一种回转体工件表面研抛的材料去除控制方法与流程

本发明涉及一种工件表面研抛的材料去除控制方法，特别是一种回转体工件表面研抛的材料去除控制方法。

背景技术：

研抛加工工艺是回转体工件获得精致超精密表面的主要手段。当前，国内外研抛加工研究的技术前沿是如何实现材料去除的定量控制。研抛加工过程的材料去除正比于接触面切向力所做的功。一般认为，接触面摩擦系数处处相同、且是一个定常值，所以摩擦作用双方之间的切向力正比于其法向力，也即：(其中的为摩擦系数)。因此，现阶段preston法向力控制研抛材料去除控制方法成为国内外流行的材料去除定量控制技术手段。但是，最新的研究表面，接触面内摩擦系数不是处处相同的，也不会一直保持为一个定常值，这样，上述现阶段的preston法向力控制研抛材料去除控制方法就迫切需要有新的方法替代。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种回转体工件表面研抛的材料去除控制方法。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种回转体工件表面研抛的材料去除控制方法，其包括以下步骤：

1)、基于研抛加工切削功率p的函数关系：

其中：r为加工点回转半径，为恒定值，为机床主轴转速摩擦系数，fa为研抛工具与研抛工件之间的切向力；

2)、控制通电线圈的电流i控制研抛工具施加在研抛工件上的切向接触力fa。

上述一种回转体工件表面研抛的材料去除控制方法，其通过监控工件与研抛工具之间的切向力fa从而间接控制研抛工具切削功率，达到研抛加工材料去除控制目的，考虑到通过控制通电线圈的电流i就可以控制研抛工具与研抛工件之间的切向接触力，因此上述回转体工件表面研抛的材料去除控制精准度高，稳定性好。

附图说明

图1是本发明所提供一种回转体工件4表面研抛设备的加工状态示意图一；

图2是本发明所提供一种回转体工件4表面研抛设备的加工状态示意图二。

图中：磁流变力矩伺服器1、平摆臂2、研抛工具3、工件4、电机5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1和图2所示，本实施例中所提供的一种回转体工件表面研抛设备，其主要包括了一个通过磁流变力矩伺服器1与电机5相连接的水平摆臂2，在水平摆臂2上安装研抛工具3。

上述一种回转体工件表面研抛设备在加工过程中，所述回转体工件表面研抛的材料去除控制方法如下：

1)、基于研抛加工切削功率p的函数关系：

其中：r为加工点回转半径，为恒定值，为机床主轴转速摩擦系数，fa为研抛工具3与研抛工件4之间的切向力；

2)、控制通电线圈的电流i控制研抛工具3施加在研抛工件4上的切向接触力fa。

上述一种回转体工件表面研抛的材料去除控制方法的控制原理如下：图2中的电机5通电，使得电机5以图1顺时针方向旋转，电机5转速控制在低速；以电流i给图2中电机5的通电线圈通电，使得图2中的水平摆臂2获得顺时针方向的扭矩tr，在可控范围内扭矩tr与电流i成正比；由于水平摆臂2的扭矩tr作用，图1中的工件4和研抛工具3之间出现法向接触力fn和切向接触力fa；图1中的力传感器在线测量实际法向接触力fn和切向接触力fa，保持设备加持工件4的主轴转速ω0不变，研抛工具3切削功率p就正比于切向接触力fa；控制器通过控制通电线圈的电流i就可以控制切向接触力fa，进而控制研抛工具3的切削功率p，并间接达到研抛加工材料去除控制的目的。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种回转体工件表面研抛的材料去除控制方法，包括以下步骤：1)、基于研抛加工切削功率P的函数关系：其中：R为加工点回转半径，为机床主轴转速摩擦系数，Fa为研抛工具与研抛工件之间的切向力；2)、控制通电线圈的电流I控制研抛工具施加在研抛工件上的切向接触力Fa。其解决了“提升所述回转体工件表面研抛的材料去除控制精准度及稳定性”的技术问题。上述一种回转体工件表面研抛的材料去除控制方法，其具备了控制精准度高，稳定性好等优点。

技术研发人员：詹建明;胡利永;王贤成;潘杨杰;叶其晟;吕鑫
受保护的技术使用者：浙江大学宁波理工学院
技术研发日：2017.03.10
技术公布日：2017.07.18