轮数控加工机床设计与加工工艺研究

山东大学硕士学位论文分度凸轮数控加工机床设计与加工工艺研究姓名：史锦屏申请学位级别：硕士专业：机械工程指导教师：路长厚20040506分度凸轮数控加工机床设计与加工工艺研究作者：史锦屏学位授予单位：山东大学相似文献(10条)1.期刊论文周善忠.李佳弧面分度凸轮的通用数控机床加工-机床与液压2004,(11)本文基于天津大学自主开发的五坐标并联机床提出了一种在通用数控机床上加工弧面分度凸轮的新方法.该方法简单方便,具有较好的通用性和应用价值.2.学位论文杨延峰用于数控机床的弧面分度凸轮的设计与制造2005弧面分度凸轮机构是由美国人C.N.Neklutin于20世纪20年代发明的，并由其所创建的Ferguson公司首先进行了系列化、标准化生产。该机构是用于两垂直交错轴间的间歇分度步进传动。由弧面分度凸轮、从动转盘以及在从动转盘径向均布的滚子组成。由于弧面分度机构具有传动速度高、分度精度和动力学性能好、承载能力大、可靠性好等优点，所以广泛应用于各种自动机械，如烟草机械、包装机械、加工中心换刀机械手等。弧面分度凸轮机构是数控加工中心的核心部分，用于实现自动换刀机械手的精确动作。在弧面分度凸轮的加工制造方面，国外已经是成熟的技术，多是在数控机床上采用范成法加工。而国内对弧面分度凸轮加工方面的研究起步较晚，而且多限于普通弧面分度凸轮，对用于数控加工中心的弧面分度凸轮的研究几乎是空白。目前国内各机床厂所用弧面分度凸轮多是依赖于进口。本文在广泛收集国内、外相关资料的基础上，并与北京第一机床厂合作，就目前已知的几种加工方法进行了分析和比较，确定了用于数控加工中心的弧面分度凸轮的加工方法为：范成法和两重包络法相结合。关于弧面分度凸轮机构的运动状态，用TurboC编写了运动仿真程序，通过运行仿真程序动态的观察和分析了弧面分度凸轮机构的运动和啮合状态。得到了转盘上滚子与凸轮廓面啮合的数据结果。建立弧面分度凸轮机构的坐标系，用VisualC++编写弧面分度凸轮加工时刀具轨迹程序，运行程序输出两个结果，一是凸轮与刀具的角位移数据文件；一是动态的输出刀具的轨迹图。生成弧面分度凸轮加工的刀具模型。基于加工工艺和加工过程的分析，提出了弧面分度凸轮加工平台的设计方案。在确定了加工方案和加工方法后，本文给出了加工弧面分度凸轮的数控机床的各项参数，并以此参数为标准向德国EMAG公司定做专用铣磨床。最后本文编写了数控加工中心用弧面分度凸轮的加工工艺。并以以上研究成果为基础，加工出了合格的弧面分度凸轮。3.期刊论文唐学飞.刘言松.吴修彬.TANGXue-fei.LIUYan-song.WUXiu-bin基于PMAC的开放式弧面分度凸轮数控加工系统开发-煤矿机械2006,27(12)简单介绍了弧面分度凸轮数控加工技术的研究现状,分析了进行开放式弧面分度凸轮数控加工系统开发的意义.根据加工特点,选用了弧面分度凸轮加工专用数控机床.设计了以PC机为平台,以PMAC为核心的弧面分度凸轮加工专用机床开放式数控系统,给出了该系统的硬件和软件结构及设计.4.学位论文郑康平基于弧面分度凸轮CNC专用机床主轴的优化软件开发1999该文首先介绍了弧面分度凸轮的良好特性和广泛应用以及弧面分度凸轮的加工方法,并介绍了国内外数控机床的发展概况.在此基础上,提出了研制弧面分度凸轮的CNC专用机床的重要性及可能性.该文中主要涉及两方面的内容.第一,该文通过分析已设计好的XK7001弧面分度凸轮CNC专用机床的主要参数,参阅有关文献,重新分析了主轴的静态力学模型,分析计算了主轴轴承的静态径向刚度,并分析了主轴的静态优化设计数学模型.采用统一目标的线性组合法,引入加权因子,建立了一个统一的目标的线性组合法,引入加权因子,建立了一个统一的目标函数.利用该文中所研究的优化程序,对机床主轴进行了多目标优化,并列出了优化结果.第二,该言语中采用面向对象程序设计方法,根据软件工程学的思想,分析、设计了程序结构,将各种优化方法封装成类的形式,开发研究了优化软件,并在VisualC++5.0平台上实现.5.期刊论文刘德福.廖熙淘.周贤.LiuDefu.LiaoXitao.ZhouXian弧面分度凸轮通用数控加工的进给速度控制-机械传动2008,32(1)为避免实际切削进给速度的变化降低弧面分度凸轮的加工质量,从编程进给速度F指令的物理意义入手,分析了弧面凸轮在通用数控机床上加工时的编程进给速度与实际进给速度的关系.研究表明,由于在通用数控机床上加工弧面凸轮需要包括两个旋转运动的4坐标或5坐标联动,使两连续刀位点之间的实际移动距离与当量移动距离的不相等,是造成刀具的实际进给速度与编程进给速度不一致的根本原因.根据编程进给速度与实际进给速度的关系,在编程时给每个程序段都安排各自所需的F指令值,凸轮加工时的实际进给速度就可保持为常量,加工出的凸轮工作廓面无刀痕,表面加工质量明显提高.