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資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 編號： 畢業(yè)設(shè)計(論文)外文翻譯 （譯文） 院 （系）： 機電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師單位： 姓 名： 職 稱： 題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設(shè)計 ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā) 年6月3日 第 26 頁 共 28 頁 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 Int. J. Miner. Process. 44-45 (1996) 461-469 粉碎機中使用新程序設(shè)置實時監(jiān)管 , , Allis Mineral Systems, Crushing and Screening, Svedala, Sweden 摘 要 改變吸管圓錐破碎機的設(shè)置(覆蓋和凹環(huán)之間的距離)，通過提高或降低液壓活塞(Hydroset)的覆蓋的方式，使得破碎機即使在滿載時也能操作?，F(xiàn)代電子和微型計算機領(lǐng)域的發(fā)展，使得設(shè)計一個小的，可靠的和非常復(fù)雜的，可以設(shè)置吸管破碎機自動監(jiān)管的系統(tǒng)成為可能。系統(tǒng)監(jiān)控能源消耗，破碎力和設(shè)置,及在進給/或操作條件下即使很小的變化不斷適應(yīng)破碎機。這項技術(shù)已擴大應(yīng)用的范圍,可以用圓錐破碎機成功地解決。在本文,我們將給出一個現(xiàn)代圓錐破碎機技術(shù)的一般描述，也給出了一些新的可能應(yīng)用的例子。 在有檢查容器的閉合電路中細(xì)粉碎,與棍棒廠競爭，由于粉碎室的自動化和精心設(shè)計。產(chǎn)品小于3毫米是常見的。 另一個例子是在有吸管破碎機的開放環(huán)行道，金礦石的破碎為- 10毫米。這個自動化系統(tǒng)確保破碎機運行在盡可能最小的設(shè)置，從而確保產(chǎn)生正確的放電。 在某些應(yīng)用程序中，有趣的是使圓錐破碎機在潮濕環(huán)境中操作。大約在20年以前,阿里斯將礦物與水系統(tǒng)安置第一個吸管，物料與水一起添加。這些破碎機仍在運行,我們將提供我們的經(jīng)驗。 小彈性圓錐破碎機在計算機控制下，可用于創(chuàng)建礦石破碎植物比一些傳統(tǒng)安裝的大型機器更高成效?！捌扑楹小钡睦砟畋惶岢?。 1介紹 吸管破碎機的特征是主軸由液壓支持。破碎機的設(shè)置(通常被稱為CSS,關(guān)閉側(cè)設(shè)置)可以通過主軸向上或向下移動被調(diào)節(jié)。偏心裝配強制主軸在一個回轉(zhuǎn)器(不旋轉(zhuǎn)!)上的移動，在凹環(huán)和覆蓋之間產(chǎn)生破碎運動。參見圖1。 凹環(huán)和覆蓋是易磨損零件，由耐磨錳合金鋼制造。這些襯墊的輪廓的形狀對于就能力和減少方面的高速持續(xù)的生產(chǎn)至關(guān)重要。根據(jù)理想的配置是依據(jù)物料顆粒的大小和分布，以及其他的事情(斯文森和斯蒂爾，1990年)。為了達到各種各樣的應(yīng)用程序，吸管破碎機有七種不同的粉碎室，破碎后的物料從額外的粗到額外的細(xì)。 圖1 帶有自動檢測設(shè)置的吸管破碎機的原則 2 自動設(shè)置監(jiān)管——ASR 自從1968年開始，艾利斯礦物系統(tǒng)（AMS）生產(chǎn)的自動化為圓錐破碎機設(shè)定調(diào)節(jié)（ASR）系統(tǒng)。第一種類型是基于繼電器的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng) ，有緩慢的調(diào)整和簡單的邏輯。他們監(jiān)測了電動機的功率，液壓和油箱（間接主軸位置）中的油位。該系統(tǒng)被精制，并且在1986年，在生產(chǎn)1550單元基于ASR-C計算機之后是介紹了。該單元具有更快的調(diào)節(jié)和更精確的控制，允許它可以在很小的時間間隔（0.1mm）調(diào)整機器的設(shè)置。 