轴类零件机械光整加工表面条纹形貌的研究

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Research on Mechanical Finishing Surface Stripe M orphology of Shaft PartsH0U Jian，LI Fuyuan(Institute of Electrical and Mechanical，Xi'an Technological University，Xiail 710021，China)Abstract：Aimed at studying whether mill grain orbit has impacts on processing effects when finishing shaft parts，Themachine tool was reformed into the work piece and the tool axis system in the interleaved processing space，it can produceorbit angle within±40。on a work piece，the more bigger of scope of angle，the more beter of processing.Through studyingorthogonal test to 3 factors，which are work piece rotate speed，the tool head of work piece rotate speed，and amount offeed，the data obtained suggest that and the system processing effect is relatively stable，and the unit processing time ismore longer，the surface roughness is more smaller。

Key words：shaft parts，mirror surface grinding，surface morphology，roughness对几何形状和尺寸精度有特殊要求的精密轴类零件，需要对较低表面粗糙度的回转面进行加工，表面形貌不仅与加工过程中的加工方法及工艺参数密切相关，而且在很大程度上其纹理特征决定了零部件的使用性能。

1 试验目的及装置光整加工工艺主要分为 2大类：1)对精度和表面粗糙度都有要求的光整加工，如超精磨削、镜面磨削等；2)只对表面粗糙度有要求，而对精度无过高要求，如研磨、抛光等。磨削过程中，刀具相对于工件运动时，残留在工件表面上的痕迹称为表面形貌口]。特定的切削工艺参数会形成相应的理想表面形貌特征 。

将车床小刀架去掉，把装有工具头的传动装置安装在小刀架位置上，其轴线与工件轴线垂直，但在垂直方向偏移 1个偏距 。工具头在其传动装置带动下做旋转运动，同时可随大拖板沿工件轴向移动。工件装在主轴上做旋转运动，工具头表面有低刚度的无纺布，无纺布的圆周面涂有磨料粒度为w 的研磨膏，加工时使研磨膏进入工作区进行抛光 。

62 磨粒轨迹的几何分析工具头和工件只在 0Xy平面中直线 Y-Y。的有限长度上接触，由于工件具有-定弹性，工具头上有-薄层弹性抛光材料，工具头和工件的接触是 1段两端为圆弧的近似矩形，在这-小段矩形内，工具头的轨键似为-直线，这-段直线和工件轴线方向 的交角称为方向角 。如文献[2]所述，为考察磨粒在工件上的轨迹，以工具初始位置的圆心为原点，建立坐标系，如图1所示。

、 厂l x f I / I - - ：， 图 1 回转零件机械镜面加工常规方法示意图工具头上任意-点相对工件的轨迹为： Rcos( t)VrtY- Rsin(o ) V t式中，R为工具上任意-点与工件相接触时的半径；为工具角速度；V，为工具相对于工件的进给速度；《新技术新工艺》数字技术与机械工程数字技术为工作表面任-点的线速度通过代换，0也可写为 ：- 吨 dy- 嗽 式中，R 为工作半径。

机械抛光类似于工件表面的磨粒磨损[3]，压力提高，效率也会提高。工具头与工件的总压力(P)越大，接触区的宽度(2b)就越大，磨削长度(L)越长。在实际加工中，无纺布的变形较大，接触区域变宽(269 ram)，若在整个加工区域，各点所受到的力和切削作用应相-致，因此选用低刚度的表面材料进行加工 。

3 试验设计 、试验过程和数据处理本试验选择材料为不锈钢的 ，/56 mm 圆环 。对车床上的第 2主轴通过采用电主轴改变电源的频率，得到不同的转速，电主轴头部安装抛光工具盘，进行镜面加工。以下主要研究工件转速、工具头转速以及进给量 3个因素对加工效果的影响。2组正交试验中，第 1组试验的工具头转速-定，改变工件转速和进给量；第 2组试验的进给量-定，改变工件转速和工具头转速。利用表面粗糙度仪测得加工后零件表面粗糙度，见表 1和表 2。

机械工程表 1 第 1组正交试验表通过正交试验方差分析法，对 F检测结果进行分析，取 a5 ，查得 2组试验中因素 A、B对应的FA，凡 ≤ F。.os(1，1)，说明3个因素在考查范围内，加工工件的效果变化不大，加工系统的效果稳定。

