高速響應非圓切削數(shù)控車床的研制與試驗研究.pdf

1、非圓零件廣泛應用于汽車、生物、醫(yī)學、航空、航天等機械設備。但由于非圓零件具有其獨特的形狀特征，致使一般的機械加工工藝方法存在著加工成本高，加工效率較低的不足，而非圓零件數(shù)控車削加工已成為一種具有較強競爭力的加工工藝方法。 本文針對國內非圓截面零件加工工藝現(xiàn)狀，提出一種新型非圓切削數(shù)控車床驅動方案，即通過主軸旋轉編碼器所采集的角度信息和由直線電機驅動的徑向位移構造一種“軟靠模”，以代替常規(guī)的硬靠模完成非圓截面自由型線的加工過程，并

2、開發(fā)試制了一臺新型非圓零件車削數(shù)控機床樣機。在該樣機上通過對幾種特殊非圓截面零件進行了實際切削試驗，驗證了機床的工作性能。其具體研究內容如下： 1、運用諧波分析的原理，對非圓截面零件表面特征以及其車削進給運動過程進行了諧波分析，并對非圓截面零件車削時的刀具運動特征、進給速度以及加速度進行分析； 2、在分析目前國內外各種高速加工機床進給機構的基礎上，選用直線伺服電機作為直接驅動方式，進行了非圓切削數(shù)控車床徑向進給系統(tǒng)的結構

3、設計，并對刀架和工作平臺兩個關鍵結構件進行了力學性能分析，通過對活塞環(huán)、橢圓和正六邊形幾個特殊非圓截面零件車削時的速度和加速度計算，對所設計進給系統(tǒng)進行了切削能力分析； 3、進行了非圓切削數(shù)控車床控制系統(tǒng)的總體設計，在分析以工控機和多軸運動控制器為平臺的開放式數(shù)控系統(tǒng)功能基礎上，對“軟靠?！避浖K進行了設計，并對機床控制電氣線路進行了設計，編制了PLC邏輯控制程序； 4、進行了非圓截面零件數(shù)控車床樣機的研制，并在該樣機