螺旋复杂曲面数控抛光技术的研究

论文摘要

螺旋曲面成形机理各异,螺杆型线也复杂多样,给螺杆的加工带来很大困难。而螺旋曲面螺杆通常是螺杆机械产品中的核心部件,要求其具有很高的精度。现在国内对于螺杆的精加工方法都是采用人工抛光的加工方法,这种方法加工出来的螺杆粗糙度往往不能满足实际要求,极大的降低了螺杆机械产品的使用效能。本文在研究螺杆特性及包络理论的基础上,针对螺杆线形变化的多样性和复杂性,结合了一种非常规的磨削技术——砂带磨削,提出了一种高效、经济、实用的螺杆抛光技术——螺旋复杂曲面数控抛光技术,这种加工方法不仅可以有效的提高螺杆的加工质量,而且显著提高螺杆的加工效率。本文通过对螺旋曲面的加工方法及步骤进行详细的研究和归纳总结,研究了将螺旋曲面数控加工方法与砂带抛光相结合,提出了螺旋曲面数控抛光的新方法,在满足了实现加工工件表面轨迹的前提下设计了磨头装置,研究了复杂曲面螺杆的数控抛光过程,设计了合理的抛光加工工艺,进行了砂带磨削参数的优化设计。对抛光后的螺旋曲面螺杆的廓型激光检测进行了前期的理论准备。并且运用C++builder编程语言,CAD/CAM软件来实现上述算法及制作仿真加工界面。本项目研究提出了将螺旋曲面数控加工技术与砂带抛光技术和激光检测技术相结合,通过螺旋曲面数控抛光原理及工艺方法的研究,提出并论证了新的数控抛光方法,进一步扩展了螺旋曲面抛光方法,并且完成了螺旋曲面抛光机床的设计和激光检测装置的理论准备。这为螺旋曲面的抛光加工和在线检测及相应数控抛光机床的研制提供了理论和实践基础。对提高我国复杂曲面螺杆的精加工及在线检测技术水平,推动国民经济的发展,将起到积极的作用,具有重要的理论和现实意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外螺杆抛光加工技术的现状及趋势
• 1.3 砂带磨削技术及其特点
• 1.3.1 砂带磨削技术简介
• 1.3.2 砂带磨削技术的机理和特点
• 1.4 数控加工关键技术分析
• 1.4.1 常用的刀具轨迹生成方法
• 1.4.2 数控编程关键技术问题
• 1.5 课题的目的、意义及主要工作
• 第二章 数学模型的建立及砂带磨削理论分析
• 2.1 工件数学模型的建立
• 2.1.1 螺旋面的形成原理
• 2.1.2 工件螺旋面的方程
• 2.2 磨削基本理论
• 2.2.1 工件曲面的连续性
• 2.2.2 砂带与工件接触曲面的连续性
• 2.2.3 接触迹的连续性
• 2.3 砂带磨削理论的研究
• 2.4 本章小结
• 第三章 抛光加工过程及机床设计
• 3.1 抛光加工方法及过程的分析
• 3.1.1 机床磨头装置的设计
• 3.1.2 抛光加工过程的分析
• 3.2 抛光加工机床的设计
• 3.2.1 机床坐标系
• 3.2.2 复杂曲面螺杆NC抛光机床的设计
• 3.2.3 机床的运动
• 3.3 本章小结
• 第四章 磨削参数的优化
• 4.1 影响砂带磨削的因素
• 4.1.1 磨削力
• 4.1.2 砂带速度
• 4.1.3 工件材料
• 4.1.4 磨料种类
• 4.1.5 磨削液
• 4.1.6 运动形式
• 4.2 砂带磨削参数的优化设计
• 4.2.1 设计变量的选择
• 4.2.2 目标函数的确定
• 4.2.3 约束条件的建立
• 4.2.4 数学模型的建立
• 4.3 本章小结
• 第五章 自动编程软件设计
• 5.1 自动编程系统概述
• 5.2 自动编程系统模块设计
• 5.2.1 登陆界面
• 5.2.2 总体模块
• 5.2.3 主界面
• 5.3 本章小结
• 第六章 廓型精度检测
• 6.1 廓型精度分析概述
• 6.2 在线检测技术的发展历史与趋势
• 6.3 激光测量原理
• 6.3.1 激光干涉测量技术
• 6.3.2 激光共焦测量技术
• 6.3.3 激光三角测量技术
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