喷油嘴针阀螺旋槽加工数控系统研究与设计

论文摘要

本课题“喷油嘴针阀螺旋槽加工数控系统研究与设计”来源于山东菏泽华星油泵油嘴有限公司。课题的主要工作概括如下:在经过数控改造的立式铣床上试切,零件在尺寸精度与表面质量上较差。经分析,主要由于立式铣床刚性不足与加工进给方式,导致刀具轨迹与目标轨迹吻合程度不佳。故调整方案为在卧式铣床基础上,使用一种专用数控分度头来实现夹具同时旋转进给与直线进给的方案。1.首先对硬件系统进行改造。通过专用的数控分度头对步进电动机进行驱动,来带动夹具在加工过程中同时直线进给与旋转进给。运动控制卡作为PC机与夹具进行串口通讯的媒介实现数控的功能。2.在适应系统要求的基础上对软件体系结构和功能模块进行划分。作为最直观的部分——系统操作界面模块的开发平台是VC++6.0。这个过程传输的数据主要是数控加工代码,因此就需要开发软件体系中另一个重要部分——数控编程模块。同时还要对螺旋线插补的算法进行探讨,并制定数控代码的编制格式。3.在SolidWorks中用实体造型法实现仿真加工,来观察加工过程中有无干涉等问题。基于实体造型的方法中几何模型表达与实际加工过程相一致,使仿真的最终结果与实际加工间尽可能接近。4.总结了本课题的主要研究工作,并对课题中的部分有待改进的地方提出了改善的设想。在本课题的创新处:①根据相似性原理,用逐点比较法直线插补原理编制加工螺旋线的插补程序。②提出了一种新的数控分度头方案,能够同时实现小行程的直线进给与旋转进给。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 发动机喷油嘴针阀及其设计简介
• 1.2 喷油嘴针阀靠模法加工工艺及其存在的问题
• 1.3 数控系统的发展及其应用
• 1.3.1 数控系统发展概况
• 1.3.2 开放式数控系统的特点
• 1.3.3 基于PC的开放式数控系统的体系结构
• 1.3.4 国内外发展现状及水平与存在的问题
• 1.3.5 数控系统的发展前景
• 1.4 本课题研究的提出及其意义
• 第二章 喷油嘴针阀空间螺旋槽立式铣床加工实验研究
• 2.1 数控化改造项目的可行性评估
• 2.2 立式铣床数控改造的实施步骤
• 2.3 立式铣床加工针阀螺旋槽实验研究
• 2.3.1 立式铣床加工针阀螺旋槽实验结果
• 2.3.2 零件加工尺寸精度分析
• 2.3.3 零件加工表面质量问题分析
• 第三章 数控专用分度头系统方案的设计
• 3.1 旋转与直线于一体的专用数控分度头方案设计
• 3.1.1 工艺系统特性
• 3.1.2 脉冲当量的确定
• 3.2 系统的硬件平台
• 3.2.1 运动控制卡
• 3.2.2 步进电动机的选择
• 3.3 系统的功能和特点
• 3.4 数控加工文件的编译与实现
• 3.4.1 铣床数控插补方法的确定
• 3.4.2 铣床数控插补代码的开发
• 第四章 数控系统的软件结构
• 4.1 数控控制软件的总体设计
• 4.1.1 操作系统平台
• 4.1.2 软件开发工具
• 4.1.3 数控系统软件功能模型分析与体系结构
• 4.1.4 软件运行过程任务分解
• 4.2 系统总体框架与运行界面
• 4.2.1 系统功能框架
• 4.2.2 系统界面设计
• 4.3 数控加工程序的开发与编程
• 4.3.1 软件模块的划分
• 4.3.2 数控加工程序设计
• 4.3.3 运动控制卡的软件接口设计
• 第五章 基于SolidWoks的加工过程几何仿真
• 5.1 NC程序的校验方式
• 5.2 几何建模方法
• 5.2.1 直接实体造型法
• 5.2.2 基于图象空间的方法
• 5.3 铣削几何模型的建立
• 5.3.1 建模软件SolidWorks概述
• 5.3.2 工件毛坯的SolidWorks建模
• 5.4 基于SolidWorks的接口开发
• 5.5 仿真动画的实现
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间公开发表论文及著作情况