針對非圓工件表面的高速精密加工這一問題,設計集成一套磨床數控系統并改造一臺數控實驗磨床,利用數字PID原理對此系統的動,穩態性能進行控制調節,研究PMAC的時間基數控制法,結合直線電機的微量往復進給運動和電主軸單元的高速性能,來實現非圓工件的磨削加工。通過對橢圓形工件的磨削實驗研究,為非圓零件的高效精密磨削提供了好的解決方案。
現代工業技術的飛速發展,要求零件的形狀越來越復雜,制造精度越來越高。如以汽車發動機活塞為例,其橫向截面設計成橢圓形,且在活塞裙高方向,橫截面的橢圓度是變化的,高速防滑軸承是波瓣形的。高精度軸承的滾動體圓度要求小于0.5μm。所有這些,都要求數控機床具有高性能,高精度和穩定加工復雜形狀零件表面的能力。
目前,高速高精度成為現代機械制造科學領域的主攻方向,磨削加工是獲得低成本,高表面質量的主要技術手段,越來越多的零件開始采用磨削工藝進行生產加工。對具有種類多,高精度,高頻響伺服控制要求的非圓零件加工來說,傳統加工方案難以滿足要求。近年來,隨著具有高頻響應特性的直線電機的發展,對非圓截面零件進行數控磨削加工成為可能。1997年第12屆歐洲機床展覽會時已有多家公司展出采用直線電機驅動的機床。到1999年第13屆歐洲機床展覽會時又有了新的進展,其進給速度和進給加速度又有了進一步的提高。
隨著高速高精度主軸單元技術,直線精密高速進給單元技術,砂輪制造技術,檢測控制等技術的不斷進步,實現非圓零件的高速精密磨削加工的條件日趨成熟,目前已成為世界各發達工業國家競相投入人力,物力研究的熱點,因而致力于非圓工件表面的高速精密磨削加工有著深遠的意義。