新型陀螺仪球型转子研磨技术研究

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1、天津大学硕士学位论文新型陀螺仪球型转子研磨技术研究姓名：范蓉申请学位级别：硕士专业：机械制造及自动化指导教师：王刚20080401中文摘要精密球体具有形状简单、各向球径一致、球体与平面、弧面接触均为点接触、球体在各种孔、槽中均能自动定心等特性，近年来在工业生产、日常生活及科学研究中得到了广泛的应用，其中精密球体作为国际公认的具有最高精度的惯性元件在军事、宇航等重要领域的作用尤为突出。本文主要解决新型陀螺仪球型转子的表面加工问题。小型实心转子静电陀螺具有体积小、材料硬度高、形心与质心不重合、加工精度高、球体圆度，表面粗糙度，尺寸精度要求“三度统

2、一”等特性和加工要求，作者结合陀螺转子的材料特性和加工要求，对现有研磨技术分类和各自特点分析对比的基础上最终选择能够实现“以粗干精”的四轴球体研磨技术为主要研究方向，对四轴球体研磨机的研磨原理、研磨转子受力分析、研磨转子运动分析和转子研磨圆度的误差分析等几个方面进行了研究。文章采用理论分析和试验相结合的方法，研究了现有四轴研磨机加工特点、结构原理和工艺缺陷，结合长期的使用经验及课题特殊要求，提出了一套完整的四轴球体研磨机结构改进和功能完善的实施方案，在方案中提出了一系列国内首次采用的改进方法和加工材料，如国内首次将压力传感器应用于四轴球体研磨

3、机中、首次在四轴球体研磨机上进行纯钛材料球形转子的研磨实验，并对四轴球体研磨机中的浮动轴结构进行了创新，首次将联轴器+波纹管的组合方式应用于浮动轴结构。改进后的研磨机体积更为小巧、关键部件设计更为紧凑合理、自动化程度、可操作性和加工效率均得到了明显的提高，加工质量更为稳定，实现了设备与加工工艺较好配合，通过一系列的试验证明转子的圆度优于0．08Ilm，最终达到了预期的改进目标。同时，文章对精密球体的应用领域和发展前景、球度误差的评定方法和评定设备、球体研磨的工艺安排等基础理论作了相应地论述。关键词：陀螺；转子；研磨；圆度；磨料ABSTRACT

4、Theprecjsionspheroidhassomanyfeaturesassimpleshape，thesamespheroiddiameter，pointcontactofspheroidwithbothplaneandarcplane，andautomaticalidentificationofspheroidcenterjnkindsappliedinindustqmanufhcturing，dailyofholesandarcs，、VhichhaVebeenwidelyIifeandsciemificresearchinrecen

5、tyears．1hepreclslonspheroidasakindofineniacomponentwiththehighestprecisionplaysanimportantroJeinmi“ta吼spacenaVigation，etc。lnlspape¨smalnlyaimedatsolVingtheproplemofsu而ceprocessjngofkeVSpner01dofthenew。typegyroscope．111esmall-Sizedsolidrotorstaticg)，roscopehastneteatlJreandp

6、rosessingrequestofsmalImeasurement，highhardnessinmaterial．uncomcldenceofshapeheartandcentroid，highaccufacyinmachining，thecirculardegreeotspherold，rou曲nessofthesurf-ace，andtherequirementofthesizefor”’Ihreedegreesareuni6edt．．BaSedonsortingtheexsitingsoweringtechnologyandanaIy

7、slngandcomparingeachfeature，theauthorhascombinedthecharacteristicandproce8slngdemand0fgyroscoperotorandeVenturallychosenfouraxJessphemidsowenngtechnologyasmainresearchdirection，whichcanreaIize”precisionthroughrou曲processlng-’，anddonesomeresearchonthefollowingseveralaspects，

8、suchassowenngtechnolog)，offouraxlesspheroidsoweringmachines，forceanaIvsisofsowenng