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《大连理工大学》 2010年
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微型数控铣床研究与开发

王利军  
【摘要】: 微细切削加工技术作为重要的军民两用技术,已经成为现代科技研究的前沿课题之一。微细切削加工技术区别于MEMS技术和超精密加工技术,是利用传统加工方式针对微米级以下小零件进行高效率、高精度的微细制造。为了降低机床成本、提高加工效率、减少能耗,国内外正在发展微型机床和微型工厂。目前我国在微细切削设备专用机床研究方面尚属初期,部分院校和研究院所各有所长。 本文在大量查阅国内外资料的基础上,详细论述了微型机械加工与小型化机床研究相关技术的国内外发展状况,对微细铣削加工和微型铣床研究现状进行了系统归纳。设计并构建了一台专用于微细铣削加工的小型三轴数控微细铣削机床系统。完成了微型数控铣床总体方案设计,确立了机床的整机结构、总体布局以及关键部件(控制系统、主轴系统、进给系统、精密台钳系统、刀具冷却系统、加工环境系统、夹具体和机床底座等)的选型与设计,研发出采用陶瓷球轴承油气润滑高速电主轴、伺服电机+滚珠丝杠+精密光栅尺的进给伺服系统以及基于IPC的三轴运动控制的微型数控铣床,机床的本体尺寸为194mm×194mm×400mm,机床的工作空间尺寸为50mm×50mm×102mm,能实现微米级加工。 微型机床整机结构设计对加工精度影响显著,整机结构设计将直接影响整个微型铣床的加工精度。本文利用有限元仿真分析方法对微型数控铣床的整体结构进行了静力学分析和动态特性分析,对整机在结构设计上能否满足加工精度设计要求进行了校验,研究成果为机床结构的优化设计提供参考。 为了验证微型数控铣床的性能,进行了机床定位精度和重复定位精度测量实验,实验结果证明所开发的实验样机能够实现微米级的进给,能够满足后续微细铣削加工的研究。 最后,为了考察该微铣床的实际加工能力,进行了微型数控铣削数控加工实验。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG547

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前6条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曲海军;金属切削毛刺形成的数值模拟及控制技术研究[D];江苏大学;2011年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李成锋;介观尺度铣削力与表面形貌建模及工艺优化研究[D];上海交通大学;2008年
2 李红涛;介观尺度材料力学性能建模及微铣削工艺优化研究[D];上海交通大学;2008年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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8 胡爱玲;高速电主轴动静态特性的有限元分析[D];广东工业大学;2004年
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【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【二级参考文献】
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1 刘焕牢;数控机床几何误差测量及误差补偿技术的研究[D];华中科技大学;2005年
2 孙希威;磁流变抛光机床数控系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
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1 曾宝平;小直径铣刀高速加工淬硬钢研究[D];广西大学;2003年
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9 陈晶磊;吉林“诚毅”在临猗建新厂[N];运城日报;2010年
10 本报记者 邓文龙;福建伟峰精密机床以创新赢市场[N];中国工业报;2010年
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1 夏广岚;木制楼梯扶手弯头数控加工的关键技术研究[D];东北林业大学;2010年
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5 任泳瑜;数控铣床仿真系统[D];吉林大学;2012年
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7 王利军;微型数控铣床研究与开发[D];大连理工大学;2010年
8 童福元;教学型微型数控铣床的研发[D];湖北工业大学;2013年
9 王小彬;数控铣削仿真培训系统的研究与开发[D];天津大学;2004年
10 宇海英;XK715F数控铣床技术改造研究[D];长春理工大学;2007年
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