滑块数控加工论文提纲

论文题目：GZB45型滚动导轨滑块磨削表面质量的实验研究

摘要：滚动直线导轨副作为精密导向运动部件,被广泛应用在各种数控机械和自动化装备等工程领域中,相较于导轨,更需要对运行中始终承受载荷的滑块滚道表面提出更高的技术要求。目前滑块滚道面的主要加工方式是砂轮精密平面磨削,但企业在实际生产中存在磨削参数保守、磨削效率不高、磨削状态不清晰等问题。为了解决这一问题,本文以公司产品GZB45滑块为研究对象,使用氧化铝砂轮作为磨削工具,开展砂轮修整与滑块滚道表面磨削的实验研究。针对实验中需要采集的砂轮主轴振动位移和滑块振动加速度信号,在平面磨床上搭建了滑块滚道磨削过程中的振动监测系统。基于滑块滚道磨削工艺的相关理论,结合实验中滑块和砂轮的特点,采用单因素实验方法研究不同的磨削工艺参数如磨削深度、工作台进给速度和砂轮线速度等对滑块滚道表面质量的影响,并同时采集主轴的振动位移和滑块的振动加速度信号。为研究砂轮修整参数如修整进给速度、修整深度和砂轮修整线速度对砂轮形貌的影响,采用正交实验方法开展了砂轮修整实验,为进一步研究砂轮形貌对滑块表面磨削质量的影响,在保持磨削参数不变的前提下,利用不同修整工艺参数下获取的砂轮进行滑块磨削实验。之后使用3D形貌扫描仪分别提取由磨削实验得到的滑块表面形貌和砂轮修整实验得到的砂轮形貌。对不同磨削工艺参数下的滑块和主轴的振动信号进行时域和频域分析,分析磨削过程中参数的变化对主轴和滑块振动特性的影响。使用图像处理软件Gwyddion分析修改磨削参数实验中的滑块滚道表面形貌并获取其表面质量。论文创新性地将考虑砂轮振动的单磨粒磨削模型和磨削过程中主轴与砂轮的振动特性相结合,分析磨削参数和磨削中的振动对GZB45滑块磨削表面质量的影响规律。采用3D形貌仪测量不同修整工艺参数下的砂轮形貌（砂轮磨削前的3D形貌）及用于滑块滚道磨削实验后的砂轮表面形貌（砂轮磨削后的3D形貌）和滚道磨削表面形貌。使用Gwyddion软件分析滑块和砂轮的表面形貌,提取砂轮磨削前后表面磨粒高度的分布变化情况和滑块的表面粗糙度参数。利用考虑砂轮磨粒高度的单磨粒磨削模型,分析磨削过程中磨粒的磨损特征和不同修整工艺参数下砂轮对GZB45滑块表面磨削质量的影响。根据实验分析结果进行滑块滚道表面磨削工艺参数的优化,获取最优磨削参数组合,保证滑块滚道磨削表面粗糙度满足产品技术要求的同时实现磨削效率的提升。本文以不同修整参数下的砂轮磨削获得的滑块表面粗糙度作为衡量砂轮修整工艺的指标,对砂轮修整的正交试验进行方差分析,找到影响砂轮修整的最显著因素。结合方差分析结果和实际的砂轮修整过程特点,获得最优的砂轮修整参数组合。优化得到的磨削工艺参数组合和砂轮修整参数组合对企业针对GZB45型号滑块的生产具有重要指导意义。

关键词：平面磨削;振动特性;单磨粒磨削模型;表面质量;参数优化

学科专业：机械工程（专业学位）

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 磨削过程单磨粒研究方法

1.2.2 砂轮形貌与表面质量研究

1.2.3 磨削参数对磨削过程影响研究

1.2.4 磨削过程中振动问题研究

1.3 课题依托条件与目的

1.4 论文研究内容与方法

第二章 磨削力及磨削过程分析

2.1 引言

2.2 磨削加工过程分析

2.2.1 磨削加工过程的特点

2.2.2 单磨粒磨削过程的三个阶段

2.3 磨削过程振动分类及原因

2.3.1 自激振动

2.3.2 强迫振动

2.4 理论磨削力分析

2.5 单颗磨粒未变形磨屑模型

2.6 本章小结

第三章 磨削实验与形貌扫描实验

3.1 引言

3.2 磨削方案的制定

3.2.1 改变磨削参数的单因素磨削实验

3.2.2 改变砂轮修整参数的磨削实验

3.3 实验平台构建

3.3.1 滑块与磨削砂轮特性

3.3.2 NI数据采集箱

3.3.3 三向加速度传感器

3.3.4 电涡流位移传感器

3.3.5 虚拟仪器Lab VIEW

3.4 磨削实验平台及状态检测系统

3.4.1 磨削实验平台的搭建

3.4.2 虚拟仪器与传感器的连接

3.4.3 电涡流传感器参数标定

3.5 表面形貌扫描实验

3.5.1 表面形貌扫描设备介绍

3.5.2 砂轮表面形貌扫描实验

3.5.3 滑块表面形貌扫描实验

3.6 本章小结

第四章 磨削过程振动特性分析

4.1 引言

4.2 振动信号分析理论

4.2.1 均方根值

4.2.2 幅值频谱分析

4.3 磨削过程振动信号处理分析

4.3.1 电主轴振动位移特性分析

4.3.2 滑块振动加速度特性分析

4.4 本章小结

第五章 磨削参数对表面质量影响研究

5.1 引言

5.2 磨削表面粗糙度参数

5.3 不同磨削参数下的表面粗糙度

5.4 磨削参数对表面粗糙度影响分析

5.4.1 考虑砂轮振动的单磨粒磨削模型

5.4.2 工艺参数和振动特性对磨削表面影响分析

5.5 磨削工艺参数优化

5.6 本章小结

第六章 砂轮修整参数对表面质量影响研究

6.1 引言

6.2 砂轮表面形貌特征分析

6.3 磨削前后砂轮磨损特征评价

6.4 不同砂轮磨粒特性下的表面粗糙度

6.5 砂轮磨粒形貌对表面粗糙度的影响分析

6.5.1 考虑磨粒高度的单磨粒磨削模型

6.5.2 磨粒高度和磨损对磨削过程影响

6.6 砂轮修整参数优化

6.7 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献