這給出了一個新的和獨特的機會，運行破碎機在一個選定的最大液壓和電機功率，允許自動找到相應(yīng)的“理想”的設(shè)置。物料變量如工作指數(shù)、粒度、水分含量等，不斷的變化“理想”的設(shè)置，破碎機也會改變。在老設(shè)計中，選擇一個固定的設(shè)置后，液壓（或機械動力）和電源允許變化。根據(jù)設(shè)置，這會導(dǎo)致破碎機頻繁的超載或低功率利用率即低效破碎。隨著困難的物料原料，如潮濕的礦石與粘土污染，都可能發(fā)生！ 凹環(huán)和覆蓋搭配使用。由于這個意味著會增加凹環(huán)與覆蓋之間的設(shè)置。手動式破碎機必須校準(zhǔn)對凹環(huán)與覆蓋之間的設(shè)置進行補償。通過電力和液壓指導(dǎo)運行的破碎機就不會遇到這個問題,設(shè)置是自動調(diào)整的。 因為研磨的材料,如金礦石或石英巖,破碎機的設(shè)置會增加1mm，導(dǎo)致在一個轉(zhuǎn)變磨損。如果這發(fā)生在一個細(xì)破碎機運行在CSS 6 - 7毫米,相對影響是劇烈的。 在1992年，ASR--plus取代了ASR-C(500單元后)。這個系統(tǒng)更快,有一個更好,自適應(yīng)調(diào)節(jié)算法。更容易計劃，有一個計算機通信接口(包括RS- 485)作為標(biāo)準(zhǔn)。通過一個調(diào)制解調(diào)器和PC機，我們有可能從長距離重組ASR-plus系統(tǒng)。 ASR-plus有記憶功能，可以存儲五個不同的破碎形式，還記錄破碎機的性能數(shù)據(jù)。一些249的變量是:CSS,CSS定位點,平均CSS在給定期間,最小和最大CSS、動力、最大動力、壓力、最大壓力、磨損、主軸運動總額的剩余百分比的,5種監(jiān)管模式,5種調(diào)節(jié)阻尼，總額和加載的操作時間因為新,同樣因為最新班輪變化,同樣因為最新的校準(zhǔn),能源消費和總的時間消耗。 3 精細(xì)破碎 傳統(tǒng)破碎機已經(jīng)用于生產(chǎn)在- 12毫米或- 16毫米以下范圍的產(chǎn)品,適合在桿工廠初級磨?，F(xiàn)在它是可行的，在閉路制造一個—3mm產(chǎn)品或在開路制造一個- 10毫米產(chǎn)品。 通過使用物料控制分析,優(yōu)化粉碎室和ASR,在粉碎室創(chuàng)建一個壓力區(qū)導(dǎo)致顆粒間的破碎是可能的。一些需要考慮的因素有: 3.1 進料粒度測定 重要的是粉碎室有足夠的吞下最大的顆粒飼料的進氣口以極大的緩解。物料提要部分也必須有足夠的數(shù)量的孔隙以避免封閉。 3.2 工作指數(shù) 巖石的硬度由工作指標(biāo)的影響衡量，工作指數(shù)的測試方法由艾莉查爾莫斯的弗雷德·邦德先生提出的(現(xiàn)在的艾利斯礦產(chǎn)系統(tǒng))。這種方法基于從50毫米到75毫米的粒子，由相同的人提出的方法研磨沒有相關(guān)性工作指數(shù)。在一般情況下，我們假定軟巖如石灰石工作指數(shù)、中硬巖石像花崗巖工作指數(shù)、堅硬的巖石如玄武巖工作指數(shù)(千瓦時/噸)。 3.3 密度 在某種意義上說，圓錐破碎機的運行動作與活塞泵的運動相似，它每個破碎的體積占某巖石的體積，這意味著一個沉重的巖石將比與其密度低的巖石有一個更高的能力。 3.4 水分 物料的水分會在粒子表面均勻吸收。在實踐中，這意味著大部分的水分會被最好的粒子吸收，增加它們彼此間與破碎的表面的粘連。這意味著隨著水分含量的增加和減少，水分能力下降。參見圖2。 圖2 由于水分能力降低 3.5 阻塞進料 因為圓錐破碎機工作在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，所以它必須阻塞。意味著粉碎室上面的體積總是充滿了材料，物料流入破碎機粉碎室的速度是由破碎機決定的。見表1和圖3。 表1 一個圓錐破碎機阻塞物料的重要性 破碎機:吸管長 H-36-M，32毫米 物料材料:Gneiss-Diabase 物料大小:3-25 mm，50% 3 ~ 9毫米 圖3 如何獲得阻塞物料的破碎機 3.6分布 如果物料進入了破碎機，破碎機就必須隔離，且把破碎室的區(qū)域調(diào)整到最難破碎物料的情況下。其余的破碎室將得到相同的設(shè)置，因此無法工作，以充分發(fā)揮其潛力。該室將部分阻塞物料或部分缺少物料。 3.7 細(xì)碎電路性能的例子 細(xì)粉碎電路如圖4所示，可以破碎4 毫米到12毫米的干糙黃金礦石物料,而且使用一個裝有132千瓦功率的電機，得到50%到55%的- 4毫米左右的產(chǎn)品。 