金刚石砂轮精密成形方法及设备研究

发布时间：2017-07-08 12:17

  本文关键词：金刚石砂轮精密成形方法及设备研究

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【摘要】：普通成形金刚石砂轮通常适用于大批量、单品种硬质合金成形刀具的快速、高效、精密加工,而小批量、多品种的硬质合金成形刀具的加工则需要高效、快速、低成本和高精度加工出相应的成形金刚石砂轮,且不同种类的硬质合金成形刀具需要不同的成形金刚石砂轮,而单独加工小批量的硬质合金成形刀具,所需成形金刚石砂轮的获得需要投入很高的成本。现有特殊成形金刚石砂轮精密成形加工普遍采用人工试凑修磨的方法进行,这种修磨方式加工出的成形金刚石砂轮质量的好坏完全取决于工人的技术水平、加工经验和心情的好坏,这种方法加工出的成形金刚石砂轮不能保证硬质合金成形刀具性能的一致性。因而如何快速、经济、方便地加工出成形金刚石砂轮已经成为硬质合金成形刀具加工行业亟需解决的问题。本文即是根据实际生产中存在的问题,基于西华大学和成都锋宜精密工具制造有限公司技术合作项目中提出的一种新型成形金刚石砂轮精密成形方法及设备研究背景下展开的。本研究基于企业原有电火花加工成形金刚石砂轮方法和设备的原理和结构,找出现有加工方式中存在的不能高效、快速、低成本和高精度地加工出成形金刚石砂轮问题。为了解决此问题,本文在原有加工方法和设备的基础上提出一种新型金刚石砂轮精密成形方法和设备。新方法采用了实时检测,实时控制和两轴联动全闭环数控系统单刀加工成形石墨电极,再用电火花加工方法加工成形金刚石砂轮,最后对成形金刚石砂轮进行精密修正。新方法采用了图像实时检测和采集处理系统,通过图像采集处理,获得成形石墨电极或成形金刚石砂轮的实际轮廓数据,并与理论轮廓进行对比得到轮廓误差,将获得的误差数据进行处理后反馈回控制系统对成形石墨电极或成形金刚石砂轮进行误差补偿修正。本文基于系统设计的思想和方法对新型金刚石砂轮精密成形实时监测、控制系统和机械系统进行了总体原理方案设计,确定了系统总体原理方案,并在功能原理设计基础上进行了总体结构设计。通过对新装置中图像采集处理实验研究,得到了实验结果,验证了新型金刚石砂轮精密成形方法的可行性,且运用现代设计手段完成了金刚石砂轮精密成形机械系统结构设计,并完成了需要的控制系统和软件系统的初步设计。本文通过对金刚石砂轮电火花加工实验研究发现了原装置加工过程中存在的问题,在此基础上提出了新型金刚石砂轮精密成形方法,并对其进行系统设计,解决了多品种、小批量的成形金刚石砂轮高效、经济、方便加工的问题,提高了金刚石砂轮精密成形精度和生产效率,为金刚石砂轮精密成形技术发展注入了新的活力,同时对金刚石砂轮精密成形技术的进步具有重要的意义。
【关键词】：成形金刚石砂轮 硬质合金刀具 精密成形石墨电极 误差补偿 数控系统
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG743;TG58
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 本课题研究背景9
• 1.2 金刚石砂轮修整技术国内外发展状况9-10
• 1.3 现有金刚石成形砂轮修整方法10-14
• 1.4 本课题研究的目的及意义14
• 1.5 本课题研究的主要内容14-15
• 1.6 本章小结15-16
• 2 电火花加工金属基结合剂金刚石砂轮理论研究16-35
• 2.1 电火花加工金刚石砂轮基本理论分析16-20
• 2.1.1 电火花加工金刚石砂轮机理分析16-18
• 2.1.2 影响金刚石砂轮电蚀量的主要因素分析18-20
• 2.2 电火花加工金刚石砂轮微观工艺学研究20-27
• 2.2.1 电火花加工金刚石砂轮脉冲能量分析20-22
• 2.2.2 脉冲能量与放电痕的关系22-24
• 2.2.3 脉冲能量与电蚀速度的关系24-25
• 2.2.4 单脉冲能量对放电间隙的影响25-27
• 2.3 电火花加工金刚石砂轮物理模型分析27-29
• 2.4 电火花加工金刚石砂轮工具电极的选择及加工方法分析29-34
• 2.4.1 电火花加工用工具电极的材料选择29-30
• 2.4.2 石墨电极的加工方法分析30-33
• 2.4.3 石墨电极车削加工方式分析33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 3 金刚石砂轮精密成形原方法及设备分析35-43
• 3.1 原有成形金刚石砂轮加工设备存在的问题35-36
• 3.2 YM-300金刚石砂轮磨轮修整机加工实验分析36-42
• 3.2.1 YM-300金刚石砂轮磨削机性能参数介绍36
• 3.2.2 金属基金刚石砂轮电火花加工实验分析36-42
• 3.3 本章小结42-43
• 4 金刚石砂轮精密成形装置功能原理设计43-60
• 4.1 金刚石砂轮精密成形装置功能分析43-45
• 4.1.1 金刚石砂轮精密成形装置总功能分析43-44
• 4.1.2 金刚石砂轮精密成形装置功能分解及功能结构设计44-45
• 4.2 金刚石砂轮精密成形装置功能原理设计45-47
• 4.2.1 成形石墨电极精密成形装置分功能求解45-46
• 4.2.2 成形石墨电极精密平面运动分功能求解形态学矩阵分析46-47
• 4.3 成形石墨电极加工原理方案评价与决策47-51
• 4.4 金刚石砂轮精密成形装置总体原理方案设计51-59
• 4.4.1 成形石墨电极精密成形方法原理方案分析51-52
• 4.4.2 成形石墨电极精密成形方法全闭环控制系统分析52-59
• 4.5 本章小结59-60
• 5 金刚石砂轮精密成形装置结构设计与分析60-74
• 5.1 金刚石砂轮精密成形装置总体结构分析60-61
• 5.2 金刚石砂轮精密成形装置机械系统方案设计61-68
• 5.2.1 重要零部件计算与选型61-68
• 5.3 金刚石砂轮精密成形装置机械结构设计68-73
• 5.4 本章小结73-74
• 6 金刚石砂轮精密成形装置控制系统设计74-86
• 6.1 金刚石砂轮精密成形装置控制系统设计分析74-75
• 6.2 金刚石砂轮精密成形装置控制系统总体结构方案设计75-77
• 6.3 金刚石砂轮精密成形装置控制系统软件方案设计77
• 6.4 金刚石砂轮精密成形装置图像采集处理系统方案设计77-85
• 6.4.1 图像处理理论基础78-79
• 6.4.2 检测系统总体方案设计79-81
• 6.4.3 成形石墨电极图像采集处理实验分析81-85
• 6.5 本章小结85-86
• 结论86-88
• 参考文献88-90
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果90-91
• 致谢91-92

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李承志,张文生,张永利,刘长荣,郭秀华,郑立新,李延祥;摆线齿轮泵内外转子齿廓的磨削工艺[J];河北职业技术师范学院学报;2002年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 高金忠;面齿轮滚磨刀具设计与修整方法研究[D];南京航空航天大学;2011年

2 王帅;金刚石砂轮修整技术研究[D];南京航空航天大学;2011年

3 张波;砂轮渗浸工艺及其磨削性能的实验研究[D];浙江工业大学;2009年

4 张玲;光纤激光修锐青铜金刚石砂轮参数优化及工艺数据库研究[D];湖南大学;2014年

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本文编号：534527