碗形砂轮热力结构耦合作用对磨削可转位刀片的精度影响*

张祥雷，姚 斌,2，王萌萌，陈 站，朱 健

(1.厦门大学 物理与机电工程学院，福建 厦门 361005；2.陕西理工学院 机械工程学院，陕西 汉中723003)

碗形砂轮热力结构耦合作用对磨削可转位刀片的精度影响*

张祥雷1，姚 斌1,2，王萌萌1，陈 站1，朱 健1

(1.厦门大学 物理与机电工程学院，福建 厦门 361005；2.陕西理工学院 机械工程学院，陕西 汉中723003)

针对可转位刀片周边刃磨的五轴数控工具磨床，研究其高速旋转碗型砂轮的热力结构耦合特性，得到砂轮尺寸变化对磨削刀片的精度影响。首先考虑高速旋转的砂轮受离心力的作用导致外形尺寸的变化，并进一步研究其在不同的转速下应力刚化与旋转软化对其尺寸精度的影响。同时，采用磨削运动的三角形热源理论模型，计算相关热量与温度，并进行仿真，获得砂轮磨削40s的温度变化情况以及温度场云图。最后综合考虑砂轮受离心力、磨削热共同作用下的热-力-结构耦合情况在不同转速下的结构变形。相关的分析结果为砂轮在磨削可转位刀片过程中的刀片精度控制与补偿具有一定的参考价值。

工具磨床;砂轮;离心力;磨削热

0 引言

硬质合金可转位刀片因为具有不需重磨、可迅速转位、更换切削刃的辅助时间短、重复定位精度高、能够提高劳动生产率等特点，在高效、精密数控加工中的应用日趋广泛。图1所示为专门用于加工硬质合金可转位刀片的CNC可转位刀片周边五轴工具磨床磨削部分结构简图,其有XYABC五个运动轴联动机床形式(包括砂轮主轴箱所在的X、Y两个移动轴和夹具所在的A、B、C三个旋转轴)。……