圖4 工藝的精細(xì)壓碎和H- 3000 e-f電路 3.8 在開路精細(xì)壓碎 細(xì)粉碎的一個新的概念是使用ASR系統(tǒng)作為正確的最終尺寸的保證，而不是使用一個篩選的職責(zé)。帶來的好處是明顯的，因為沒有最終篩選或粗糙材料沒有返回輸送機，需要較低的安裝成本。一個實際的例子，如圖5所示中的工藝流程圖。這是列出一個在加納的仲裁金礦域，在最后的階段是由兩個H- 4000 -EF帶有ASR-C控制系統(tǒng)的圓錐破碎機組成。每個破碎機是在提供每10-25小時100 公噸，在開路時粉碎金屬到- 10毫米(P80= 9.3毫米)。粉碎的礦石通過集聚化、氰化浸出和活性炭回收直接進入黃金選礦。 圖5 流程從加納的仲裁金礦 4 濕法粉碎 在特殊的應(yīng)用程序中,在潮濕條件下破碎巖石或礦石，它可能是有趣的。臨界粒子從一個ASG或AG磨機的破碎。 在某些情況下,有趣的是在粉碎之前實際添加水到飼料。一個典型的案例，可以在材料粉碎時導(dǎo)致有害灰塵。 水量必須是足夠有讓大量的自由水和絕對浸泡飼料。這意味著含水量是根據(jù)飼料的類型和粒度測定的。一般我們每噸飼料的材料使用0.75到1.5立方米的水。一般在以下幾點情況時申請吸管破碎機的濕粉碎過程: ·能力通過破碎機增加，由于通過水流運輸細(xì)材料。 ·功耗對于一個給定的設(shè)置是正比于干燥過程的功耗。 ·與干燥過程相比，放電產(chǎn)品含有更細(xì)。 ·破碎機可以在較小的CSS中比在干燥過程中操作正規(guī)。 ·由于腐蝕，易損件的壽命減少約70%。 ·破碎機對飼料的變化更加敏感,因此ASR監(jiān)管建立非常快的調(diào)節(jié)。 5. 破碎磁帶系統(tǒng) 5.1在大型壓榨廠的小對大破碎機 許多破碎植物大噸位(500 - 2000年mtph)后建造的“以大為美”的哲學(xué)。主要設(shè)計關(guān)心的是使用盡可能少的機器,導(dǎo)致非常大的機器和簡單的過程解決方案。新方法是一種破碎裝置基于更小的機器更優(yōu)化這個發(fā)展過程,一些參數(shù)有: 非常大的圓錐破碎機(錐直徑為2.1米的和更大的)代表不到圓錐破碎機全球銷售額的15%。這意味著較小的破碎機生產(chǎn)在較大的系列,因此可以產(chǎn)生更多的成本效益的。小型破碎機通常對美元提供更多破碎?；蚨嗷蛏傧嗤倪m用于振動屏幕。參見圖6(從Svensson和引導(dǎo),1990)。與更多的破碎機植物工廠的輸出減少對政府的依賴在每個單獨的機器上。長期的平均容量和可用性改善。破碎過程與更多的機器可以允許個人破碎機更優(yōu)化的職責(zé)。 小機的主要缺點是,他們有更小的磨損部件和因此經(jīng)常需要改變襯墊(克/每噸飼料中實際的磨損率同等或更好的小型破碎機)。這是補償?shù)膬?yōu)越較小的破碎機的使用可靠性。CS被發(fā)現(xiàn)的可靠性。吸管的實用性(裝機功率300千瓦)，重78 200公斤，兩個4000 吸管(2×200千瓦)，每個重達14000公斤的差異是顯而易見的。大的機器的殼(19 600公斤)和主軸(23 500公斤)比整個破碎機機器重H- 4000。 圖6 比較大型和小型圓錐破碎機 5.2 壓盒 靈活性是現(xiàn)代吸管破碎機最重要的設(shè)計參數(shù)之一。所有七個粉碎室(EF、F、MF、M、MC、C和EC)安裝在同一個殼上。偏心襯套有3個或4個鍵槽切割提供簡單的偏心距的變化。例如我們可以通過通過改變磨損部件(覆蓋和凹環(huán))，改變一個H- 4000 - EC(能夠破碎- 210 mm的物料)到一個H- 4000 -EF(制造從6 - 12毫米物料P 80= 6.5毫米產(chǎn)品的能力)。 這種在一個大工廠的美麗是幾乎相同的，破碎機可以安裝在二級、三級和三級階段，然后在改變襯墊后進入任何其他位置工作，見圖7。 圖7 4000破碎機吸管盒方案設(shè)計。 輥扎單元可以在跟蹤服務(wù)設(shè)施上，取而代之的是一個有襯墊的單元新。 參考文獻 Svensson, A. and Steer, J.F., 1990. New cone crusher technology and developments in comminution circuits. Miner. Eng., (l/2): 83-103. 