利用金相显微镜放大 100倍后，观察加工零件表形貌，原始环状条纹在很大程度上减少，并测得表粗糙度值明显下降。

引入另-个影响因素，单位加工时间 t ，即位时间内，工件上任意-点被工具头加工后所需的时间。定义公式为 ：- [( )导]N7c式中， 为加工宽度 26所对应的径向圆周角；N走刀次数。

计算 8组试验单位加工时间 值，并与表面糙度对照见表 3。

表 3 A、B组正交试验各组试验单位加工时间与表面粗糙度对照表A(1) A(2) A(3) A(4) B(1) B(2) B(3) B(本文采用非线性回归的方法，将该试验数据行回归分析，将曲线拟合为指数函数曲线，即拟合线为 - 0.281e ·叭 ，拟合结果如图2所示。

单位加工时闻 8图2 单位加工时间与表面粗糙度关系曲线圈为了验证上述 2者的关系是否符合指数函娄对回归方程做相关性检验，相关系数为 R 厂 ----------- ------- /∑( - ) /∑( - ) -o.75，即所有观点比较靠近或落在回归线上，单位加工时间与表面粗糙度关系可为指数函数关系。根据指数函数关系可知，表面粗糙度 的大小随着单位加工时间的增长而减小，即提高加工效果《新技术新工艺》数字技术与机械工程-图 3 8mm轴镜面加后的表面形貌互- 罩i霹旧氍新技术新工艺 2013年 第 2期基于 MAS和 BP网络的近距离目标预测法刘红娟(宝鸡文理学院 机电工程系，陕西 宝鸡 721016)摘 要：以轨迹拟合法为基础，将 目标预测问题转化为对预测模型参数优化搜索的问题♂合MAS、BP网络和位置预测原理 ，提 出将近距 离目标视 为刚体 。其状 态按 自由度划分为 6个，其 中 3个 自由度表示空间位置，另外 3个自由度表示角的转动向量，6个自由度看作 6个子网，分别进行子网预测，再进行组网的近距离目标预测法。最后，以无人机为例对算法进行仿真计算，验证了其正确性和可行性。

关键词 ：目标预测 ；MAS；BP网络中图分类号 ：TP 18 文献标志码 ：ANear Distance Target Prediction M ethod based on MAS and BP NetworkI IU Hongj uan(Department of Mechanical and Electrical Engineering，Baoji University of Arts and Science，Baoji 721016，China)Abstract：The target prediction problems were changed into searching optimized parameters problems of prediction mod-el based on the trajectory fitting method.The near distance target prediction method was given by dividing the rigid near dis-tanee target state into six according to the freedom degrees，three freedom degrees of them were space position，the otherthree freedom degrees were angle rotation vector，6 freedom degrees were look as six subnet and were separately done sub-net prediction，and then networking were proceeded based on the MAS，BP network and position prediction theory.Finally，correctness and feasibility of the algorithm were tested by the simulation and calculate of UAV。

Key words：target prediction，MAS，BP network1 MAS和神经网络理论MAS(multi-agent system，多自主体系统)是-种新型的人工智能方法，相 比其他的智能方法，MAS具有更强大的适应性、自治性、协作性、反应性和能动性等智能化特点，适用于并发和复杂系统问题的处理。同时，随着计算机科学和数学等学科的飞速发展，神经网络模型以其大规模并行处理、自组织、自适应和自学习能力等优点，适用于需同时考虑多种因素和不精确的信息处理情况，其研究的重要性也逐渐突出。因此，怎样将 MAS和神经网络技术结合成智能系统是该领域的研究趋势。

可以适当增加工件的被加工时间。为了验证该结论，选取直径为 8 mrl的轴进行抛光，选认长的单位加工时间 t 。加工完成之后，观察工件的表面条纹，如图 3所示 ，整个工件 的被加工区域几乎没有条纹，最终测得的表面粗糙度可达0.07肛m。

4 结语本试验中，在考查范围内工件转速、工具头转速以及进给量 3个因素的效果变化不大，说明加工效果稳定；磨削轨记度变化范围越大，抛光效果越好；工件上每-点的单位加工时间 t 越长，表面粗糙度越小；无纺布作为工具头表面材料可获得很好的效果，其他类似材料也有研究的价值。