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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 0 o) y0 A! Y1 a; S4 Y3 K( I+ T: F- g

6 g3 l9 L; d& W" @& U+ O5 J8 ~% Q      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。  
1 ?- ?! n" i, `4 X" S5 b& |, e6 ?      关键词:双面研磨机,运动原理,伞状变形,技术措施,研磨盘5 J& S$ s8 P4 M+ |: H5 l
  1 前言
& J# |  n  |( W  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。; Z/ U1 v' z: S6 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。5 T5 S  d  q  `( g3 l: ?# d6 G
  2 运动原理
0 l/ T6 V" H& u% f$ g* A  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。1 e5 m6 q; z% Y9 F
1 [2 @  j) ]8 y# d: T6 |! B# h
5 b! K/ c$ t% I( L1 @, N! L! K
  (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。
. w5 Q; T5 h9 C3 f; m/ A  (2)游星轮的公转速度为n。,与下研磨盘同向。0 h* `7 p. 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。
0 x; x( d1 j" G% W; l  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。
" P- _* c% A, i" s4 C  b  T2 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。$ |6 Y# n( w" B# x' P1 K2 E
  3 数据分析
) i1 C" J$ ^, U4 d8 q0 l) p* @5 ^- 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。
) f" I  a) X; Q. r- V4 o- ^  周转轮系各构件的角速度存在以下关系:( t- [4 X& q) ]) \  ?+ N
  ωgh=ωg -ωh
7 X9 J. l, e" H; h4 r/ Q% \8 b7 C3 l* p  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。
# W5 K2 t2 j5 z8 X! L# C* M; }- H0 W! x' H# b3 s
  由图2可知:ω2相=ω2-ωh,即n2相=n2-nh
3 f) l! V! J. S0 O$ o  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:
% p0 @, |1 k# l- J0 H  太阳轮齿数Z1=99 游星轮齿数Z2=108 内齿圈齿数Z3=315
. n( ?4 y' ?; V  W5 k1 ~  ; M2 u! F) ?9 G. L# q- r0 p) |
http://tech.86cut.com/techfiles/2010-10-28/3347e4c1-6b04-427d-9394-781e118f113a.gif) _& r4 E0 @0 t- B& u! @7 r# x
  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。: q* c) ~4 ?& ?: H# X, J  r
  (1)当nl0=0.4373(r/s),根据传动系统传动比计算:; _% X" I/ a' u/ C9 b3 {1 E
  * L0 i$ p  T* @2 h/ m; c/ E* J3 Z9 }
http://tech.86cut.com/techfiles/2010-10-28/24bba5c2-b728-45a3-a67d-35d039ced196.gif! H" T2 {- x* B+ L' ^
  % H9 v% H9 O) K
http://tech.86cut.com/techfiles/2010-10-28/b67c74a8-15b2-49fb-b6af-f6ce5b39d9f7.gif* |& a$ B2 Z* X" B
  从以上运动配比计算,我们实现了n2=±0.07的目的。7 [& L6 ]5 a- b+ |( F
  4 结论! M2 U$ V( e$ Q6 x
  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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