使用一個新的平面磨床進給無心磨削技術(shù) a Graduate School, Akita Prefectural University, 84-4 Tsuchiya-ebinokuchi, Yurihonjo, Akita 015-0055, Japan b Department of Machine Intelligence and Systems Engineering, Akita Prefectural University, 84-4 Tsuchiya-ebinokuchi, Yurihonjo, Akita 015-0055, Japan 摘 要 這篇文章是介紹關(guān)于另一種無心磨削技術(shù)的發(fā)展，即，基于平面磨床的無心磨削進給。在這個新的方法中，一個緊湊的無心磨削裝置，由超聲波橢圓振動的滑塊，一個刀片和其各自持有人組成，安裝到一個平面磨床的工作臺上，和無心磨削進給操作作為一種旋轉(zhuǎn)的磨輪，給在向下的圓筒形工件以保持滑塊和葉片運動。在磨削過程中，工件的旋轉(zhuǎn)速度由滑塊震動的超聲波控制，這滑塊是由粘結(jié)壓電陶瓷設(shè)備（PZT）在一種金屬彈性體（不銹鋼，SUS304）上制造。在這種新無心磨削中，為使工件的滾圓過程和工件的圓度預(yù)測清晰，提出了一種明確的方法，通過模擬跟蹤實驗驗證，如偏心角、砂輪進給率、切削量和工件的旋轉(zhuǎn)速度等工藝參數(shù)對工件的圓度的影響。獲得的結(jié)果表明：（1）最優(yōu)偏心角在6?；（2）較高的加工精度，可以在一個較低的砂輪進給率，較大的切削和更快的工件的旋轉(zhuǎn)速度獲得；（3）在最優(yōu)的條件下研磨后，工件的圓度從初始值19.90μm提高到最后一個0.90μm。 關(guān)鍵詞：無心磨削；平面磨床；超聲振動；飼料圓度；滑塊 1 簡介 在制造業(yè)中，高精度、高圓柱形部件生產(chǎn)加工，如軸承座圈、硅錠、銷規(guī)和導(dǎo)管等，在無心磨削加工中已得到了廣泛開展。有兩種類型的無心磨床在商場上可購得；一種是帶有調(diào)節(jié)輪和其他帶有滑塊的調(diào)節(jié)輪，他們在工件是如何支持和工件轉(zhuǎn)速在磨削過程中的控制各不相同。自從調(diào)節(jié)輪型的無心磨床被海姆在1915年（米津，1966年）發(fā)明，做了大量的研究一直致力于提高加工精度和效率。羅和巴拉什（1964年）通過考慮機器的幾何因素和彈性偏轉(zhuǎn)，提出了一個計算機方法調(diào)查無心磨削的固有精度。此外，羅等人（1965年）實驗得到了加工彈性參數(shù)。橋本龍?zhí)傻热耍?982年）分析了安全加工問題通過對調(diào)節(jié)摩擦傳動功能操作輪。著等人（1982年）研究了接觸區(qū)變形面積和選擇無顫振條件建立動態(tài)模型。羅和貝爾（1986年）實驗研究去除率高的磨削工藝和優(yōu)化磨削條件。吳等人（1996年）通過計算機仿真優(yōu)化磨削條件的方法，明確了磨削對圓度誤差參數(shù)的影響。埃普雷亞努等人（1997年）通過一個線性的模型，在地面上描述了模式的形成與演化，分析了磨削系統(tǒng)的穩(wěn)定性。郭等人（1997年）研究了無心磨削上中心和下中心的幾何圓形，有助于設(shè)置可接受的條件的選擇。阿爾維蘇里等人（2007年）提出了采用主動控制的壓電致動器一個減少顫振的新方法?？死鹂说热耍?008年）開發(fā)了一個分析模式，有助于有效無心磨削系統(tǒng)設(shè)置更高的工藝靈活性和生產(chǎn)力?；瑝K式無心磨削也吸引了來自工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的研究人員注意。陽和張（1998年）設(shè)計了一個平板真空履增加高精度應(yīng)用的承載能力和剛度鞋無心磨削。然后，楊等人（1999年）和張等人（1999年）分析了真空靜壓工藝的穩(wěn)定性鞋無心磨削。此外，張某等人（2003年）開發(fā)一個幾何模型預(yù)測監(jiān)控發(fā)電鞋無心磨削模型用于分析磨削過程。 從生產(chǎn)成本的角度來看，由于裝卸工件非常的容易和快速，這兩種類型的無心磨床非常的適合小品種、大體積的生產(chǎn)。然而，無心磨床是一種專用機，而且成本相對昂貴，對于多品種、小批量的生產(chǎn)是不足的，它的需求將在最近幾年迅速增加。針對這個問題，作為一個解決方案，作者之一的吳等人（2005年）以前提出的一種新型無心磨削技術(shù)，可以執(zhí)行一個平面磨床（而不是一個無心磨床）。這種基于超聲波滑塊無心磨削的概念的方法，是由吳等人開發(fā)（2003年，2004年）。在該方法中，一個緊湊的單元主要由超聲波橢圓振動的滑塊，一個葉片，和其各自持有人組成，安裝在一個多用磨床工作臺上。