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工程陶瓷磨削装置设计及磨削力控制研究

赵宇辉  
【摘要】: 工程陶瓷具有许多优良的性能,如较高的硬度和强度、较强的耐腐蚀、耐磨损、耐高温能力等,在航空航天、化工、军事、机械、电子等领域的应用前景十分广阔。磨削是工程陶瓷的主要加工方法,且磨削后陶瓷工件的表面质量严重影响着工件的性能。而在工程陶瓷磨削加工中保持磨削力的恒定,可以极大的降低陶瓷工件的表面粗糙度,因此研究磨削力的有效控制方式具有很重要的理论意义和实际意义。 本文介绍了所设计开发的工程陶瓷磨削装置和对磨削力及磨削力控制方式进行的深入研究。 磨削加工中的很多磨削参数都对磨削力有着重要的影响,实验结果表明:当在砂轮旋转的切线方向测量磨削力时,逆磨方式的磨削力比顺磨时小,且工件表面质量更好;加工过程中的磨削力随着切深和进给速度的加大而加大,随着砂轮转速和砂轮粒度增大而减小,但砂轮粒度增大使工件表面质量变差;磨削过程中加入磨削液,可以减小磨削力,提高工件的表面质量。 对磨削力控制,分别构建了模糊控制、自适应模糊控制两种不同的控制系统,并分别对这两种方式的实际控制效果进行了实验研究。结果表明:模糊控制可以对磨削力进行有效控制,但加工过程中存在较大的磨削力超调现象;自适应模糊控制可以减小磨削力的超调,控制效果比模糊控制好。采用自适应模糊控制作为工程陶瓷磨削装置的磨削力控制方式以后,磨削力可以较好地稳定在设定值上,超调也明显减小。


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