研究结果为弧面分度凸轮数控加工进给速度的控制提供了理论依据,有较好的应用价值.6.期刊论文郭培全.黄传真弧面分度凸轮的非等径数控加工自动编程-制造技术与机床2004,(6)弧面分度凸轮廓形的非等径加工自动编程,能够及时有效地补偿刀具尺寸的变化,保证加工精度,降低刀具费用.文章介绍了在三轴联动数控机床上加工弧面分度凸轮时,非等径加工刀具轴线的确定、编程坐标换算和自动编程应用程序框架,并给出了非等径加工程序实例.7.学位论文吴小伟弧面分度凸轮的精密加工及CNC专用铣床的研究2009弧面凸轮机构是一种高速、高精度空间垂直轴传动的分度机构，由美国人C．N．Neklutin于20世纪20年代发明的。凸轮工作曲面轮廓要求精度高，形状复杂，加工制造难度较大，但国外已经是成熟的技术，且多是在数控机床上采用范成法加工。而国内对弧面分度凸轮加工方面的研究起步较晚，而且多限于普通弧面分度凸轮。高精度弧面凸轮的加工需要用具有双回转坐标、且在空间位置有特定要求的数控设备来加工。目前，从国内加工弧面凸轮专用数控铣床的情况来着，高精度弧面凸轮加工的专用数控机床普遍存在一定的缺陷，有待进一步发展和改进。因此有必要重新开发和研制新一代加上弧面凸轮的专用数控机床。首先，在广泛收集国内、外相关资料的基础上，通过对已知的几种加工方法的分析与比较，提出了高精度弧面分度凸轮的精密加工方法一“范成法和两重包络法”相结合。采用高速铣削方法，改进走刀方式，以铣刀的侧刃精加工凸轮廓面；编写了高精度弧面分度凸轮的加工工艺；生成刀具轨迹；结合机床对刀轨进行后处理工作，并建立虚拟机床，利用仿真技术对加工过程进行模拟验证。为零件加工提供了理论依据，节省了时间，提高了工作效率。其次，从切削剪切变形和刀具离散化理论出发，推导出高速铣削条件下铣削力和切削速度的关系模型。并通过切屑变形系数来修正模型中的剪切角计算公式。为切削力和切削功率的计算以及结构设计和电机选型提供了技术支持。然后，通过对弧面分度凸轮的工作原理、加工工艺和加工过程的分析，并应用模块化思想，提出了弧面分度凸轮加工平台的立式和卧式两种设计方案。经过对比分析，最终确定了采用卧式结构，五轴联动，工件的回转进给运动分别通过数控分度头和回转工作台实现，并采用电主轴技术的CNC专用铣床。8.期刊论文刘兴国一种扩大数控机床使用范围的新方法研究-新技术新工艺2004,(1)提出了一种通过多坐标联动扩大弧面分度凸轮数控机床加工范围的方法,推导出各个参数之间的关系并应用于编程软件中.实际应用表明该法不但可以用于扩大机床的原有加工范围,还可以用于调整加工参数使机床刚度和加工效率大大提高.9.学位论文陈浩弧面分度凸轮的理论研究和CAD设计2007弧面分度凸轮机构是一种用于两垂直交错轴间的间歇分度步进传动机构，具有传动速度高、分度精度和动力学性能好、承载能力大等优点，其工作廓面是空间不可展曲面，很难用常规的方法进行测绘，也不能用展开成平面廓线的方法进行设计，因此其设计和制造都比较复杂，在一定程度上限制了其发展。论文首先在空间啮合理论的基础上，根据微分几何、啮合原理及高等机构学理论等相关知识,采用坐标变换法推导出弧面分度凸轮的工作廓面方程、啮合方程和压力角计算公式，重点对弧面分度凸轮的曲面方程、接触线方程、曲面特性、啮合原理、运动关系、几何参数等相关问题进行深入的分析研究；对弧面分度凸轮的轴截面、法截面齿形的计算建立数学模型，并用matlab进行编程计算，得出了弧面分度凸轮工作廓面与轴截面和法截面的交线均为曲线的结论。从而验证上述理论研究结果的正确性，为该凸轮的机械CAD设计和加工制造提供重要的理论依据；在弧面凸轮的设计和制造方面，国内也都是采用范成法，另外对两重包络法、刀位补偿法和自由曲面法也做了理论研究。在广泛收集国内、外相关资料的基础上，并与北京第一机床厂合作，给出了加工弧面分度凸轮的数控机床的各项参数，并以此参数为标准向德国EMAG公司定做专用铣磨床。论文在VC++6.0的环境下开发了弧面分度凸轮设计的应用程序，该程序用于加工刀具位移的计算，并动态的输出刀具加工时走刀轨迹的投影以及转换刀位时角度的变化。通过输入运动规律曲线的参数数值，选定运动规律，生成从动转盘上各个滚子在不同的分度期与停歇期时与凸轮的啮合关系，应用凸轮和转盘的基本几何参数，最终得到实际加工时刀具的走刀路线，并形成走刀角度的数据文件。10.期刊论文高东强.张文林.陈桦凸轮专用数控机床主轴的优化设计-机床与液压2002,(4)本文以最小主轴重量及主轴前端挠度为优化目标,采用统一目标的线性组合法,引入加权因子,建立了一个统一的优化目标函数,对机床主轴进行了多目标优化设计,使优化结果更符合实际.本文链接：授权使用：湖北汽车工学院(wfhyqcxy)，授权号：3d3ba251-631b-4adc-aa68-9dfd00a3551f下载时间：2010年9月26日