一種回轉體工件表面研拋的材料去除控制方法與流程

本發明涉及一種工件表面研拋的材料去除控制方法，特別是一種回轉體工件表面研拋的材料去除控制方法。

背景技術：

研拋加工工藝是回轉體工件獲得精致超精密表面的主要手段。當前，國內外研拋加工研究的技術前沿是如何實現材料去除的定量控制。研拋加工過程的材料去除正比于接觸面切向力所做的功。一般認為，接觸面摩擦系數處處相同、且是一個定常值，所以摩擦作用雙方之間的切向力正比于其法向力，也即：(其中的為摩擦系數)。因此，現階段preston法向力控制研拋材料去除控制方法成為國內外流行的材料去除定量控制技術手段。但是，最新的研究表面，接觸面內摩擦系數不是處處相同的，也不會一直保持為一個定常值，這樣，上述現階段的preston法向力控制研拋材料去除控制方法就迫切需要有新的方法替代。

技術實現要素：

本發明的目的是為了解決上述現有技術的不足而提供一種回轉體工件表面研拋的材料去除控制方法。

為了實現上述目的，本發明所設計的一種回轉體工件表面研拋的材料去除控制方法，其包括以下步驟：

1)、基于研拋加工切削功率p的函數關系：

其中：r為加工點回轉半徑，為恒定值，為機床主軸轉速摩擦系數，fa為研拋工具與研拋工件之間的切向力；

2)、控制通電線圈的電流i控制研拋工具施加在研拋工件上的切向接觸力fa。

上述一種回轉體工件表面研拋的材料去除控制方法，其通過監控工件與研拋工具之間的切向力fa從而間接控制研拋工具切削功率，達到研拋加工材料去除控制目的，考慮到通過控制通電線圈的電流i就可以控制研拋工具與研拋工件之間的切向接觸力，因此上述回轉體工件表面研拋的材料去除控制精準度高，穩定性好。

附圖說明

圖1是本發明所提供一種回轉體工件4表面研拋設備的加工狀態示意圖一；

圖2是本發明所提供一種回轉體工件4表面研拋設備的加工狀態示意圖二。

圖中：磁流變力矩伺服器1、平擺臂2、研拋工具3、工件4、電機5。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

如圖1和圖2所示，本實施例中所提供的一種回轉體工件表面研拋設備，其主要包括了一個通過磁流變力矩伺服器1與電機5相連接的水平擺臂2，在水平擺臂2上安裝研拋工具3。

上述一種回轉體工件表面研拋設備在加工過程中，所述回轉體工件表面研拋的材料去除控制方法如下：

1)、基于研拋加工切削功率p的函數關系：

其中：r為加工點回轉半徑，為恒定值，為機床主軸轉速摩擦系數，fa為研拋工具3與研拋工件4之間的切向力；

2)、控制通電線圈的電流i控制研拋工具3施加在研拋工件4上的切向接觸力fa。

上述一種回轉體工件表面研拋的材料去除控制方法的控制原理如下：圖2中的電機5通電，使得電機5以圖1順時針方向旋轉，電機5轉速控制在低速；以電流i給圖2中電機5的通電線圈通電，使得圖2中的水平擺臂2獲得順時針方向的扭矩tr，在可控范圍內扭矩tr與電流i成正比；由于水平擺臂2的扭矩tr作用，圖1中的工件4和研拋工具3之間出現法向接觸力fn和切向接觸力fa；圖1中的力傳感器在線測量實際法向接觸力fn和切向接觸力fa，保持設備加持工件4的主軸轉速ω0不變，研拋工具3切削功率p就正比于切向接觸力fa；控制器通過控制通電線圈的電流i就可以控制切向接觸力fa，進而控制研拋工具3的切削功率p，并間接達到研拋加工材料去除控制的目的。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種回轉體工件表面研拋的材料去除控制方法，包括以下步驟：1)、基于研拋加工切削功率P的函數關系：其中：R為加工點回轉半徑，為機床主軸轉速摩擦系數，Fa為研拋工具與研拋工件之間的切向力；2)、控制通電線圈的電流I控制研拋工具施加在研拋工件上的切向接觸力Fa。其解決了“提升所述回轉體工件表面研拋的材料去除控制精準度及穩定性”的技術問題。上述一種回轉體工件表面研拋的材料去除控制方法，其具備了控制精準度高，穩定性好等優點。

技術研發人員：詹建明;胡利永;王賢成;潘楊杰;葉其晟;呂鑫
受保護的技術使用者：浙江大學寧波理工學院
技術研發日：2017.03.10
技術公布日：2017.07.18