超聲波滑塊的功能是保持與葉片連接的圓柱形工件，和控制在其上端面的橢圓運動工件的轉(zhuǎn)速。 根據(jù)工件對磨輪的相對運動，三種無心磨削操作的類型可以被實行，所提出的方法如圖1所示：（a）切向進給式，其磨削裝置位于最初在左下方的砂輪的距離足夠大，加載工件上端面超聲波的滑塊，然后工件在進給速度（圖1（a））下沿砂輪切線方向向右進給進行研磨動作，直到單元的到達砂輪的右下范圍，其距離足夠大到裝卸右側(cè)工件的超聲波滑塊；（b）里面進給型，在最初的砂輪中，砂輪位于研磨單元之上，在超聲波滑塊的上端面上，砂輪與研磨單元的距離足夠大到能夠加載工件，然后在進給速度（圖1（b））下，砂輪對工件徑向向下進給來執(zhí)行研磨作用，直到所需的材料被去除了，在經(jīng)過短時間的“火花”后，砂輪從地面工件解除，砂輪與工件的距離足夠大到卸載工件的超聲波滑塊；（c）貫穿進給型，在最初的砂輪中，砂輪從超聲波滑塊的上端面設(shè)置在一個給定的距離（如圖所示圖1（c）），然后將工件裝在加載指南上，進給的空間在砂輪和超聲波滑塊之間，沿其軸向方向的進給速度下進行磨削行動，直到它失去與砂輪的接觸為止，而是為了后續(xù)的卸載在卸載指南上被支持。 圖1 三種類型的無心磨床平面磨床：切向進給式（A），進給型（B）和貫穿饋電式（C）。 在我們以前的工作中，對于切向進給式仿真和實驗工作已經(jīng)被進行（徐等人，2010年）。獲得的結(jié)果表明，工件的圓度可以被極大地提高，從23.9μm的初始值提高到0.8μm的最后一個值，從而驗證這種新方法。本文的目標(biāo)是確認(rèn)在平面磨床上無心磨削進給式的進行。為了這個目的，提出一個仿真方法去明確工件圓整過程和探討工藝參數(shù)的影響，如工件偏心角，砂輪進給率，材料去除率和在工件圓度上的工件轉(zhuǎn)速。然后進行了一系列的磨削實驗，研究確定了仿真結(jié)果。 2 使用平面磨床的進給無心磨削的工作原理 圖2顯示的是使用用平面磨床的進給無心磨削的工作原理。研磨裝置由一個超聲橢圓振動滑塊及其支架、刀片和持有人、塞和一個底板組成，安裝在平面磨床的工作臺上有一個角α（以下簡稱偏心角）（見圖2（a））。工件約束之間的葉片、滑塊和塞。由于砂輪在工件徑向方向上的進給速度為，進行一個進給型下磨削操作，使工件產(chǎn)生與車輪相反的旋轉(zhuǎn)的方向。如圖2（b），一旦需要去除了，進給中的車輪停止幾秒允許“清磨”。在磨削時，工件轉(zhuǎn)速是由橢圓運動滑塊的上端面與塞用于防止工件跳出磨削地區(qū)。此外，葉片楔形與傾斜角度（通常稱為葉片角度）和價值是一般設(shè)置在在60?在最佳條件下工件的圓由哈里森和皮爾斯證明了（2004年）。 在磨削裝置，滑塊是粘貼壓電構(gòu)造陶瓷器（PZT）的兩個分離的電極上金屬彈性體（不銹鋼，SUS304）。當(dāng)兩個放大交流電（AC）信號（20千赫）與相位差對，由一個波函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生，應(yīng)用壓電陶瓷，彎曲和縱向超聲振動激發(fā)同時。在對振動位移的合成兩個方向上產(chǎn)生的最終橢圓運動的面孔金屬彈性體。因此，工件旋轉(zhuǎn)控制通過摩擦力和工件之間的鞋，使工件的圓周速度是一樣的彎曲在鞋端面振動速度。工件旋轉(zhuǎn)速度可通過改變參數(shù)的值調(diào)整如振幅和頻率f?p?VP?施加的電壓對PZT，因為鞋子彎曲振動速度隨所施加的電壓的變化（見徐某等人，2009年）。此外，預(yù)負(fù)荷施加到鞋在其下端面的長度使用彈簧防止PZT斷裂方向由于共振。 圖2 在進給無心磨床平面磨床結(jié)構(gòu)示意圖。 3 幾何湊整分析 圖3顯示了滑塊、葉片、工件和砂輪在使用平面磨床磨削時間t后進給無心磨削操作的幾何排列。在這一刻，偏心角與工件半徑分別從各自的初始值和對成為α（t）和（t），在這同時，工件由葉片（帶有一個傾斜角度）和在點B和C的滑塊舉行，另外，在點A的地面，砂輪在旋轉(zhuǎn)速度下旋轉(zhuǎn)，同時砂輪在進給速率下向下傳送到工件。 圖3 使用用表面磨床的進給無心磨削的幾何安排 3.1 幾何湊整建模 在仿真模型中（見圖3），制作幾個假定：（1）工件與刀片和滑塊的接觸的點B和C是容易變的，特別在在磨削過程中；（2）整機振動太小以至于被忽視，在機器上發(fā)生無顫振引起滑塊的超聲波橢圓振動；（3）工件的旋轉(zhuǎn)運動是永遠(yuǎn)穩(wěn)定的，在磨削時轉(zhuǎn)速不發(fā)生變化；（4）對砂輪磨損太小以至于不被認(rèn)可，并且在磨削過程中的砂輪半徑保持恒定。 