3997(2012)12—0013—03提高曲轴磨削精度的几何误差补偿技术木范晋伟宁茎金爱韦梅钦(北京工业大学机电学院，北京100124)TechologyforEnhancingtheGrindingAccuracyOfCrankshaftbyGeometricErrorCompensationMethodFANJin—wei，NINGKun，JINAi—wei，MEIQin(College

2、ofMechanicalandElectronicApplication，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，China)【摘要】针对精密曲轴磨削(连杆颈)加工中存在的精度问题，利用随动磨削数控机床运动的数学模型推导出理想的砂轮磨削轨迹的求解方程。利用多体系统理论推导出从机床一工件分支与机床一刀具分支的坐标转换方程、曲轴磨削的精密加工方程，进而将随动磨削加工数学模型与多体系统的误差补偿技术相结合，研究了理想数控指令的生成方法，并用精密迭代的方法求解出误差条

3、件下精密加工数控指令。修正后的指令可以在曲轴磨削生产当中保证曲轴(连杆颈)的表面加工质量，达到了精密曲轴磨削的精度要求。关键词：曲轴；随动磨削；多体系统；误差补偿【Abstract】Focusingonthegrindingaccuracyofaprecisioncrankshaft(theconnectingrodjourna1)，usingthemathematicalmodelofcoordinatedgrindingCNCmachinetoolmotion，thecalculationmethodf

4、oridealgrindingtooltrackhasbeenderived．Usingthemulti-Bodysystemtheory，thecoordinatetro~forma-tionequationfromthemachinetoworkpiecebranchandfromthemachinetotoolbranchhasbeen。ac—quired．Andthentheprecisionprocessingequationofthecrankshafthasbeendrawn~Thetechn

5、ologyoferrorcompensationbasedonmulti-Bodysystemandthemathematicalmodelofcoordinatedgrindingwerec0，n—binedtogether．ThecalculationmethodsforidealNCinstructions，theprecisioniterativemethodtosolvetheinstructionwerediscussedindetail．Revisedinstructioncanguarant

6、eethesurfacequalityofthecrankshtrfi(theconnectingrodjourna1)，andtheaccuracyofthegrindingcrankshaftCOltbeachieveKKeyWords：Crankshaft；CoordinatedGrinding；Multi-BodySystem；ErrorCompensation中图分类号：TH16文献标识码：A1引言2曲轴随动磨削运动数学模型分析及砂汽车作为工业化国家的重要支柱产业之一，其发展质量和轮磨削路线的求解

7、水平很大程度上代表了一个国家工业发达的程度。曲轴是汽车发切点跟踪磨削运动示意图，如图1所示。曲轴绕主轴颈中心旋动机和其它内燃机上的关键零件，需求量大，种类众多，要求的加转，砂轮架沿轴方向往复运动。切点跟踪磨削法即利用相切原工精度高。因此其加工质量和加工效率直接影响到汽车产品的质理，使砂轮在磨削过程中始终相切于连杆颈。按图示建坐标系，曲轴量和汽车工业的发展。全数控曲轴磨床是曲轴精密加工的关键生主轴坐标系上的位置表达为加工轮廓，而砂轮中心坐标系的位置表产设备。然而，对于大型构件而言，由于磨床自身的磨损而造成的达

8、为砂轮磨削路线。磨削路线是曲轴精密加工首先要解决的问题。工件几何形状误差，远远高于零件表面粗糙度误差，成为影响零件整体加工质量的主要因素，必须尽快采取措施加以解决。所讨论的曲轴磨削机床是在基于曲轴与砂轮随动磨削基础上而进行加工的机械装备。将数控机床误差补偿技术与曲轴磨削加工这个特定问题相结合，通过对G轴随动磨削运动模型的研究，以多体系统运动学理论为基础，建立数控曲轴连杆颈磨削精密运动模型，及精密加工的约束条件方程