數(shù)控成形磨齒機(jī)磨削振動(dòng)特性研究

數(shù)控成形磨齒機(jī)磨削振動(dòng)特性研究數(shù)控成形磨齒機(jī)磨削振動(dòng)特性研究

摘要：

數(shù)控成形磨齒機(jī)是一種用于齒輪加工的重要設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛應(yīng)用。然而，磨削過(guò)程中的振動(dòng)問(wèn)題一直困擾著數(shù)控成形磨齒機(jī)的性能和加工質(zhì)量。本研究旨在通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究數(shù)控成形磨齒機(jī)磨削過(guò)程中的振動(dòng)特性，并分析振動(dòng)對(duì)加工質(zhì)量的影響，從而提出改善磨削過(guò)程的方法和措施。

1.引言

數(shù)控成形磨齒機(jī)是一種高精度的齒輪加工設(shè)備，具有高效、精度高、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。然而，在磨削過(guò)程中，機(jī)床的振動(dòng)會(huì)給加工質(zhì)量帶來(lái)負(fù)面影響，導(dǎo)致齒輪的加工精度降低。因此，研究數(shù)控成形磨齒機(jī)磨削振動(dòng)特性對(duì)于提高加工效率和加工質(zhì)量具有重要意義。

2.數(shù)控成形磨齒機(jī)磨削振動(dòng)的機(jī)理和特性

2.1磨削過(guò)程中的振動(dòng)機(jī)理

磨削過(guò)程中的振動(dòng)主要來(lái)自于切削力和切削力矩的波動(dòng)，切削力的變化會(huì)導(dǎo)致機(jī)床結(jié)構(gòu)的變形，從而引起振動(dòng)。

2.2數(shù)控成形磨齒機(jī)的振動(dòng)特性

數(shù)控成形磨齒機(jī)的振動(dòng)特性主要包括振幅、頻率、相位等。振幅可以表示磨削過(guò)程中的振動(dòng)幅值大小，頻率表示振動(dòng)的周期性，相位則表示振動(dòng)的相對(duì)位置。

3.磨削振動(dòng)對(duì)加工質(zhì)量的影響

3.1加工表面粗糙度

磨削振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致加工表面粗糙度的增加。振動(dòng)會(huì)使切削刃與工件表面產(chǎn)生非正常接觸，進(jìn)而引起刀具磨損和加工表面質(zhì)量下降。

3.2加工精度

磨削振動(dòng)還會(huì)對(duì)加工精度造成不利影響。振動(dòng)會(huì)使磨削過(guò)程中刀具位置偏移，導(dǎo)致加工誤差的產(chǎn)生。

4.改善磨削振動(dòng)的方法和措施

4.1加強(qiáng)機(jī)床剛性

提高機(jī)床剛性是減小磨削振動(dòng)的重要手段。通過(guò)采用合適的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高機(jī)床的剛度和抗振能力，減小機(jī)床的振動(dòng)幅值和頻率。

4.2優(yōu)化刀具與工件的配合

刀具與工件間的配合關(guān)系對(duì)磨削振動(dòng)有重要影響。優(yōu)化刀具的幾何參數(shù)、刃磨工藝和材料選擇，以及工件的夾具設(shè)計(jì)，可以減小振動(dòng)的發(fā)生。

4.3調(diào)整磨削工藝參數(shù)

合理選擇磨削工藝參數(shù)能夠?qū)φ駝?dòng)進(jìn)行有效控制。例如，調(diào)整磨削速度、進(jìn)給速度和磨削液供給等參數(shù)，減小振動(dòng)的發(fā)生。

5.實(shí)驗(yàn)研究

通過(guò)搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)數(shù)控成形磨齒機(jī)的磨削振動(dòng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)改變各種工藝參數(shù)，記錄振動(dòng)的振幅、頻率和相位等特性，并與磨削加工的表面粗糙度和加工精度進(jìn)行對(duì)比分析。

6.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，振幅、頻率和相位等振動(dòng)特性與加工質(zhì)量之間存在一定的相關(guān)性。在實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)優(yōu)化磨削工藝參數(shù)和改善機(jī)床剛性等措施，成功降低了磨削振動(dòng)的幅值和頻率，進(jìn)而提高了加工質(zhì)量。

7.結(jié)論

本研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究數(shù)控成形磨齒機(jī)的磨削振動(dòng)特性，發(fā)現(xiàn)磨削振動(dòng)對(duì)加工質(zhì)量的影響顯著。通過(guò)加強(qiáng)機(jī)床剛性，優(yōu)化刀具與工件的配合，調(diào)整磨削工藝參數(shù)等方法和措施，可以有效減小磨削振動(dòng)，提高加工質(zhì)量。

8.展望

今后的研究可以進(jìn)一步深入研究數(shù)控成形磨齒機(jī)的磨削振動(dòng)特性，并探索更加先進(jìn)的方法和技術(shù)，進(jìn)一步提高加工質(zhì)量和效率，推動(dòng)齒輪加工技術(shù)的發(fā)展通過(guò)優(yōu)化刀具的幾何參數(shù)、刃磨工藝和材料選擇，以及工件的夾具設(shè)計(jì)，可以有效減小振動(dòng)的發(fā)生。同時(shí)，調(diào)整磨削工藝參數(shù)能夠?qū)φ駝?dòng)進(jìn)行有效控制，如調(diào)整磨削速度、進(jìn)給速度和磨削液供給等參數(shù)。實(shí)驗(yàn)研究表明，磨削振動(dòng)的振幅、頻率和相位等特性與加工質(zhì)量存在一定的相關(guān)性。通過(guò)優(yōu)化磨削工藝參數(shù)和改善機(jī)床剛性等措施，可以成功降低磨削振動(dòng)的幅值和頻率，從而提高加工質(zhì)量。本研究的結(jié)果表明，加強(qiáng)機(jī)床剛性、優(yōu)化刀具與工件的配合以及調(diào)整磨削工藝參數(shù)等方法