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数控玻璃磨边机动力学分析

发布日期:2022-3-26

   数控玻璃磨边机动力学分析主要包括磨边系统大 砂轮动力学分析和精雕系统小砂轮动力学分析两部分 内容。通过 ADAMS 动力学仿真,分别导出大砂轮、小 砂轮的切向磨削力和径向磨削力的曲线图,从曲线中 得出切向磨削力 FP 与径向磨削力 FC 的最大值,再通 过 FP / FC 的比值,分别判断磨边系统、精雕系统是否 能实现正常磨削。 3. 1 大砂轮动力学分析 设置 砂轮与玻璃的接触副为冲击函数 ( Impact) [9],接触类型为 Soild—Soild( 实体与实体) [10],将 磨头架添加直线驱动设置为 STEP ( time,2,0,4. 9, - 20) + STEP( time,4. 9,0,7,20) + STEP( time,7,0, 8,40) 。然后进行动力学仿真,得到磨边系统大砂轮切 向磨削力和径向磨削力的曲线图,如图 5 所示。

数控玻璃磨边机动力学分析

图 5 大砂轮切向磨削力和径向磨削力曲线图

  从图 5 可以看出,在 3. 5s 时大砂轮开始对玻璃进 行磨削加工,7. 5s 时磨削完并返回。在 5. 2s 时大砂轮 的切向磨削力和径向磨削力达到了整个加工过程中的 最大值,分别为 294. 1N 和 69. 05N,表明此时大砂轮的 磨削深度已经达到最大值。在正常磨削条件下,磨削 加工 FP / FC 的比值范围是 2. 0 - 5. 0[11],而仿真模拟 得到的 FP / FC 最大值为 4. 26,在此范围内,所以磨边 系统能够进行正常的磨削。 由外圆径向磨削力的公式: Fp = 453a0. 90 p f 0. 62 a v 0. 76 w ( 1) 式中: ap 为磨削 深 度( mm) ; fa 为砂轮每转的进给 ( mm / r) ; vw 为工件的速度。 通过径向磨削力公式( 1) 对大砂轮的理论径向磨 削力的值再进行校核,其中 ap = 2mm,fa = 0. 01mm / r,vw = 10mm / s。经计算可得 FP = 289. 32N。 根据计算结果可知,在磨边系统动力学仿真中,导 出的径向磨削力的值与理论算出的径向磨削力的值近 似相同,表明磨边系统在进行磨削加工的时候能够正 常的磨削玻璃。 3. 2 小砂轮动力学分析 精雕系统小砂轮切向磨削力和径向磨削力的曲线 图,如图 6 所示。从图 6 可以读出切向磨削力 FP 为 40. 01N,径 向 磨 削 力 FC 为 17. 69N,两 者 的 比 值 FP / FC 为 2. 36,也处于正常范围之内,表明精雕系统 能够进行正常的磨削。 由内圆径向磨削力的公式: Fp = 170a0. 63 p fa 0. 44 v 0. 70 w ( 2) 式中: ap 为磨削深度( mm) ; fa 为砂轮每转的进给 ( mm / r) ; vw 为工件的速度。 通过径向磨削力公式( 2) 对小砂轮的理论径向磨 削力的值再进行校核,其中 ap = 2mm,fa = 0. 0005 mm / r,vw = 10mm / s。经计算可得 FP = 46. 41N。

数控玻璃磨边机动力学分析

图 6 小砂轮切向磨削力和径向磨削力曲线图

  由计算结果可知,在精雕系统的动力学仿真中,导 出的径向磨削力的值与理论算出的径向磨削力的值近 似相同,说明精雕系统在进行磨削加工的时候能够正 常的磨削玻璃。

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