切点跟踪曲轴磨床磨削力的计算公式分析.pdf

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1、精密制造与自动化2012年第3期切点跟踪曲轴磨床磨削力的计算公式分析术汪学栋房小艳(上海机床厂有限公司上海200093)摘要比较了几种普通内外圆磨削力的计算公式，选择了合适的计算公式作为研究对象，根据切点跟踪磨削的特点，修正了特征参数，对推导出切点跟踪曲轴磨床磨削力的计算公式进行了分析。曲轴切点跟踪磨削时磨削切点位置是在不断地变化，采用常用的内外圆磨削力公式已不能满足实际应用。研究表明，通过修正参数可以拓宽常用内、外圆磨削力公式的应用范围。在进行定性分析时，可以进行合理的估算。关键词切点跟踪曲轴磨床磨削力近年来，随着磨

2、削技术的不断发展，越来越多力。一般轴向力通常很小可以忽略，只计算切的曲轴磨削(尤其是用于批量生产的曲轴磨床)都向力和法向力。通常计算出二者之一，根据关采用了切点跟踪磨削技术。在切点跟踪磨削运动中，系式得到另一个力。其中九为摩擦力比，与砂曲轴工件绕主轴颈中心作匀速旋转，砂轮沿坐标轴轮的锐利程度及被磨工件材料有关。有序进行往复移动以磨削连杆轴颈。切点跟踪磨削法是在磨削曲轴的连杆颈时利用了相切原理，使砂轮在跟踪的磨削过程中始终和曲轴的连杆颈相切来保证磨削后连杆颈的形状。综观国内对磨削力的研究，多数工作都是针对普通内外圆磨削，

3、但是曲轴切点跟踪磨削时磨削切点位置不断变化，磨削力的计算并不能完全采用普通内外圆磨削力的计算公式。1磨削力的分析图1磨削力分解图砂轮与工件接触的磨削过程一般分为三个阶段。第一阶段是滑擦阶段，砂轮切削刃与工件表面开始2普通内、外圆磨削力的计算公式分析接触，工件发生弹性变形；第二阶段为耕梨阶段，砂由于磨削加工的情况十分复杂，磨削力的大小轮切削刃压入工件的塑性基体，经过塑性变形的金几乎与磨削过程中的所有因素都有关系，所以建立属基体被推向砂轮磨粒的一侧，从而导致工件的表在特定条件下的计算公式，还有着很大的局限性，但面金属颗粒从

4、基体上隆起；第三阶段为切削形成阶是磨削力的理论公式对于磨削过程的定性分析和大段，此阶段隆起的金属颗粒被砂轮切削刃从基体上致估算时还是具有很大的作用。迄今为止，磨削力切除。而磨削力就是起源于工件与砂轮接触后引起的公式还没有适用于各种条件下的万能公式，都是的弹性变形、塑性变形、切削形成以及磨粒和结合建立在试验测试下的经验公式。剂与表面之间的摩擦作用。1)常用的几种磨削力计算公式磨削力是砂轮磨削工件时的综合表现，为了方实际工程运用中，磨削力的计算公式都是磨削便分析磨削力，磨削力可以分为相互垂直的三个分条件的加权幂指数的形式表

5、示的。经过查阅文献资力，如图l所示：即沿砂轮切向的切向磨削力，沿料，有关内外圆磨削的磨削力计算公式如下：砂轮径向的法向磨削力Fn和沿砂轮轴向的轴向磨削／，．．、一p=KoB／~-2,0口lI。。(2)国家高档数控机床与基础制造装备重大专项资助项目(编号：2009ZX04001．111)17精密制造与自动化2012年第3期式(1)中；为比I挛j豸}阻力，与工件材料有关，N佃；的其它工况参数在普通外圆磨削和切点跟踪磨削没为砂轮宽或称摩擦宽，mm；为有效磨粒间隔或称有区别，因此应用式(1)进行切点跟踪磨削力的计算平均切割间隔

6、，mn1；P为经验系数，当p=1时可以只需对砂轮及工件上的切点线速度Vs和进行修看成是纯摩擦的情况，当p=O时，则可视作是纯切正即可。削的情况；为切削量，即工件每一转的磨削深度，1)工件切点线速度的修正n％n3；Vw为工件磨削切点线速度，m／min；Vs为砂轮切点跟踪磨削示意图如图2所示，通过分析可以磨削切点线速度，m]min：d。。为砂轮的当量直径，看出工件上的切点运动可以分解为绕0点的匀速圆d，mm；为工件外(内)直径，mm；周运动和绕O”点的变速圆周运动，修正的即为为砂轮外直径，n'Lrn；此运动的线速度。=vV

7、s一B(2)p式(2)中，、、y、分别为各个参数的加权幂指数；其它参数同式(1)。F：．：：：：皇(3)f式(3)中，P为磨削功率，J／s；g。为比磨削能，即磨除每单位体积工件材料所需的能量，J／mm；Q为比去除率，定义为单位时间内与砂轮接触的每单位宽度工件材料去除的体图2切点跟踪磨削运动示意图积，Hun／mm·S～；其它参数同式(1)。2)磨削力计算公式分析在图2中，、l，为连杆颈上磨削点转过的弧段所对式(1)是从影响磨削力大小的各因素角度出应的角度；0为磨削过程中曲轴所转过的角度；发，科研工作者经过大量试验，经分析

8、总结得到的为曲轴连杆颈半径，mm；为砂轮中心位置的挫标；经验公式，是目前使用最广的公式。0为砂轮中心位置；O”为连杆颈中心位置；6为曲式(2)也是试验总结的经验公式，但是由于各个轴连杆颈中心线至主轴颈中心线的偏心距，mm；Fs研究者的仪器和试验材料不同，不同的研究者得出为砂轮半径，illln。的指数值差距较大，在生产中应用比较困难