基于VERICUT的数控钢轨精磨机加工仿真

论文摘要

随着中国铁路建设的发展,铁路运输朝着高速、安全、舒适的方向迈进,钢轨作为承载机车车辆运行的媒介,更是在铁路建设中有着举足轻重的作用,高速铁路的发展,极大的推动了无缝钢轨在高速铁路中的应用。在无缝钢轨加工的过程中,将标准长度的钢轨焊接成轨道,在焊接接头的地方,会产生焊瘤,如何高效的处理焊瘤就成为了制约无缝钢轨在高速铁路中应用的关键。传统的无缝钢轨焊缝处理手段效率低下,显然无法满足无缝钢轨在高速铁路建设中的需求。因此急需高自动化的、适用于车间生产的钢轨打磨设备对钢轨焊接接头进行处理。国内外许多科研机构和机床生产厂家,如上海理工大学附属二厂、法国的拉伊台克公司和吉斯玛公司等,都对无缝钢轨精磨机进行了研究,并设计有产品在生产应用。国内的焊轨厂大多采用进口国外的磨削机床对钢轨焊缝进行处理,而进口设备存在价格高、代价大、操作学习周期长、维修不便和语言障碍等弊端。面对国内外钢轨焊缝处理的现状,在导师的指导下,产生了一种新的钢轨焊缝磨削的方法,提出数控仿形磨削的无缝钢轨焊缝磨削方案,利用数控插补的原理,以VERICUT数控仿真软件为平台,建立数控钢轨精磨机机床模型,并根据加工对象编写数控加工程序——G-代码。在磨削加工过程中,磨床的打磨头按照数控程序编制的轨迹运行,精确磨出形面。最后,应用VERICUT仿真软件的AUTO-DIFF（自动检测）功能对加工模型的加工质量与设计模型要求的加工质量进行比较检测,应用VERICUT仿真软件的OptiPath（优化）功能,对编写的数控加工程序进行优化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的背景及意义
• 1.1.1 国外高速铁路的发展
• 1.1.2 中国高速铁路的现状
• 1.1.3 无缝钢轨在高速铁路中的应用
• 1.2 无缝钢轨焊缝加工设备
• 1.3 仿真加工技术
• 1.4 本文的主要内容
• 1.5 本章小结
• 第2章 数控钢轨精磨机加工对象及原理
• 2.1 加工对象分析
• 2.2 数控仿形磨削原理
• 2.2.1 直线插补原理和算法
• 2.2.2 直线插补算法分析
• 2.3 圆弧插补原理及算法
• 2.3.1 圆弧插补原理
• 2.3.2 割线圆弧插补法
• 2.3.3 内接线圆弧插补法
• 2.4 本章小结
• 第3章 数控钢轨精磨机模型
• 3.1 VERICUT仿真软件结构
• 3.2 数控钢轨精磨机组件
• 3.3 精磨机运动组件模型
• 3.3.1 精磨机Base模型
• 3.3.2 精磨机Z线性模型
• 3.3.3 精磨机X线性模型
• 3.3.4 精磨机Y线性模型和主轴模型
• 3.3.5 精磨机W线性模型
• 3.4 精磨机毛坯和夹具模型
• 3.5 精磨机刀具模型
• 3.6 本章小结
• 第4章 数控钢轨精磨机仿真设置
• 4.1 数控钢轨精磨机床运动仿真设置
• 4.1.1 机床干涉检查设置
• 4.1.2 机床初始化位置设置
• 4.1.3 机床行程设置
• 4.1.4 机床轴优先
• 4.2 数控钢轨精磨机床控制系统
• 4.3 工件坐标系的设置
• 4.4 数控程序的编写与加载
• 4.5 本章小结
• 第5章 仿真结果分析与程序优化
• 5.1 数控钢轨精磨机加工仿真
• 5.2 数控钢轨精磨机加工结果检测
• 5.3 加工程序优化
• 5.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献