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环状孔轧辊数控加工机床关键技术和理论分析

作　者: 王毅
导　师: 范顺成
学　校: 河北工业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 并联机床轧辊进给系统运动分析参数优化
分类号: TG666
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 63次
引　用: 1次
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内容摘要

随着国家经济的腾飞,机械工业也得到了空前的发展。机械工业是现代工业的基础,几十年来,在我国社会经济发展舞台上扮演着重要角色,具有重要的战略地位,是支撑国民经济稳步发展的一支重要力量,也是国家重点发展的产业。本课题主要针对目前加工难度比较大的复杂曲面轧辊,其目的在于通过深入的研究确定加工工艺方案和加工机床装配的总体设计,以期解决复杂曲面轧辊的加工问题,因此此课题有着很大的工程实际意义。首先研究比较四种常见的加工工艺方法,最终确定车削加工。针对轧辊车削加工工艺的特点,确定了数控加工车床的关键技术,即数控进给系统的设计。为减少进给系统的惯性,提高加速度能力,进给系统采用二自由度并联机构,并完成了进给系统的结构设计,对电机功率,传动零件等进行了计算和选择。在此基础上,利用ADAMS软件,对机床进给系统进行了运动仿真,得出了速度和加速度曲线,并进行分析。运动分析表明这种设计可以较好地完成复杂曲面轧辊的加工。为数控轧辊车床的研究开发提供了理论基础。本研究成果是针对具体的轧辊加工提出的,但对于其他类型轧辊零件的加工在理论和设计方法上同样具有参考意义。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-15
  1-1 数控车床的发展  8-10
    1-1-1 国内外数控机床发展状况  8-9
    1-1-2 并联机床发展状况  9-10
  1-2 数控发展的新技术  10-14
    1-2-1 机床高速电主轴  10-11
    1-2-2 直线伺服电机技术  11-12
    1-2-3 开放式数控技术  12-13
    1-2-4 运动控制卡技术  13-14
  1-3 课题的提出及研究意义  14
  1-4 本论文的主要研究内容  14-15
第二章轧辊零件数学建模和加工工艺方案的研究  15-26
  2-1 轧辊环状孔型曲面的数学建模和拟合  15-20
    2-1-1 轧辊环状曲面加工典型工艺要求  16
    2-1-2 基于数值分析的解决方法  16-20
    2-1-3 基于Pro/E 的样条拟合功能的解决方法  20
    2-1-4 基于Pro/E 的环孔轧辊实体造型  20
  2-2 轧辊加工工艺的分析  20-25
    2-2-1 用球头刀铣削方案  20-21
    2-2-2 用成型刀（变径铣刀）范成铣削方案  21
    2-2-3 盘铣刀铣削方案  21-23
    2-2-4 车削方案  23-25
  2-3 轧辊加工方案的确定及其关键技术  25
  2-4 本章总结  25-26
第三章环状孔轧辊数控加工车床的整体设计  26-34
  3-1 车床的整体设计参数  26-27
  3-2 车床进给系统的方案确定  27-30
    3-2-1 传统驱动技术下的进给系统  27-28
    3-2-2 直线电机驱动下的进给系统  28
    3-2-3 进给系统方案的确定  28-30
    3-2-4 进给系统电机功率的确定  30
  3-3 滑台的总体设计  30-31
  3-4 进给系统的滑台结构设计  31-32
  3-5 连接件的结构设计  32-33
  3-6 本章小结  33-34
第四章非圆截面车削数控系统总体方案设计  34-44
  4-1 数字控制系统的总体集成  34-35
  4-2 数控主机的构成  35-42
    4-2-1 运动控制卡与端子板的连接  35
    4-2-2 专用输入、输出口的连接  35-37
    4-2-3 编码器输入连接方法  37-39
    4-2-4 通用数字量输入、输出口的连接  39-41
    4-2-5 RS-232 连接方法  41-42
  4-3 数控系统电路原理图  42-43
  4-4 本章小结  43-44
第五章车床进给系统的运动仿真  44-52
  5-1 运动仿真软件ADAMS  44-45
    5-1-1 ADAMS 软件概述  44
    5-1-2 ADAMS 软件的特点  44-45
  5-2 基于ADAMS 下的运动学仿真  45-48
    5-2-1 模型仿真  45
    5-2-2 加工过程运动仿真  45-48
  5-3 基于ADAMS 的进给系统的优化设计  48-51
    5-3-1 概述  48
    5-3-2 参数化分析  48-49
    5-3-3 基于ADAMS 的进给系统的试验设计  49
    5-3-4 基于ADAMS 的进给系统的优化设计  49
    5-3-5 基于ADAMS 的进给系统运动学分析算例  49-51
  5-4 本章小结  51-52
第六章结论和展望  52-53
参考文献  53-56
附录 A  56-57
附录 B  57-58
致谢  58

环状孔轧辊数控加工机床关键技术和理论分析

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