讓XY坐標(biāo)系統(tǒng)是位于工作臺上。在工作臺上選擇一個的O點，將點O確定為坐標(biāo)系統(tǒng)的起源。X軸是水平方向的，在垂直方向上的是Y軸。在磨削之前，砂輪的初始中心和工件的XY坐標(biāo)中心分別為（，）和（，）。因此，本初始葉片的接觸點B的XY坐標(biāo)（度，研究）和鞋接觸點C（，）可以從最初的獲得幾何排列，如下： 然后，線性方程組的代表葉片端面與鞋上端面在這個坐標(biāo)系統(tǒng)可以寫為： 對葉片端面： （1） 在鞋上端面： （2） 用B點坐標(biāo)和C為情商。（1）和（2），分別給出了： （3） (4) 在這時，，。在磨削過程中，工件的中心及砂輪的中心的坐標(biāo)將隨材料的變化而變換。讓被研磨后平行于x軸方向的瞬時工件半徑為時間t的函數(shù)的（見圖3）。在這一刻，工件半徑在點A、B和C可以被表示為，和。特別地，在，和時，為了點A、B和C的時間延遲，自從和等距于從工件中心到葉片端面和到滑塊上端面的距離，分別地，他們可以在圖3中的從幾何安排中獲得，利用方程（3）和（4）如下： 求解方程（5）和（6）同時產(chǎn)生在時間t的工件中心的XY坐標(biāo)，如下： 在這一時刻，在圖3中砂輪中心的XY坐標(biāo)也從幾何安排獲得為： 此外，下面的關(guān)系都是建立在圖3中的幾何排列。 在這里： 隨后，得到以下通過重新排列的點A的xy坐標(biāo)的方程（9）和（10）。 在這里，最終，從工件中心?的XY坐標(biāo)計算，在經(jīng)過時間t研磨后工件半徑在點A，磨削點A如下： 因此，明顯輪的切削深度為，其中T是一個工件加工完成所需的時間。如果研磨系統(tǒng)具有理想的剛度，真正的輪切深度將等于是一個理論值。然而，在實際磨削過程中，研磨系統(tǒng)承受磨削力引起彈性變形。羅等人介紹了無量綱參數(shù)，用加工的彈性變形參數(shù)k來直接衡量無心磨削系統(tǒng)的彈性，它被定義為一個真正的切削深度和理論的切削深度之間的商，方程（13）（羅和巴拉斯，1964年；馬力內(nèi)斯庫等人，2006年）。 （13） 繼羅等人的考慮，真正的輪切削深度可以被計算，公式為計算，在當(dāng)前的工作中，導(dǎo)致的真正的工件半徑A點是： 然而，該輪深度切割使用這些方程計算小于零，偶爾。顯然，這種現(xiàn)象會沒有發(fā)生。因此，公式（14）應(yīng)改為： 3.2 加工的彈性參數(shù)的測定 如上所述，加工彈性參數(shù)K取決于磨礦系統(tǒng)的剛度。如果模擬結(jié)果是可信的，K值的確定應(yīng)為給定的粉磨系統(tǒng)。對切向進給式無心用平面磨床磨削，參數(shù)k的測量方法是在我們以前的工作中提出的（徐等人，2010年）。然而，其所提出的方法是不適合進給型的，由于是這兩種類型之間的幾何安排有著一個顯著的差異。因此，應(yīng)開發(fā)一個替代方法，為了獲得進給型的加工彈性參數(shù)。羅等人（1965年）提出了一種在常規(guī)進給無心研磨中測定加工彈性參數(shù)K的方法，其中的一個參數(shù)值正比于真實砂輪的切削深度，即，磨削功率或磨削力，在“進給”或“出火花”階段測量，獲取參數(shù)K。使用這種方法，在當(dāng)前加工的一個替代方法被提出，確定基于平面磨床的進給型的無心磨削的K值式如下。 在出火花時，砂輪切割深度的理論值是只是被切除的一些工件的材料。車輪的切削深度的下降率取決于參數(shù)K值。在開始出火花時，如果砂輪的切削深度的理論值是，在第一次半旋轉(zhuǎn)時，真實的切削深度，并在第二次半旋轉(zhuǎn)時是，可以被計算，計算公式分別為（16）和（17），根據(jù)羅等人（1965年）和馬力內(nèi)斯庫等人（2006年）。 因此，在半轉(zhuǎn)時，真實的切削深度，可通過以下得到： 由于一般情況下，真實的切削深度正比于正常磨削力Fn，下面從方程（18）得到： 求解方程（19）的收益率: 其中e是自然對數(shù)的基礎(chǔ)，。因此，由于i和m的運行，在出火花后，只要法向磨削力和被測量，K值可根據(jù)公式（20）得到。 圖4 磨削力的測量方法示意圖 圖4顯示的是一種測量磨削力的方法，提出了目前的工作，一個三維測力計是安裝在磨床單元下面，記錄磨削力在x方向的水平分力Fx和在Y方向的垂直分力Fy。因此，是根據(jù)圖4所示的幾何排列的，獲得了以下幾個方面的關(guān)系： 其中F n和Ft分別是法向和切向磨削力。