切入式外圆磨削接触刚度与固有频率研究

迟玉伦　李郝林

上海理工大学，上海，200093



切入式外圆磨削接触刚度与固有频率研究

迟玉伦李郝林

上海理工大学，上海，200093

摘要：基于外圆切入磨削系统动力学简化模型，对磨削材料去除率模型的时间常数进行研究，提出了切入式外圆磨削接触刚度的有效测量方法，并建立了磨削接触刚度与系统固有频率的关系模型。通过大量磨削实验，验证了不同磨削工艺参数与接触刚度、系统固有频率及颤振频率的变化规律。研究结果为后续避免或抑制磨削颤振以及磨削工艺参数优化研究提供了实验基础和理论依据。

关键词：外圆切入磨削；接触刚度；动力学模型；颤振频率

0引言

磨削颤振是机床磨削系统加工过程中的一种动态不稳定现象，与磨床的动态性能、磨削工艺参数有着密切关系[1-3]。研究表明,系统的颤振频率与其固有频率有关，一般略高于固有频率[4]。砂轮与工件之间的接触刚度是影响颤振频率的一个重要参数，接触刚度大小不仅影响磨削加工尺寸精度及表面粗糙度，也是建立磨削动力学模型的基础。磨削过程中接触刚度的非线性变化特征，使磨削动力学系统成为一个非线性系统[5]，因此，有必要对外圆切入磨削工艺参数与接触刚度及系统固有频率的关系进行研究。

磨削接触刚度是指加工过程中磨削力与砂轮和工件之间接触变形之比，通常包括砂轮接触刚度和工件接触刚度两部分[6]。磨削过程中的接触变形无法直接测量，磨削接触刚度通常难以准确获得。……