基于ADAMS的五轴数控工具磨床磨削力仿真分析.pdf

2017年 4月 机床与液压 Apr．2017 第 45卷 第7期 MACHINE T00L HYDRAULICS Vo1．45No．7 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2017．07．033 基于 ADAMS的五轴数控工具磨床磨削力仿真分析 张耀娟，杨克，刘维维 (北华大学机械工程学院，吉林吉林 132021) 摘要：利用计算机三维建模与虚拟样机仿真技术建立 自主研发的五轴数控工具磨床虚拟样机模型，对血轴数控工具磨 床加工过程中砂轮磨削力的受力大小和变化趋势进行仿真，利用磨削力的理论计算公式验证r所建立的虚拟样机模型的有 效性。研究了砂轮线速度、磨削深度 、进给量对磨削力的影响，为五轴数控工具磨床的设计提供参考。 关键词：五轴数控工具磨床；磨削力；虚拟样机模型；影响因素 中图分类号：TP203 文献标志码 ：A 文章编号：1001-3881(2017)07-l31-4 SimulationAnalysisonGrindingForceofFive．axisCNC ToolGrinderBasedonADAM S ZHANGYaoiuan．YANGKe，LIUWeiwei (CollegeofMechanicalEngineering，BeihuaUniversity，JilinJilin132021，China) Abstract：Basedonthetechnologiesofthreedimensional(3D)modelinganddynamicsimulationanalysis，theVirtualprototype offive-axiscomputernumericalcontrol(CNC)toolgrinderwasbuilt．ThesizeofgrindingforceandchangingtrendduringthefiV—ax— isCNC tool nderworkingwassimulated．Thenthevalidityofthedynamicmodelwasconfirmedbytheoretical calculation．What’S more，theinfluence~ctom suchas wheelspeed，grindingdepthandfeedsongrindingforcewereresearched，whichcanprovideare 一 rencetothedesignoffive—axisCNCtoolgrinder． Keywords：Five—xaisCNC toolg nder；Grindingforce；Virtualprototypingmodel；hnquencefactors O 前言 床简化成 轴机构 、y轴机构、z轴机构、曰轴机 五轴数控工具磨床是在三轴数控磨床的基础上增 构 、c轴机构、机身6个部分。 加了两个旋转轴，已经成为加工复杂曲面和高精度工 2 轴机构 具的主要手段。五轴数控工具磨床的优势在于具有较 轴机构主要包括伺服电机、滚珠丝杠、导轨 3 高的加工质量和较高的加工效率，而且只需要一次装 个部分。伺服电机与丝杠问用转动副来模拟力矩的传 夹就可以完成复杂零件的加工 I-2]。砂轮作为五轴数 递。如图 l所示。滚珠丝杠之间用螺纹副连接，滚珠 控工具磨床的加工刀具，其受力的大小和受力的变化 丝杠的导程为20mm。如图2所示。 趋势对砂轮的使用寿命和加工质量都有很大的影响。 本文作者借助三维建模软件SolidWorks和多体动力学 软件 ADAMS对五轴数控工具磨床加工时的磨削力进 行仿真分析 ，通过磨削力的理论计算公式验证了所 建立的五轴数控工具磨床仿真模型的有效性。可以 对五轴数控工具磨床加工时磨削力的大小和趋势进