求解方程（21）得： 因此，只要F x，F(xiàn) y的值是已知的，法向磨削力F n可以得到，然后值參數(shù)k可以用公式（20）確定。 3.3 仿真程序 圖5 （a）最初的工件輪廓，（b）工件的分割，（C）模擬分析的計算流程圖 一個直徑4mm的未加工工件如圖5（a）所示。在其圓周方向產(chǎn)生一個在徑向方向的深度為平面凹痕，指示初始圓度。使用這樣的初始形狀的原因是氣缸有一個扁平的凹痕，易于制備和任何缺乏無心磨削過程的對失去一部分波度的階段會隨時顯示，由于此形狀已經(jīng)包含所有重要的階段，一個明顯的貢獻（羅等人，1965年）。在仿真中，沿工件的圓周將工件劃分為相同的360段，如圖5（b）所示，因此初始工件輪廓可以表示為360半徑（i = 1?360）。在磨削過程中的任何給定的時間t內(nèi)，只要和是已知的，瞬時半徑可以使用基本的方程（1）~（15）來計算。在此過程中，每個工件半徑的360可得到，用于繪制剖面和計算圓度。 此外，磨削過程分為兩個階段（見圖2（b））：第一階段，在工件以旋轉(zhuǎn)運行之后，砂輪以速度下降向工件方向進給，直到到達結(jié)束位置；第二階段，砂輪在駐留一段時間Ts（工件以旋轉(zhuǎn)運行）后，砂輪的進給停止，出現(xiàn)火花。 模擬中使用的工藝參數(shù)如表1所示。仿真流程圖如圖5（c）所示。 表1 仿真與實驗條件 4 仿真結(jié)果與實驗驗證 在第3節(jié)，仿真方法已經(jīng)被研究，為了調(diào)查工件圓度機理及使用平面磨床的進給型的無心磨削的工藝參數(shù)的影響。為了驗證所提出的新型無心研磨方法和確認(rèn)仿真結(jié)果，在實驗臺上進行了磨削實驗，這是通過安裝以前生產(chǎn)的無心磨床單元（吳等人，2005年）構(gòu)建，在計算機數(shù)控平面磨床（，長瀨有限責(zé)任公司）的工作臺上裝備有金屬金剛石砂輪（），如圖6所示。 圖6 對磨削裝置的主要部分 4.1 實驗細(xì)節(jié) 在實驗中，從長K級硬質(zhì)合金（）桿上準(zhǔn)備一個圓柱形工件（），再通過表面研磨產(chǎn)生一個有內(nèi)徑深的平面凹痕（如圖9（a）所示），表示最初的圓度。為了測量磨削力而獲得實際加工的彈性參數(shù)K，一個商品3維測力計（,奇石有限公司，見圖6）是位于磨床單元和平面磨床的工件之間。其他的磨削條件是列表在表1。 研磨的步驟如下：第一，單元制約工件裝在工作臺上，工作臺向右或向左運動的位置仔細(xì)的調(diào)整，所以偏心角是一個給定的值；然后砂輪向下運轉(zhuǎn)對工件進行進給磨削操作；最后在已經(jīng)完成去除給出的庫存后，在進給運動的砂輪停止運動，隨著出了一段時間的火花。得到的磨削力被用來計算彈性參數(shù)K和測量圓形工件的截面輪廓，通過一個圓度測量儀測定（rondcom55a，日本東京精密股份有限公司）。 4.2 加工的彈性參數(shù)的計算 圖7分別顯示了在，，，和的條件下，x方向和y方向的磨削力F x和F y。它可以被觀察到磨削力F x和F y在開始同時增加的很快，然后在進給階段時間期間幾乎是保持恒定。當(dāng)進給停下來時允許一段時間Ts出火花，然后磨削力迅速減小。因此，和的值可以可以通過方程（22）計算，利用從圖7得到的數(shù)據(jù)，，和，因此加工彈性參數(shù)K可通過方程（20）得到。在目前的條件下，K值為。 進一步的工作獲得K，通過改變偏心角，但保持其他參數(shù)不變進行，結(jié)果如圖8所示。發(fā)現(xiàn)K隨著偏心角的減小而減小，其平均值約為0.15。這是因為磨削力的水平分力f x隨著偏心角的增加而增加。這一結(jié)果顯示單元在水平方向上有較大的的彈性變形（見圖2），導(dǎo)致真正的切削深度減少，最終降低K的值。 圖7 一個典型的磨削力測量結(jié)果 圖8 參數(shù)K的測量結(jié)果 4.3 仿真和實驗結(jié)果的比較 圖9（a）和（b）分別顯示了工件在相同操作條件下實際磨削的前和后的圖片和橫截面的型材，如圖7所示。從中可以看出，在初始工件上的平面凹痕被去除，研磨后工件的圓度被大幅度的提高，從初始值的提高到最終價值的，因此，驗證了所提出的新的進給無心磨削技術(shù)。 圖9 在，，，和的條件下，研磨前工件的圖片和剖面（a）和研磨后工件的圖片和剖面（b） 圖10 在磨削過程中工件的輪廓和圓度變化（，， ，，，）。 圖10顯示的是在，， ，，，條件下得到的仿真結(jié)果，表明工件的圓度的傾向單調(diào)下降，在磨削過程中，工件截面輪廓不規(guī)則的數(shù)目隨不規(guī)則的尺寸減小而增加。