工程陶瓷具有高强度、高硬度、化学稳定性好等特性,已成为现代工程材料的三大支柱之一。但是,它具有*高的硬度和脆性,普通机械加工难度大,超声磨削是一种复合加工技术,已成功用于陶瓷材料的孔、平面、内外圆一些简单形状的加工,提高了加工效率及表面质量。在有些应用中,陶瓷零件必须设计成复杂型面,如叶片常常设计成扭曲直纹面,在烧结后的块状陶瓷上加工叶片型面很难。数控展成超声磨削是陶瓷叶片型面加工的可行方法,,这里将介绍数控展成超声磨削成形加工装置(如图 1)中的主轴变频调速系统设计。
1.磨轮主轴驱动系统方案
工艺试验需要磨轮转速 在3000 ~20000r/min之间可调。数控展成加工扭曲直纹面时,为使数控加工编程简单,一般使ZT轴运动速度恒定,其他各轴速度则与扭曲直纹面形状有关,因此在磨削过程中合成运动速度及材料去除率不断变动,导致磨削力改变,使磨轮转速波动,从而影响加工质量。为保证加工质量稳定,希望磨轮转速能够稳定在设定值附近。 为降低成本,选取普通交流电机 (额定转速为 2800r/min),通过变频增速使电机**转速达到 6000r/min,再通过一级皮带增速(速比i=3.5),可使磨轮主轴达到所需转速,而电机只需在 900~6000r/min之间调速。
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