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数控成形磨齿机磨削头系统动态特性分析及优化设计

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数控成形磨齿机磨削头系统动态特性分析及优化设计

作者：宋信亮河南科技大学

学位级别：硕士

目前成形法磨齿因其效率高、精度好、通用性强等一系列优点得到了越来越广泛的应用。在当前的技术支撑下，数控成形磨齿机已逐渐成为高端磨齿机的主流产品。但国内对数控成形磨齿机研究还比较少，亟需对数控成形磨齿机的关键技术展开深... 详细信息

目前成形法磨齿因其效率高、精度好、通用性强等一系列优点得到了越来越广泛的应用。在当前的技术支撑下，数控成形磨齿机已逐渐成为高端磨齿机的主流产品。但国内对数控成形磨齿机研究还比较少，亟需对数控成形磨齿机的关键技术展开深入研究。本文以YK73125数控成形磨齿机为研究对象，以提高其加工精度和加工效率为目标，通过有限元分析和测试实验等手段对机床关键部件的静、动态特性进行了研究。论文的主要研究内容及研究成果如下： 1对数控成形砂轮磨齿机主立柱数控滑台和磨削头系统进行了研究，并完成了其结构设计。 2通过CATIA软件估算磨削头各部件重量，按电主轴以额定功率工作时的输出值计算出磨削力，在最大受力状态下用通用有限元分析软件ABAQUS对磨削头进行静态分析，并通过分析砂轮架应力分布和空间变形情况找出砂轮架需优化设计的部位。 3通过对磨削头进行模态分析，给出其前六阶固有频率和模态振型，并通过对各阶振型特征进行分析进一步明确砂轮架薄弱环节。 4在磨削头静、动态特性分析基础上，针对砂轮架薄弱环节，对砂轮架结构进行优化设计，研究砂轮架壁厚、后部筋厚度、减重窗口大小以及腰部筋厚度等设计参数对砂轮架静、动态特性的影响，合理选定各参数的值。 5研究砂轮架磨齿过程中的振动情况，并通过实际测量磨齿过程中砂轮架振动加速度以及用MATLAB对信号进行分析处理，对砂轮架动态特性进行了分析，验证了砂轮架结构的合理性。

关键词：数控成形磨齿机磨削头砂轮架动态特性优化设计 ABAQUS

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一种新型旋转超声复合磨削头的研制

航空制造技术 2005年第7期48卷 81-82页

作者：程学艳林彬天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室

在分析传统超声波加工和超声波加工机床局限性的基础上,研制了一种新型的旋转超声复合磨削头,它可以安装在普通机床上,适用于硬脆材料及复合材料的加工。

关键词：磨削头研制旋转超声波加工加工机床普通机床复合材料硬脆材料局限性

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用磨削头加工减速机箱体的配合面

河北工业科技 2000年第6期17卷 26-27,41页

作者：赵淑清河北省秦皇岛市煤矿机械厂河北秦皇岛066000

在Ｂ２０１６Ａ型龙门刨床横梁刀架上加装磨削头来代替大型磨床对ＺＪＱ减速机箱体与上盖的配合面进行加工，可使其表面粗糙度达到Ｒａ０．８μｍ，表面不平度为０．０９ｍｍ，且投资少，见效快，生产效率提高，质量达到设计要求。

关键词：龙门刨床磨削头减速机箱体配合面

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内齿轮成形磨削砂轮架振动特性实验研究

振动与冲击 2021年第14期40卷 100-107页

作者：苏建新蒋闯聂少武程琛河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 机械装备先进制造河南省协同创新中心河南洛阳471003

为提高内齿轮成形磨齿机砂轮架结构的稳定性,应用有限元对砂轮架进行了模态分析和谐响应分析,得到了磨削头的前6阶振型和固有频率,研究了砂轮架的应力和位移对频率的响应特性。基于响应曲面优化分析法对砂轮架结构参数进行多目标优化,... 详细信息

为提高内齿轮成形磨齿机砂轮架结构的稳定性,应用有限元对砂轮架进行了模态分析和谐响应分析,得到了磨削头的前6阶振型和固有频率,研究了砂轮架的应力和位移对频率的响应特性。基于响应曲面优化分析法对砂轮架结构参数进行多目标优化,确定最优的结构参数,提高振动特性。在多种磨削工况下对优化前后的磨削头进行振动试验,结构优化后的砂轮架在相同磨削工况下振动加速度比优化前小,磨削头工作稳定性得到明显提高,从而验证了有限元仿真建模和结构参数多目标优化的有效性和工程适用性。

关键词：成形磨齿磨削头砂轮架振动特性

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改装车床进刀机构进行磨削加工

机械制造 2000年第9期38卷 54-55页

作者：谢晓宇李威中州铝厂检修分厂邮政编码河南焦作454174 磨削头磨削加工

通过实例，叙述了在卧式普通车床上进行磨削加工的方法、工作原理及磨削头的设计和调整。

关键词：卧工普通车床磨削头磨削加工进刀机构

内斜齿轮磨齿机砂轮架的优化设计及磨削试验研究

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内斜齿轮磨齿机砂轮架的优化设计及磨削试验研究

作者：李嘉楠河南科技大学

学位级别：硕士

近年来,随着高速列车、航空航天、工程机械与海洋工程等领域的快速发展,对高精度齿轮的需求量日益增多,并且对其性能提出了更高的要求。因为成形磨齿技术具有效率高、通用性强、精度高等优点被广泛使用,越来越多的成形磨齿机被大量使用... 详细信息

近年来,随着高速列车、航空航天、工程机械与海洋工程等领域的快速发展,对高精度齿轮的需求量日益增多,并且对其性能提出了更高的要求。因为成形磨齿技术具有效率高、通用性强、精度高等优点被广泛使用,越来越多的成形磨齿机被大量使用。但是国内对数控成形磨齿机的研究较少,还需对其关键技术展开深入研究。本文以内齿轮数控成形磨齿机作为研究对象,对磨削头及其关键部件进行了有限元分析,依据分析结果对磨削头核心部件砂轮架进行了优化。并搭建振动试验平台对磨削头进行了振动测试,为降低振动对内齿轮的加工精度的影响提供了参考。本文主要研究内容如下:（1）成形法磨齿磨削力的确定。分析成形法磨齿与平面磨削的内在联系,推导出成形磨齿的磨削力计算公式。在数控成形磨齿机上进行成形磨齿加工试验,通过测量不同加工参数下的电主轴功率,用回归法推导出切向磨削力的经验公式,并对其加以验证。（2）对磨削头进行静力学分析和模态分析。基于ANSYS Workbench对磨削头结构进行静力学分析,以得出其承受的最大应力以及位移变形。通过模态分析得出前六阶振型,分析振型特征,进一步明确砂轮架薄弱环节。（3）对砂轮架进行结构优化。利用响应曲面优化分析方法对砂轮架进行结构优化,确定最优的结构尺寸,使其在保持刚度和强度的前提下实现轻量化设计。（4）磨削头结构振动特性试验。在搭建的振动特性试验平台上测试磨削头的振动特性,采集不同工况下磨削头的振动信号。采用时域信号和频域信号的对比分析法,分析不同主轴转速、不同磨削深度下,磨削头的振动情况以及振动产生的原因,为降低振动对内齿轮精度的影响提供了参考。

关键词：数控成形磨齿机磨削头砂轮架优化设计振动特性