基于砂轮径向振动主动控制的ELID内圆磨削研究

摘要

内圆磨削由于其磨削条件差,导致加工精度及效率很难得到保证,因而通常在磨削后还需安排珩磨、研磨或抛光等工艺,不仅降低效率而且增加成本。在线电解修整(ELID)磨削由于对砂轮的在线修整性,能够保证不大量增加成本的前提下提高精度及效率。本文在原有内圆磨床的基础上设计安装了包括修整电极、导电砂轮等ELID专用装置,并采用LabVIEW完善了数控程序、监控采集程序,成功将ELID技术应用到轴承套圈的内表面磨削中。
　　轴承套圈内表面的磨削加工中,砂轮径向振动将严重影响加工质量。而ELID磨削过程中砂轮表面生成的氧化膜由于其自身的内耗作用,能够对外部振动进行一定程度的抑制,因而氧化膜的状态将直接关系到ELID磨削的加工质量。本文首先基于氧化膜状态的主动控制方法,研究了氧化膜处于不同状态下,占空比调节量的变化对砂轮径向振动的影响规律,试验结果表明不论氧化膜处于哪种状态,振动均随着大脉冲占空比调节量的减小而不断增加,并且当氧化膜越薄、致密性越差,振动的增加趋势也越来越大。然后,在上述规律的基础上针对不同氧化膜状态设计了一系列的模糊控制策略及神经网络PID控制策略。最后采用这两种主动控制策略,进行了基于砂轮径向振动主动控制的ELID内圆磨削,试验结果表明主动控制方法可以将振动维持在设定目标值附近,保证磨削的稳定进行。当振动设定值较高时,可以得到较差的表面质量和较高的材料去除率;当振动设定值较低时,可以得到较好的表面质量和较低的材料去除率。

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第一章 绪论

1.1本文的研究背景及研究意义

1.2在线电解修整（ELID）内圆磨削的系统组成及基本原理

1.3 ELID磨削的研究概况

1.4本文的主要研究内容

第二章 ELID内圆磨削系统的设计

2.1内圆磨床的基本组成及参数

2.2 ELID内圆磨削系统的硬件设计

2.3 ELID内圆磨削系统的软件设计

2.4砂轮径向振动检测系统及表面质量检测装置

2.5本章小结

第三章 砂轮径向振动的主动控制策略

3.1砂轮径向振动的控制方法

3.2砂轮径向振动与氧化膜状态的关系规律

3.3砂轮径向振动的主动控制策略

3.4 本章小结

第四章 砂轮径向振动的主动控制试验

4.1主动控制试验的设备及条件

4.2 ELID内圆磨削砂轮的修整

4.3试验过程及结果

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1本文的主要结论

5.2研究展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