CN108763803A - 基于曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差分解的磨床分析方法 - Google Patents

基于曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差分解的磨床分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差分解的磨床性能分析方法，通过相邻档位主轴颈的轮廓误差间接地将曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差分解成分别代表非随动误差源和随动误差源引起的两部分轮廓误差，将曲轴连杆颈轮廓误差进行了有效分解，具体步骤为：获取曲轴连杆颈轮廓误差、相邻档位主轴颈轮廓误差及连杆颈结构尺寸；由主轴颈轮廓误差计算得到连杆颈轮廓误差中由非随动误差源引起的轮廓误差；计算得到曲轴连杆颈轮廓误差中由随动误差源引起的轮廓误差，利用得到的结果对磨床进行性能分析。本发明能够对曲轴连杆颈轮廓误差进行有效分解。

Description

基于曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差分解的磨床分析方法
技术领域
本发明涉及一种磨床性能分析技术领域，特别是涉及一种基于曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差分解的磨床分析方法。
背景技术
曲轴随动磨削又称曲轴切点跟踪磨削，即通过控制工件的旋转运动(C轴)和砂轮的横向进给运动(X轴)，使砂轮外圆和工件被加工表面轮廓始终相切，从而实现偏心圆的加工，该方法具有高效率、高柔性、高精度等特点。影响曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差的因素很多，包括砂轮主轴的回转精度、头架主轴的跳动、尾架的顶紧力、C轴的位置控制误差、X轴的控制误差等等。传统外圆磨床引起工件表面轮廓误差的影响因素，如砂轮主轴的回转精度、头架主轴的跳动、尾架的顶紧力等，定义为非随动误差源；采用随动磨削，对工件表面轮廓误差引入了额外影响，对应影响因素，如C轴的位置控制误差、X轴的位置控制误差等，定义为随动误差源。当需要通过曲轴连杆颈轮廓误差对随动曲轴磨床进行性能分析或故障诊断时，因为随动误差源与非随动误差源影响共同存在，且工件轮廓误差信息中无明显的特征区分，直接对曲轴连杆颈轮廓误差进行特征分析，然后与引起轮廓误差的因素对应很难实现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差分解的磨床分析方法，能够对曲轴连杆颈轮廓误差进行有效分解从而为磨床性能分析提供指导。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差分解的磨床分析方法，通过相邻档位主轴颈的轮廓误差间接地将曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差分解成分别代表非随动误差源和随动误差源引起的两部分轮廓误差，将曲轴连杆颈轮廓误差进行了有效分解，具体步骤为：
(1)获取曲轴连杆颈轮廓误差、相邻档位主轴颈轮廓误差及连杆颈结构尺寸；
(2)由主轴颈轮廓误差计算得到连杆颈轮廓误差中由非随动误差源引起的轮廓误差；
(3)计算得到曲轴连杆颈轮廓误差中由随动误差源引起的轮廓误差。
所述步骤(1)中相邻档位主轴颈为相邻的一档主轴颈或者相邻的左右各一档共两档主轴颈，当采用两档主轴颈时，主轴颈的轮廓误差取两者的平均值作为计算依据。
所述步骤(2)中由非随动误差源引起的轮廓误差(βα，Δrp1α)通过计算得到，其中，主轴颈轮廓误差为(α,Δrma)，R为连杆颈偏心距，rp为连杆颈的尺寸半径，Rgw为砂轮半径。
所述步骤(3)具体为：将表征曲轴连杆颈非随动误差源引起轮廓误差通过插值方式，与连杆颈轮廓误差(β，Δrpβ)角度对齐，得到的结果记为(β，Δrp1β)，则由随动误差源引起的轮廓误差为(β，Δrp2β)，其中，Δrp2β＝Δrpβ-Δrp1β。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明是通过曲轴连杆颈轮廓误差及相邻档位的主轴颈的轮廓误差信息间接实现根据误差源进行曲轴连杆颈轮廓误差分解的方法，该方法简便易操作，且该方法的应用对随动曲轴磨床性能分析及故障诊断具有指导意义。
附图说明
图1是本发明中曲轴连杆颈轮廓误差、相邻档位主轴颈轮廓误差、连杆颈结构尺寸及砂轮尺寸示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种基于曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差分解的磨床分析方法，通过相邻档位主轴颈的轮廓误差间接地将曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差分解成分别代表非随动误差源和随动误差源引起的两部分轮廓误差，将曲轴连杆颈轮廓误差进行了有效分解，具体步骤为：
(1)获取曲轴连杆颈轮廓误差、相邻档位主轴颈轮廓误差及连杆颈结构尺寸。已知砂轮半径Rgw，用同一个砂轮一次装夹磨削曲轴主轴颈和连杆颈，得到主轴颈轮廓误差(α,Δrma)，连杆颈尺寸半径rp、偏心距R，即点Om到点Op的距离、及轮廓误差(β,Δrpβ)。其中，连杆颈尺寸半径rp和偏心距R可以是磨削结果的实测值，也可以是磨削曲轴时的加工程序的控制值，如图1所示。另外，获得相邻档位主轴颈的轮廓误差，可以选择相邻的一档主轴颈，也可以选择相邻的左右各一档共两档主轴颈，选择两档主轴颈时，轮廓误差取两者的平均值作为计算依据。
(2)由主轴颈轮廓误差计算得到连杆颈轮廓误差中由非随动误差源引起的轮廓误差。
根据上述关系式，结合曲轴连杆颈的结构尺寸、砂轮尺寸，由表征主轴颈轮廓误差的(α,Δrma)可以计算得到曲轴连杆颈由非随动误差源引起的轮廓误差(βα,Δrp1α)。
(3)计算得到曲轴连杆颈轮廓误差中由随动误差源引起的轮廓误差。
将表征曲轴连杆颈非随动误差源引起轮廓误差的点集(βα,Δrp1α)通过插值方式，如线性插值，与连杆颈轮廓误差(β，Δrpβ)角度对齐，得到的结果记为(β，Δrp1β)，这里(β，Δrp1β)也是曲轴连杆颈由非随动误差源引起的轮廓误差的一种表征形式。
Δrp2β＝Δrpβ-Δrp1β，则(β，Δrp2β)表征由随动误差源引起的轮廓误差信息。
通过上述方法，将曲轴连杆颈的轮廓误差(β,Δrpβ)分解为由非随动误差源引起的轮廓误差(β，Δrp1β)和由随动误差源引起的轮廓误差(β，Δrp2β)。利用由非随动误差源引起的轮廓误差(β，Δrp1β)和由随动误差源引起的轮廓误差(β，Δrp2β)可以对随动曲轴磨床进行性能分析及故障诊断。
不难发现，本发明是通过曲轴连杆颈轮廓误差及相邻档位的主轴颈的轮廓误差信息间接实现根据误差源进行曲轴连杆颈轮廓误差分解的方法，该方法简便易操作，且该方法的应用对随动曲轴磨床性能分析及故障诊断具有指导意义。

