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[转帖] 双面研磨机消除研磨盘伞状变形机理分析

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发表于 2010-11-3 21:03:11 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国江苏常州

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本帖最后由 zpc64 于 2010-11-3 21:07 编辑
  X2 K4 }. @1 d( _( f# n. E0 E: \- g; s# l/ f/ ~# E/ T
      摘要:对2M546/4A(9B)型立式双面研磨机运动原理进行分析,可知研磨盘产生伞状变形是由于游星轮作自转运动的上、下研磨盘上,内外缘形成不同的相对磨削速度而引起的。据此,研磨机在不改变齿圈转速的前提下,交换太阳轮的转速,从而获得游星轮大小相等、方向相反的两种自转速度,就能消除伞状变形。  
! ?9 a$ c- E/ |5 x1 @6 _      关键词:双面研磨机,运动原理,伞状变形,技术措施,研磨盘& P7 B( O, A8 q3 m; K& g
  1 前言  F, Q0 t; a. c4 b& Q6 G
  2M5464/4A(9B)型立式双面研磨机主要用于石英晶体片、硅、锗片、玻璃、陶瓷片、活塞环、阀片、钟表玻璃、铅、铁、硼、钼片、蓝宝石、铁氧体、铌酸锂、DTC等各种片状金属、非金属材料的平面研磨和抛光。+ d& z3 b+ Q9 u7 A$ L, s6 J
  理想平面的精密加工是机械加工的一大难题,随着科学技术的不断发展,特别是精密机械工业的发展,可靠性、高效率、高精度的平面加工显得尤为突出;况且在磨削加工件时,研磨盘同时在随磨削损耗而变化,因此如何保持研磨盘的精度在我们所需求的范围内,成了保证理想平面加工的关键问题。
5 ]7 P: x7 \) a' d4 G  2 运动原理
9 y* L; K% m2 `1 W  要保证研磨盘的平面度,关键在于如何消除研磨盘在磨削过程中产生的伞状变形,首先应找出引起伞状变形的原因。图l是2M5464/4A(gB)型研磨盘的速度图。
7 y5 h. A: x$ r
! E- V1 [+ O9 `: u7 s# {4 z; l0 f
4 t9 H2 x, j+ ?  (1)假设下研磨盘以n下的速度顺时针方向旋转,上研磨盘以n上的速度逆时针方向旋转,它们在图1上研磨盘外缘的线速度为V下、V上。) M; y7 `6 j& d
  (2)游星轮的公转速度为n。,与下研磨盘同向。
- C) y' z! h) a  j6 q* i  (3)游星轮的相对自转速度为nH,与下研磨盘反向,而与上研磨盘同向。
6 k/ e8 Z# q" @: g# \2 O( U  从图1可知,下研磨盘靠近外边缘,相对工件的磨削运动速度因与游星轮自转速度n2反向而随工件相对磨削速度增加;相反,靠近内缘的相对磨削速度则减小,磨削速度加大处,研磨盘的磨削量加大,所以下研磨盘将形成凸形伞状变形;反之上研磨盘内外缘由于相对磨削速度内大外小,故形成凹形伞状变形。
3 g3 M4 k" |2 q7 h  h: X  同理,当n2作顺时针方向转动时,下研磨盘将形成凹形变形,而上研磨盘则形成凸形伞状变形。& n; Y8 L8 m! C9 D1 b
  3 数据分析' I+ T3 W; \9 Q
  我们从周转轮系原理关于轮系中任意两轮及系杆H之间的速度关系可知,从动件的回转方向及速度大小,不仅决定于机构的配置,而且与各轮的齿数、主动构件角速度有关。' R# |$ b6 r8 X' h& Y
  周转轮系各构件的角速度存在以下关系:) |+ [: B- _7 k. M& {
  ωgh=ωg -ωh
& R& y- |" j# N" V: U  式中ωgh为构件H的相对速度,ωg为构件实际速度,ωh为公共角速度。( P, W# ~! i, D; S
. D: [9 x+ a4 G2 h, `
  由图2可知:ω2相=ω2-ωh,即n2相=n2-nh
. z* N$ f7 G7 k2 [, R+ K1 u  根据周转轮系特性,变换其齿数及主动构件速度便可实现n2的变向,现将2M5464/4A(9B)型双面研磨机的轮系运动计算如下:
+ V% h( Y8 }5 f& I  太阳轮齿数Z1=99 游星轮齿数Z2=108 内齿圈齿数Z3=315
; M/ s) l* J; v' {  
* [3 B* S" u6 |7 N' ^http://tech.86cut.com/techfiles/2010-10-28/3347e4c1-6b04-427d-9394-781e118f113a.gif. p; @6 L, U/ o/ L3 ?: B
  为了简化机构,我们仅只改变主动件太阳轮的速度.来实现游星轮自转n2的方向。
0 d- K: l  j$ l: ]! z" s* x' _8 l  (1)当nl0=0.4373(r/s),根据传动系统传动比计算:9 I- b" Q3 Q+ g6 E
  , o( }  C4 w2 A# a6 n% w3 ^% r
http://tech.86cut.com/techfiles/2010-10-28/24bba5c2-b728-45a3-a67d-35d039ced196.gif
. B# i1 O* _0 h( G  
. V% ]* g1 `7 Uhttp://tech.86cut.com/techfiles/2010-10-28/b67c74a8-15b2-49fb-b6af-f6ce5b39d9f7.gif/ j5 v+ t+ N% }* x  {: w
  从以上运动配比计算,我们实现了n2=±0.07的目的。/ n" k+ J4 |" w) h7 O  B1 v
  4 结论% l0 y( \; Y. j- k
  由以上分析可知,研磨盘的伞状变形,是由于游星轮作自转运动的上、下研磨盘上,内外缘形成不同的相对磨削速度而引起的,也就是说只要设法变换游星轮相对自转的旋转方向,合理配比速率,就能克服研磨盘易产生伞状变形的弊端。2M5464/4A(gB)型研磨机在不改变齿圈转速的前提下,由于交换了太阳轮的转速,从而获得游星轮大小相等、方向相反的两种自转速度,达到了消除伞状变形的目的。

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