從中可以發(fā)現(xiàn)的值在出火花的開始驟減，在出火花后最終圓度達到。在不同的偏心角下，及測量的各自的加工彈性參數(shù)下，工件的最終圓度和輪廓的仿真結(jié)果繪制在圖11，實驗測量得到的如圖12所示。比較圖11和圖12，揭示了模擬結(jié)果與實驗結(jié)果比對工件輪廓與圓度顯示出良好的協(xié)定。 圖13（a–d）分別顯示了在最后工件圓度上對偏心角，砂輪進給速度，材料去除率和工件轉(zhuǎn)速的影響的仿真和實驗結(jié)果。在所有的情況下，仿真結(jié)果與實驗結(jié)果不僅在變化趨勢上相一致，也在圓度值上相一致，驗證了本文提出的仿真方法和仿真結(jié)果。 從圖13（a）可以看到，偏心角明顯影響工件的圓度；開始時值隨的增加而減少，然后在時增加達到谷值，值不再隨的增加而減少。這一趨勢與常規(guī)進給無心磨削類似（周等人，1996年；哈里森和皮爾斯，2004年；吳等人，1999年）。當(dāng)設(shè)置在 一個更小的值如0°或3°，具有較高的頻率的波紋是很容易通過磨削從初始工件輪廓上消除，而當(dāng)在一個較大的值如9°或12°時，容易消除的是一個較低的頻率波紋。因此，一旦設(shè)定在中間值6°，無論是高頻或低頻波浪都能容易消除，最終導(dǎo)致在時最小圓度的獲得（如圖11和12所示）。無論是模擬結(jié)果和實驗結(jié)果如圖13所示，都表明砂輪進給率，材料去除率和工件轉(zhuǎn)速也明顯影響工件的圓度；應(yīng)在磨削操作中設(shè)置一個較小的，一個更大的，較高的，為了達到更高的磨削精度等，如較小的圓度。較小的圓度可以達到較低的砂輪進給率和較高的工件轉(zhuǎn)速的原因可能是在磨削過程中，較低的和較高的導(dǎo)致工件輪每轉(zhuǎn)的切削深度要小，從而導(dǎo)致磨削力小，這對高精度研磨是重要的。在這樣一種方式下對于材料去除率影響圓度的原因，如圖13所示（C），這是因為在磨削周期中工件的總轉(zhuǎn)數(shù)，影響工件的圓度明顯的重要因素由加列戈（2007年），吳等人（1999年）證明，取決于的值。 圖11 的條件下，對不同工件偏心角分布的模擬結(jié)果：， ， 圖12實驗結(jié)果工件偏心角譜不同的條件下：，， 圖13 （a）偏心角，(b)砂輪進給率，（c）去除率和（d）工轉(zhuǎn)速 在最終工件圓度的影響。 5 結(jié)論 一種新型無心磨削技術(shù)，即，基于平面磨床上的進給無心磨削已經(jīng)被提出來了。為了創(chuàng)建這一新技術(shù)，使用模擬方法，模擬新型磨床的彈性變形的進行，彈性變形用加工彈性參數(shù)的常數(shù)表示，導(dǎo)出的加工彈性參數(shù)的常數(shù)，闡明了在研磨時工件取整過程和預(yù)測的工件的圓度。在實驗研究確定了加工彈性參數(shù)之后，通過一個模擬的方法研究了在工件的圓度上過程參數(shù)的影響，例如在工件圓度上的工件偏心角，磨削砂輪進給率，材料的去除率和工件旋轉(zhuǎn)速度等過程參數(shù)，然后通過實驗確認(rèn)。得到的仿真和實驗結(jié)果可以概括如下。 （1）加工彈性參數(shù)隨偏心角的增加而增加，其平均值在測試條件時是0.15。 （2）最優(yōu)偏心角約為6°，一個較小的或在較大的角度導(dǎo)致圓度誤差較大。在一個較低的砂輪進給率，較大的材料去除工件率和較快的工件旋轉(zhuǎn)速度下，可獲得較高的加工精度（即，較小的工件圓度）。 （3）在最佳研磨條件下研磨后，工件的圓度從初始值提高到最后的值。 上述結(jié)果證實了新的無心磨削技術(shù)進給類型提出的有效性。在未來的工作中，我們將通過實驗和模擬，處理使用平面磨床無心進給類型的磨削。這些努力的細(xì)節(jié)將在隨后的論文中被報告。 致謝 這項研究獲得的部分金融支持是通過從日本的科學(xué)研究撥款，為了促進科學(xué)發(fā)展（批準(zhǔn)號：17560100）。作者也非常感謝從該科學(xué)研究補助金的基礎(chǔ)和機床工程基礎(chǔ)獲得的金融支持。 參考文獻 [1] Albizuri, J., Fernandes, M.H., Garitaonandia, I., Sabalza, X., Uribe-Etxeberria, R., [2] Hernández, J.M., 2007. 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