Claims (4)

1.一种基于曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差分解的磨床分析方法，其特征在于，通过相邻档位主轴颈的轮廓误差间接地将曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差分解成分别代表非随动误差源和随动误差源引起的两部分轮廓误差，将曲轴连杆颈轮廓误差进行了有效分解，具体步骤为：
(1)获取曲轴连杆颈轮廓误差、相邻档位主轴颈轮廓误差及连杆颈结构尺寸；
(2)由主轴颈轮廓误差计算得到连杆颈轮廓误差中由非随动误差源引起的轮廓误差；
(3)计算得到曲轴连杆颈轮廓误差中由随动误差源引起的轮廓误差；
(4)利用得到的由非随动误差源引起的轮廓误差和由随动误差源引起的轮廓误差对磨床的性能进行分析。
2.根据权利要求1所述的基于曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差分解的磨床分析方法，其特征在于，所述步骤(1)中相邻档位主轴颈为相邻的一档主轴颈或者相邻的左右各一档共两档主轴颈，当采用两档主轴颈时，主轴颈的轮廓误差取两者的平均值作为计算依据。
3.根据权利要求1所述的基于曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差分解的磨床分析方法，其特征在于，所述步骤(2)中由非随动误差源引起的轮廓误差(βα，Δrp1α)通过
计算得到，其中，主轴颈轮廓误差为(α,Δrma)，R为连杆颈偏心距，rp为连杆颈的尺寸半径，Rgw为砂轮半径。
4.根据权利要求1所述的基于曲轴连杆颈随动磨削轮廓误差分解的磨床分析方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：将表征曲轴连杆颈非随动误差源引起轮廓误差通过插值方式，与连杆颈轮廓误差(β，Δrpβ)角度对齐，得到的结果记为(β，Δrp1β)，则由随动误差源引起的轮廓误差为(β，Δrp2β)，其中，Δrp2β＝Δrpβ-Δrp1β。
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