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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

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本帖最后由 zpc64 于 2010-11-3 21:07 编辑
- N! J4 @7 G! t( ]% q, i* _+ s& o0 I, W: f3 Z0 V% i8 U" u
      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。  # F# t, A- I) k8 h
      关键词:双面研磨机,运动原理,伞状变形,技术措施,研磨盘: Q% A- [/ n- V2 ~
  1 前言
" o) C$ m6 R, d  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。8 ~2 e% z& y" K* q; z& e" u" W0 G
  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。
) a: s, d3 S& f7 T. S& H% d" B  2 运动原理  W: h- ]& n4 l: b0 B
  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。
* U; F& N+ G3 r
3 e% J3 n4 x8 N: S0 \; d; Q2 @
  (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。
2 b0 n/ b7 \) o  (2)游星轮的公转速度为n。,与下研磨盘同向。
5 k) A! `# E  [' \1 E  (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。* t2 t- R; u3 T3 f4 M% x
  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。
0 K/ ]$ O+ O( K5 [: Q5 w  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。
4 D/ W3 N8 p0 I6 Q, c' k  3 数据分析
9 C1 P) h1 v* Q' ^+ D; \4 V9 S  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。. ]% \5 V5 G, w
  周转轮系各构件的角速度存在以下关系:8 ]9 [5 I6 v& j/ v
  ωgh=ωg -ωh
/ T+ O7 Q0 x( X9 r  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。) O+ a" n1 ^1 J! W, t. H9 ?

1 U+ y1 C- s+ Q* N# l4 l1 k  由图2可知:ω2相=ω2-ωh,即n2相=n2-nh
, ~$ @. M0 M: }, a; F  D* G+ _# H  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:9 {8 p* e  K# d
  太阳轮齿数Z1=99 游星轮齿数Z2=108 内齿圈齿数Z3=315/ n1 q& W* d+ I- ~" U3 P( U
  ! s' M3 U7 r/ E  Q+ a
http://tech.86cut.com/techfiles/2010-10-28/3347e4c1-6b04-427d-9394-781e118f113a.gif
) f" h' J, K6 C  B- D* ]5 T, u  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。
1 W+ C  e7 c0 o; W6 \  (1)当nl0=0.4373(r/s),根据传动系统传动比计算:
9 {$ [9 z& t' c  8 |- ^+ R  e& {* S) r: P
http://tech.86cut.com/techfiles/2010-10-28/24bba5c2-b728-45a3-a67d-35d039ced196.gif
+ e* g) b) R0 V' h1 e$ p) i  ) |. J2 d4 X- [  N& v, K7 t
http://tech.86cut.com/techfiles/2010-10-28/b67c74a8-15b2-49fb-b6af-f6ce5b39d9f7.gif
( R" s% Z( A" \  从以上运动配比计算,我们实现了n2=±0.07的目的。
- A# A& b5 K! H+ |  4 结论4 j. B+ O# e/ Y5 s
  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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