振動擺動輾壓的體積效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究.pdf

1、將機(jī)械振動引入到金屬的塑性成形加工中,不但可以降低材料變形時所需的外力,還能大幅度提高產(chǎn)品成形質(zhì)量,這些效果的產(chǎn)生主要緣于體積效應(yīng)的影響。體積效應(yīng)是在加工系統(tǒng)附加振動情況下,金屬塑性成形過程中表現(xiàn)出的材料變形抗力降低,變形速率加快的現(xiàn)象。振動擺動輾壓技術(shù)正是將振動技術(shù)引入擺動輾壓成形中,具有成形力小、成形效率和成形精度高等特點(diǎn),因而具有潛在的研究價值及廣闊的應(yīng)用前景。為了了解振動擺動輾壓成形中體積效應(yīng)的效果,在現(xiàn)有振動擺動輾壓設(shè)備的基礎(chǔ)

2、上,設(shè)計(jì)了振動擺輾力檢測系統(tǒng),通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對振動擺輾力的實(shí)時檢測,最后采用正交實(shí)驗(yàn)法對振動擺動輾壓的體積效應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析和驗(yàn)證。本論文主要完成了以下工作:
　　(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,設(shè)計(jì)一臺振動擺輾實(shí)驗(yàn)機(jī)。該實(shí)驗(yàn)機(jī)是將機(jī)電實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的一臺Z512鉆床改裝而成,設(shè)計(jì)工作包括:擺頭和激振器的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)機(jī)機(jī)身設(shè)計(jì)和進(jìn)給裝置設(shè)計(jì)。首先分析實(shí)驗(yàn)機(jī)的總體設(shè)計(jì)特點(diǎn),然后在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的擺輾設(shè)備基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)擺頭和激振器,詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)機(jī)本體機(jī)構(gòu)的組成

3、,結(jié)合設(shè)計(jì)要求完成實(shí)驗(yàn)機(jī)的本體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)機(jī)的進(jìn)給裝置,繪制擺輾實(shí)驗(yàn)機(jī)的零件圖和機(jī)構(gòu)裝配總圖,最后完成了實(shí)驗(yàn)機(jī)的零件制造及裝配。
　　(2)根據(jù)檢測要求,分析振動擺輾力檢測系統(tǒng)的組成,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件選擇合適的傳感器,設(shè)計(jì)傳感器信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和串口通信電路。檢測系統(tǒng)選擇單片機(jī)AT89C51作為下位機(jī)采集擺輾力數(shù)據(jù),經(jīng)過通信電路能夠?qū)崿F(xiàn)與下位機(jī)與上位機(jī)(PC機(jī))的數(shù)據(jù)通信。
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4、)采用模塊化設(shè)計(jì)思路開發(fā)了振動擺輾力檢測系統(tǒng)的相關(guān)軟件,主要包括單片機(jī)(下位機(jī))軟件和PC機(jī)(上位機(jī))軟件。單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)采用C51編程,包括主程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)和串口通信模塊設(shè)計(jì),完成了在振動擺輾加工過程中的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)上傳。PC(上位機(jī))軟件設(shè)計(jì)采用VC++6.0編程,包含串口通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和人機(jī)界面模塊,其中串口通信模塊采用VC++6.0的MSComm通信控件編程實(shí)現(xiàn)。上位機(jī)軟件不僅提供友好的人機(jī)交