基于砂轮区间均匀接触的数控磨削方法研究

论文摘要

本文对现有曲线磨削方法进行了分析和研究,针对其不足提出了一种新的曲线磨削方法——区间均匀接触磨削法。本文基于该磨削法,结合实际加工条件,开发出了具有曲线拟合,插补计算以及仿真数控代码自动生成等功能的应用软件。在此基础上,以VERICUT软件为仿真平台,本文建立了能满足加工条件的三轴联动数控磨床模型,对砂轮的运动和磨削过程进行了仿真实验,具体工作如下所述：针对实际加工中,工件轮廓曲线多是以列表点的形式描述这一特点,对曲线列表点进行了样条拟合,得到曲线的具体分段参数方程组。对参数曲线进行了基于时间分割法的直线插补运算,建立了区间均匀接触磨削法的数学模型,即通过X、Y、C三轴联动,实现了每一步插补过程中,砂轮接触圆弧与等长的工件加工轮廓相对应。通过Visual C++将以上内容进行集成,通过开发的人机交互界面进行磨削参数的设定,生成并导出能控制砂轮磨削运动的数控加工代码文件。以VERICUT仿真软件为平台,利用生成的数控加工代码控制砂轮运动,完成了仿真加工过程,证实了该磨削设想的正确性和可行性。区间均匀接触磨削法克服了传统磨削方法加工工艺上的不足,使砂轮所受轴向力控制在一定范围内,避免了因砂轮磨损不均匀造成的轮廓误差分布不均匀等问题。通过仿真实验表明,本文提出的区间均匀接触磨削法不但符合曲线磨削的工艺要求,并且理论上可以提高磨削精度,降低砂轮损耗,同时也为以后此方向类似的研究提供了思路。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题研究内容与意义
• 1.3.1 课题研究内容
• 1.3.2 课题的意义
• 第2章 区间均匀接触磨削法的基本原理
• 2.1 现有的曲线磨削方法
• 2.1.1 两轴常规磨削法
• 2.1.2 快速点磨削法
• 2.1.3 砂轮法向磨削法
• 2.1.4 区间等角度磨削法
• 2.2 区间均匀接触磨削法
• 2.3 本章小结
• 第3章 区间均匀接触磨削法的实现过程
• 3.1 列表曲线方程的确定
• 3.1.1 列表曲线的技术要求
• 3.1.2 列表曲线拟合方法的选择
• 3.1.3 列表曲线的三次参数样条拟合
• 3.2 列表曲线凹凸区间的划分
• 3.3 三次参数样条曲线插补算法
• 3.3.1 时间分割插补
• 3.3.2 三次参数样条曲线的时间分割插补运算
• 3.4 砂轮区间均匀接触磨削的运动过程分析
• 3.4.1 曲线凸区间内砂轮的运动分析
• 3.4.2 曲线凹区间内砂轮的运动分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 曲线磨削系统的软件开发
• 4.1 系统总体架构
• 4.2 列表曲线拟合的实现及数据处理
• 4.3 磨削参数的确定
• 4.4 插补及进给量的确定
• 4.5 数控代码的生成
• 4.6 本章小结
• 第5章 曲线磨削的运动仿真及优化
• 5.1 VERICUT软件总体介绍
• 5.2 磨削仿真系统的建立
• 5.2.1 磨床基本组件的创建
• 5.2.2 仿真数控代码的加载
• 5.2.3 机床控制系统的设置
• 5.3 VERICUT仿真曲线磨削实例
• 5.4 VERICUT磨削速度优化与误差分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