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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 # m6 V1 b; _2 o  N, _( f+ N% H

! h' b5 @$ K- B$ u# d; U& f      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。  ; Y9 Y/ a. U% m& @1 b; |+ z
      关键词:双面研磨机,运动原理,伞状变形,技术措施,研磨盘5 A6 Y* _# Z' [/ N5 g7 t: d
  1 前言# e9 b7 l( P, V# o) J
  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。( b( H" Z0 A) P* s1 c
  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。/ Z' o4 w# S! \# O+ {1 [
  2 运动原理
% w' x- R0 H/ t2 @0 f* a6 i& @# @  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。
# y6 q. ~  @4 f, s) M7 {
0 T  [4 u) C7 {3 w! {* t; q, X- M* c7 D
  (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。
( n' m& `1 k, `6 e/ U& t  (2)游星轮的公转速度为n。,与下研磨盘同向。
6 i- o8 |, i: L/ R8 K3 ~7 m6 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。
) q5 ~9 Z, W' h" h  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。7 |. Z6 {" [8 J1 g6 b4 E  H7 o
  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。9 e7 e! S* f9 U5 d& C4 p3 p
  3 数据分析% A% k& E; J. \  C
  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 m5 q6 C- o, g( x- G5 _- b9 X
  周转轮系各构件的角速度存在以下关系:) Y$ c' ?+ R: v* n' I5 N$ d
  ωgh=ωg -ωh% m/ ]' }2 x+ r, [% C
  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。
( n+ u# S0 k4 g5 _/ N0 k" t
$ h5 J' d) q6 o. {  由图2可知:ω2相=ω2-ωh,即n2相=n2-nh
, O  n5 N9 d8 q: m  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:
. \# j: Z+ W: c" X) T. b  太阳轮齿数Z1=99 游星轮齿数Z2=108 内齿圈齿数Z3=315
* ~  n! L& e3 u% z- p1 j" t6 Z  6 I9 c) Q% j1 p5 e' g" o
http://tech.86cut.com/techfiles/2010-10-28/3347e4c1-6b04-427d-9394-781e118f113a.gif
4 l# Y/ G: C1 B# p6 n  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。, D" I0 C$ t$ |) y( {/ \
  (1)当nl0=0.4373(r/s),根据传动系统传动比计算:
2 X' l4 ~+ }0 k  C) q4 V    V- k3 S' `# h- x! b6 l, L
http://tech.86cut.com/techfiles/2010-10-28/24bba5c2-b728-45a3-a67d-35d039ced196.gif
9 e1 `1 }' m/ `  
8 h8 m& o# I8 b) Yhttp://tech.86cut.com/techfiles/2010-10-28/b67c74a8-15b2-49fb-b6af-f6ce5b39d9f7.gif& T6 N/ @& o9 e, y' C- D$ l
  从以上运动配比计算,我们实现了n2=±0.07的目的。
9 e' H1 ?3 I$ E! ?- W  4 结论
3 m3 y" w0 B! O7 Z  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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