[发明专利]凸轮非圆磨削基于恒接触弧长的变速控制方法

说明书

所属技术领域

本发明是属于根据凸轮非圆磨削中动态接触弧长变化规律，来控制凸轮转速以实现恒磨削量磨削的一种非圆磨削变速控制方法。

背景技术

所谓非圆磨削一般指在数控磨削过程中，磨削点的轨迹为非圆曲线的磨削过程。非圆磨削又可分为轨迹磨削(多轴多维联动，类似数控铣削过程)和C-X同步磨削技术。所指非圆磨削即为C-X同步磨削技术，是发达国家近年新开发的一种跟踪磨削技术，它采用磨床头架即C轴带动工件旋转，磨床砂轮架运动即X轴根据头架指令随动跟踪进行磨削的一种技术。

凸轮磨削加工是一种特殊的非圆磨削加工，在磨削基圆部分时与普通的外圆磨削加工状况一样，非基圆部分的磨削条件是不断变化的。目前，对凸轮类非圆零件的加工基本采用的是恒角速度和恒线速度的控制方法。采用恒角速度控制方法进行磨削加工时，被磨削工件表面的磨削量会发生较大的变化，导致磨削力的波动，往往不可避免的使工艺系统产生非线性弹性变形，从而对工件的加工精度和表面质量产生很大的影响。而恒线速控制方法进行磨削时，工件轮廓上的磨削量变化较恒角速度平缓，恒线速度磨削可近似的保证磨削量恒定。但是磨削量与凸轮轮廓各点的曲率半径有关，曲率半径越大磨削量就越大。而以恒线速原则控制凸轮非圆磨削时，并没有将各种凸轮轮廓的特征对磨削量变化的影响考虑在内，所以凸轮的磨削量并非理想的恒磨削量。因此有必要去寻求一种新的速度控制方法来保证磨削量恒定，在提高加工效率的同时获得更好的加工精度和表面质量。

发明内容

本发明的目的在于根据非圆磨削原理和凸轮的轮廓特点，详细研究分析了磨削接触弧长在凹弧段和凸弧段不同的变化规律，按照磨削量基本恒定的原则，提供了一种凸轮非圆磨削基于恒接触弧长的变速控制方法，提高凸轮非圆磨削的加工精度和表面质量。

为达到上述目的，本发明的构思是：由于磨削过程是一个复杂的过程，磨削运动不仅决定了工件的加工精度也决定了工件的表面质量。恒磨削量磨削不仅能保证一定的加工精度而且能获得较好的磨削表面质量。所以本发明通过分析凸轮的磨削机理，对凸轮非圆磨削中凸弧段和凹弧段的运动接触弧长进行研究，提出了一种基于恒接触弧长的变速控制方法。在实际的磨削中，通过对工件的变速控制来寻求磨削量基本恒定。该方法根据凸轮非圆磨削中动态接触弧长变化规律，进行变角速度控制，自变量确定方便，容易得到较好的加工精度将和表面质量。

为便于理解本发明的技术方案，先作原理推导如下：

凸轮非圆磨削运动数字模型：