非圆磨削中曲轴角向定位方法及其误差分析-论文.pdf

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1、第50卷第9期机械工程学报VO1．50NO．92014年5月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGMav2014DoI：1O．3901／JME．2014．O9．193非圆磨削中曲轴角向定位方法及其误差分析木沈南燕李静方明伦叶骏汪学栋2(1．上海大学上海市机械自动化及机器人重点实验室上海200072；2．上海机床厂有限公司上海200093)摘要：非圆磨削根据运动模型控制工件的旋转运动和砂轮架的横向进给运动，使砂轮外圆与工件表面轮廓始终相切，实现异形零件磨削。磨削前必须使建立非圆磨削运动模型的

2、工件坐标系与机床坐标系重合或接近，才能使磨削余量分布均匀，保证曲轴各档相位角的加工精度。基于触发式测头构建大量程在机测量装置，配合不同测量方法，分别建立两点法和多点法角向定位模型，并分析谱尺度BFGS算法在求解该模型时的收敛速度、精度以及初值选取范围。在此基础上，通过仿真计算分析测头预行程及定位误差对角向定位精度的影响规律，并揭示其与所选定测量点位置的关系。根据试验结果分析比较两种自动角向定位方法的有效性，并提出相应措施以减少角向定位误差。关键词：非圆磨削；角向定位；曲轴；谱尺度BFGS中图分类号：TG87Ra

3、dialAngularOrientationMethodandItsErrorAnalysisforCrankpinNon-circularGrindingSHENNanyanLIJingFANGMinlunYEJunWANGXuedong(1．ShanghaiKeyLaboratoryofMechanicalAutomationandRobotics，ShanghaiUniversity,Shanghai200072；2．ShanghaiMachineToolWorksCo．，Ltd．，Shanghai200

4、093)Abstract：Innon-circulargrinding，themotionmodelbuiltinworkpiececoordinateisusedtocontroltherotationofworkpieceandthetransversefeedofgrindingcarriagetomakethecrankpincurvetangentwithgrindingwhee1．Itisessentialtotransformmachinetoolcoordinatetoworkpiececoor

5、dinateaccuratelyfortheuniformdistributionofgrindingallowancetoobtainthehighmachiningprecisionofeachcrankpin’Sprofileandphaseangle．Tofindtheoptimalofsetbetweenthetwocoordinates，theon—linemeasurementdevicegroundedontouchtriggerprobewithlargemeasurementrangeisd

6、esigned．Tworadialangularorientationmodelsarebuiltrespectivelyfortwo-pointandmulti—pointmeasurementmethods．Convergencespeed，accuracy,aswellastheinitialselectionofspectralscalingBFGSmethodisanalyzedinsolvingthisoptimizationproblem．Theefectsonradialangularorien

7、tationaccuracyofprobepre—travelandpositioningerroranditsrelationshiptothemeasurementpositionarestudiedbysimulation．Thevalidityoftworadialangularorientationmethodsarecomparedandverifiedbytheexperimentalresults．Andthecorespondingmeasuresisputforwardtoimproveth

8、eradialangularorientationaccuracy．Keywords：non—circulargrinding；radialangularorientation；crankshaft；spectralscalingBFGS非圆磨削的运动模型tl-2J是在工件坐标系中建0前言立的，因此加工时使用的机床坐标系必须与工件坐标系重合或接近，才能使磨削余量分布均匀，保证非圆磨削是