基于非接触式原理自动对刀与廓形检测的研究(2)

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2 非接触式自动对刀技术的研究 4

2.1 对刀的基本要求 ···· 4

2.2 对刀系统及测量元件 ··· 5

2.3 对刀原理研究 ·· 7

2.4 原理实验台介绍 ··· 12

2.5 对刀方法试验对比与分析 ···· 22

3 廓形测量 ·· 26

3.1 廓形测量基本要求 ···· 26

3.2 廓形测量元件的选用与检测系统的设计 · 26

3.3 廓形测量原理研究 ···· 29

3.4 廓形测量系统 29

3.5 测量实验及结果分析 32

4 总结与展望 · 37

4.1 论文的主要研究成果 37

4.2 研究不足与展望 ·· 37

致谢 ··· 38

参考文献 ·· 39

附录 ··· 41
1 1 1 1 绪论绪论绪论绪论1.1 1.1 1.1 1.1 研究背景与意义研究背景与意义研究背景与意义研究背景与意义机床工业的蓬勃发展带动金属切削加工的自动化程度逐渐提高，辅助加工的时间在整个加工过程中的比重逐步减小。自动对刀作为数控机床的基础工艺技术和关键共性技术，完全跳出了手工操作对刀动作的范畴，它的应用能够明显地减少辅助加工时间和对刀误差，提高对刀精度和效率 [1,2]，同时降低生产操作的能力要求和人力耗费，保证工件的加工质量。在我国滚动功能部件产业中，长期存在着一种 “ 重丝杠轻螺母 ” 的现象，无论是关键设备或是检测仪器，滚珠螺母组件的资源配置都落后于滚珠丝杠，成为影响部件性能的重要原因，随着螺纹制造技术的高速化和高效化，产能比例失调的矛盾也将会凸显[3]，其中，丝杠和螺母的自动对刀技术发展得就相当不均衡。当前，螺纹加工设备中的自动对刀系统主要是针对丝杠外螺纹而设计，且多是基于接触式的原理或零位信号的寻位，鉴于内外螺纹的空间结构区别和是否接触对刀的差异，使得内螺纹非接触式对刀的原理方法不同于已相对成熟的外螺纹对刀系统，其研究和设计难度更大；同时，这些系统还主要是基于车削螺纹的自动对刀操作，而车铣削只适用于成批生产一般精度的螺纹工件或磨削前的粗加工 [4]，但在内滚道的螺纹车削粗加工和磨削精加工过程之间存在着一个二次装夹的问题，这对于对刀来说有着极为关键的影响，可是关于该方面的自动对刀系统暂时没有公开的技术资料；因此，目前国内对于 “ 基于非接触式的滚珠螺母内滚道磨削自动对刀技术 ”源]自{751^*论\文}网·www.751com.cn/ 的研究尚不成熟，发展潜力和创新空间充分，突破这一技术瓶颈可以有效地提高滚珠螺母内螺纹滚道精加工的效率和精度，促进内螺纹磨床的工艺技术发展，其市场前景相当广阔，经济效益可观。螺纹零件是工业生产及生活中最重要的紧固、连接和传动组件。随着工业的高速发展，工业零件螺纹廓形的缺陷检测和质量评价已成为极为重要的一个环节，而且对缺陷检测技术水平的要求也越来越高 [ 5 ]。当前，螺纹廓形测量的测量方法有很多，但其中外螺纹廓形的测量方法居多，而且检测过程中都存在一些问题。目前，大多数有关螺纹廓形的检测都是外螺纹的廓形检测，内螺纹的廓形检测很少，并且内螺纹廓形检测的研究公开的技术资料比较少。在已有的内螺纹廓形检测中，使用的测量系统也比较复杂，在实际应用中成本较高 [ 6 ]。内螺纹廓形质量直接影响工业的正常生产，由于磨蚀、磨损使其缺陷严重，导致接头的螺纹松动即脱扣等，会影响生产并产生安全隐患，因此，的如何采用一种行之有效的内螺纹检测方法，是目前急需解决的问题，目前，国内对内螺纹廓形检测的研究并不成熟，对于内螺纹廓形检测发展空间还很大。